长隧道火灾中拱顶温度场的数值模拟

采用考虑了湍流效应和辐射传热的扩散燃烧模型,对某长隧道在不同火灾规模和通风条件下的拱顶温度场进行模拟.通过计算分析了隧道火灾中混凝土拱顶衬砌温度的分布规律以及火灾规模、通风条件对其影响.结果表明,以混凝土拱顶衬砌不超过300 ℃为安全临界温度,低于10 MW规模的隧道火灾基本不会造成拱顶衬砌结构发生破坏;对于20、50 MW规模的隧道火灾,需要分别保持2.0、4.0 m/s的通风速度,才能使拱顶衬砌结构不受损坏.加大通风在改善隧道散热条件的同时也加强了高温烟气的对流,扩大了隧道拱顶升温的范围,从而在火灾发展到一定时间后,可能会引起更大范围的拱顶衬砌结构破坏.     

混凝土结构火灾后的加固修复

在混凝土结构火灾后的检测方法研究的基础上，对混凝士结构受火灾后的加固修复进行了研究。通过火灾后混凝土和钢筋的强度试验，以及混凝土结构火灾后的加固修复试验，研究了混凝土结构火灾后的加固修复方法，井在实际工程中得到应用，证明这些方法是可靠的。     

火灾后混凝土结构剩余使用寿命的预测

本文根据混凝土结构剩余使用寿命的预测方法，分析了火灾后混凝土结构残余承载力，综合论述了火灾后混凝土结构剩余使用寿命的预测方法，为火灾后混凝土结构的处置提供依据。     

混凝土结构火灾后的检测方法研究

本文通过对混凝土结构火灾后的火场温度确定分析以及不同方法检测火灾后混凝土的强度试验，系统地研究了混凝土结构在遭受火灾后的检测方法．提出了一些有效的检测手段。     

逐层回弹法检测火灾后混凝土强度

介绍了火灾后混凝土结构的各类检测方法。提出了逐层回弹法检测火灾后混凝土强度的方法。进行了逐层回弹法检测火灾后混凝土强度的试验，对试验数据进行数学回归分析，得出了逐层回弹法测强曲线。研究结果对回弹法应用于火灾后混凝土强度的检测有实际意义。     

火灾后混凝土结构耐久性的若干研究

火灾对混凝土结构的安全性和适用性带来了严重的危害,而对其耐久性造成的危害同样不可忽视。由于火灾的高温和含氯烟雾作用,混凝土结构存在严重氯离子侵蚀问题。火灾的高温导致混凝土结构碳化,同时,火灾后的混凝土结构也存在着硫酸盐侵蚀等其他一些比较常见的耐久性问题。火灾对混凝土结构耐久性诸多影响的作用机理有别于通常状况,在深入研究火灾影响混凝土结构耐久性各种因素的作用机制的基础上,提出利用特殊的氯离子扩散模型来评估火灾后混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久性能;引入混凝土结构内部温度场分布理论来评估火灾后混凝土结构碳化剩余寿命。     

探讨火灾后混凝土结构损伤检测与常见处理方法

文章从火灾对混凝土结构的破坏机理、火灾损伤、火灾后混凝土结构的损伤检测、修复和加固四个方面,探讨了火灾后混凝土结构损伤检测与处理这一过程。     

混凝土结构工程火灾温度实用判定方法

从工程实用角度,从火灾现场残留物烧损、火灾后混凝土结构表面颜色及外观特征、测量火灾后混凝土结构表面烧损层厚度及影响火灾现场温度的其它因素几方面,研究了混凝土结构工程火灾温度实用判定方法,为以后混凝土结构工程实例中火灾温度判断提供参考。     

石英热发光特性在火灾后混凝土构件损伤检测中的应用

在总结石英热发光特性的基础上，提出了应用石英热发光实验技术，诊断火灾后混凝土的烧伤程度，并应用于特大火灾的工程实践。结果表明，混凝土中的石英砂辉光曲线，客观地反映了混凝土经历的温度上限，该方法与混凝土微观结构受热破坏的微观结构研究和现有常规检测手段相结合，将对混凝土火灾损伤评估技术带来新的突破和发展。     

