电化学修复后混凝土柱抗震性能的数值分析与验证

为掌握电化学修复对混凝土结构抗震性能的影响,本文研究了常规电场强度下混凝土柱抗震性能的数值分析与试验验证。开展了电化学修复后钢筋低周疲劳试验,基于试验数据对OpenSees有限元平台中的Reinforcing Steel材料的本构参数Cf、Cd和α进行修正;开展了电化学修复前后混凝土柱的低周往复试验,得到了电化学修复对混凝土柱抗震性能指标的影响。最后,建立了电化学修复后混凝土柱有限元纤维模型,并对比分析了数值模拟结果和试验数据。试验结果表明：钢筋低周疲劳试验加载幅值为±1%、±1.6%、±2%时,电化学修复钢筋试件比未修复钢筋试件的疲劳寿命分别降低约5%、30%、54%,说明电化学修复过程中产生的氢对钢筋的低周疲劳寿命负面影响随幅值的增大而增大;基于不同加载幅值下的钢筋低周疲劳数据,通过Coffin-Manson疲劳模型拟合得到考虑电化学修复后影响的本构参数Cf,Cd和α分别为0.136,0.361以及0.410;电化学修复前后混凝土柱的滞回曲线形状基本一致,峰值荷载与耗能能力也基本相同,说明常用电流下的电化学修复对混凝土柱的抗震性能影响较小;混凝土柱的数值模拟结果和低周往复试验结果接近,说明本文提出的有限元纤维模型可用于评估电化学修复对混凝土构件抗震性能的影响。     

结合台风全路径模拟的宁波地区台风极值风速估计

运用台风全路径模拟技术和极值理论统计方法对宁波地区台风极值风速进行精确估计.首先,基于CMA-STI热带气旋最佳路径数据集并采用Vickery经验回归模型进行了西北太平洋海域台风全路径模拟,生成了600年台风路径及强度数据,采用Yan Meng风场模型确定了影响宁波地区的台风风速序列.然后,使用weibull分布函数描述了台风各风向下的极值风速边缘分布,并利用t-Copula函数构造各风向极值风速的联合分布模型,得到了台风考虑风向相关性的多风向极值风速估计值.最后,与台风不考虑风向相关性的极值风速以及规范设计风速对比,结果表明,宁波地区台风极值风速估计应考虑风向相关性,不考虑风向相关性的极值风速及规范设计风速都给出了偏风险的极值风速估计值.     

结构裂缝的分布式光纤监测方法及试验研究

结构裂缝监测是评估结构安全性的重要依据之一,分布式光纤裂缝监测技术可有效避免点式检测空间不连续造成的漏检现象,且易于实现自动化监测。该文提出了布里渊光频域分析计(BOTDA)结合斜交光纤组的裂缝监测方法,通过几何分析得到了光纤应变和裂缝宽度及开展方向的理论模型,并采用标定试验建立了由光纤测试应变反算裂缝宽度及开展方向的数值方程。同时开展了光纤裂缝传感器标距和预拉力大小对测量精度影响的试验研究,并标定了300 mm标距的光纤裂缝传感器实测应变和裂缝宽度及夹角的定量关系。最后通过裂缝模拟试验对裂缝开展进行了跟踪监测,结果表明斜交光纤组能有效得到光纤与裂缝之间夹角值并实时监测裂缝宽度变化。     

混凝土电化学除氯过程钢筋周围氯离子迁移规律试验研究

随着服役年限增长,氯盐环境中钢筋混凝土结构的耐久性劣化问题越来越突出。电化学除氯技术是钢筋混凝土耐久性修复重要方法,可有效排除保护层中氯离子,然而电化学除氯过程混凝土内部氯离子迁出规律有待研究。重点研究了电化学除氯过程中钢筋周围氯离子迁出的空间规律。结果表明,电化学除氯结束后,钢筋周围氯离子浓度降低显著,保护层内随着距离钢筋径向距离的增加,残余氯离子浓度增大,表现出明显的非均匀分布。研究成果可为进一步完善钢筋混凝土电化学除氯后的耐久性评估和寿命预测提供依据。     

氯盐环境下钢筋混凝土结构电化学修复效果研究现状

钢筋锈蚀已成为导致混凝土结构耐久性失效的一大病害,电化学修复