应用回弹超声方法评定火灾高温静置混凝土抗压强度的试验研究

火灾高温作用后，混凝土的抗压强度将发生变化。通过大量试验，研究了应用回弹和超声法评定火灾高温后考虑静置时间影响的混凝土抗压强度的方法，给出了高温后混凝土抗压强度与回弹值和超声波速的拟合回归公式。试验数据可作为编制《火灾后建筑结构可靠性鉴定标准》的依据。     

Numerical simulation of the probability of corrosion initiation of RC elements made of reinforcing steel with improved corrosion performance

Abstract

Steel reinforcing bars in concrete are protected from corrosion by a thin oxide film that is created on the steel surface in the highly alkaline environment of the concrete. Corrosion process begins once this oxide film is destroyed, for example, by chloride ions penetrating from the element surface into the concrete and to the steel rebar. Critical chloride concentration is highly variable owing to numerous factors such as the type of reinforcing steel used. The TransChlor® software is used to simulate the time history of chloride ion ingress and corrosion initiation into a typical reinforced concrete structural element with four different types of reinforcing steel, namely, carbon steel, ferritic stainless steel (1.4003) with rolling skin, duplex stainless steel (1.4462) and ferritic stainless steel (1.4003) with pickled surface. A climate model is used to simulate two different exposure conditions of the structural element, namely direct and mist exposure, representatives for winter conditions in mountainous and lowland areas. A probabilistic method is applied to consider uncertainty of material properties in the model. The results show that reinforcing steel bars with enhanced corrosion performance significantly improve the durability of reinforced concrete.     

氯盐侵蚀下预应力混凝土结构耐久性分析

介绍了氯盐侵蚀下影响预应力混凝土中氯离子扩散的各种因素,并参照试验结果,得出保护层厚度、氯离子扩散速度以及表面氯离子浓度是影响预应力混凝土结构耐久性的三个重要参数。运用可靠度理论,建立了氯盐侵蚀下预应力混凝土结构的耐久性分析模型,并提出了基于一定可靠度水准的耐久寿命预估方法。分析结果表明,保护层厚度对氯盐侵蚀下的预应力混凝土结构耐久性影响最大,另外两种因素次之。     

氯盐环境钢筋混凝土构件服役寿命计算

根据混凝土构件承载力的耐久性退化作用,建立了腐蚀环境作用下混凝土结构的3阶段服役寿命理论模型:诱导期、退化期和破坏期;即钢筋表面的自由氯离子浓度达到锈蚀临界值的时间、混凝土结构的主要材料(混凝土和钢筋)达到其材料耐久性破坏的限值、混凝土结构的承载力降低到安全使用极限状态作为各阶段的时间节点.基于氯离子扩散计算模型、钢筋...     

钢筋混凝土不同劣化阶段的电化学特征

针对现有氯盐侵蚀混凝土结构耐久性研究中模拟氯盐侵蚀环境方法的弊端,采用电迁移加速氯离子侵蚀的方法,以较快的速度模拟出不同劣化阶段的钢筋混凝土试件.通过分析电迁移氯离子侵蚀后钢筋表面状态的检测结果和劣化状况,验证了电迁移法制备不同劣化阶段试件的有效性和准确性,揭示了混凝土不同劣化阶段的电化学特征.结果表明:电迁移法较预掺氯盐法更能真实反应不同劣化阶段的钢筋混凝土结构;混凝土中钢筋由钝化状态转入锈蚀状态时,阳极极化曲线变缓,阴极极化曲线变陡;随着氯离子侵蚀,钢筋劣化程度增加,阳极反应交换电流密度增大,钢筋的腐蚀电位逐步向阳极反应平衡电位偏移.     

基于交流阻抗技术的混凝土表层氯离子扩散性研究

采用以活性多孔银材料为电极的交流阻抗技术测试混凝土表层氯离子扩散性.结果表明,该方法对不同胶凝材料体系混凝土表层的氯离子扩散性区分较好,且测试过程无损、耗时短,可用于现场混凝土表层氯离子扩散性测试,从而为混凝土结构耐久性评估提供关键数据.     

海洋环境下预应力混凝土桥梁耐久性分析与设计

为了研究海洋环境下氯离子侵蚀引起的混凝土结构耐久性行为,在重点考虑材料、环境、混凝土应力水平以及表层对流区影响的基础上,建立了预应力混凝土氯离子侵入扩散模型;随后,基于预应力混凝土桥梁结构耐久性失效的特点,提出了以预应力筋临界锈蚀作为耐久性极限状态的标志;并在各随机变量统计分析的基础上,采用Monte-Carlo方法研究了不同水胶比、不同保护层厚度时的可靠指标变化情况,得出了给定目标可靠指标下预应力筋的最小保护层厚度。相关研究成果可以为工程设计提供一定参考。     

外电场作用下混凝土中离子的迁移与分布规律研究

以饱和石灰水为电解液,对外掺3％NaCl的混凝土圆柱体试件进行电化学除氯试验,研究了三种不同电流密度( 1.0 A/m2、2.0 A/m2、3.0 A/m2)作用28d后混凝土中氯离子和钾、钠离子的分布规律.结果表明:电流密度越高时,在距离钢筋越近区域,混凝土中的残余氯离子含量越少;电流密度为2.0 A/m2和3.0A/m2时,可使混凝土中距离钢筋20mm范围内的氯离子含量均降低到水泥用量0.15％(占水泥质量)以下.在电化学除氯电场作用下,大量钾、钠离子向钢筋附近区域迁移和聚集,使混凝土试件内层钠离子含量达到最外层的4.8～17.3倍,钾离子含量达到最外层的3.8～17.5倍,从而增加了混凝土内部发生碱骨科反应破坏的风险,并导致部分水化产物分解,使混凝土与钢筋粘结力显著降低.     

混凝土结构耐久性控制区及设计参数的定量分析

现行规范的混凝土结构耐久性设计方法难以定量分析结构几何参数、环境作用等级、材料性能衰退等因素对结构服役寿命的影响。为此,针对氯化物腐蚀环境,提出了混凝土结构的耐久性控制区,并建立了混凝土结构耐久性设计参数的定量分析方法。首先基于混凝土中氯离子扩散补偿理论和结构几何外形建立混凝土结构的耐久性控制区模型;然后结合Fick第二定律,建立不同扩散维数下混凝土结构的耐久性定量分析模型,据此合理选取耐久性设计参数,并通过定量分析确定其取值。最后结合工程实例和设计规范对比验证了文中方法的有效性和适用性。研究表明,所提方法能够综合考虑混凝土结构几何外形及尺寸、环境作用等级、初始暴露龄期和材料性能衰退等因素对混凝土结构服役寿命的影响,可以有效克服现行规范耐久性设计方法中设计参数重复设置,不能有效反映材料性能衰退和结构几何外形的影响等不足。     

混凝土真实细观模型的生成及氯离子传输的数值模拟

基于改进的遗传算法和8邻域边界跟踪法,对混凝土断面的数字图像进行处理,得到二值图像并提取粗骨料的边界坐标;根据提取的坐标编写程序,生成浆体集料界面过渡区（ITZ）,得到真实的混凝土细观模型;将得到的混凝土细观模型导入COMSOL软件,模拟海洋水下区氯离子侵入混凝土内部过程,得到不同时刻混凝土内部氯离子浓度云图。研究结果表明：使用的建模和模拟方法所得结果与长期实海暴露混凝土实验结果一致,可以用来研究和评价海洋环境下混凝土的耐久性能;ITZ的存在会加速氯离子向混凝土内部扩散,其厚度越大,扩散过程越快,界面区厚度增大1倍,混凝土表观氯离子扩散系数增大12.3%;对比真实混凝土细观模型与参数化生成的圆形随机骨料模型中氯离子传输模拟结果发现,圆形随机骨料模型中氯离子的浓度总是小于真实细观模型中氯离子的浓度。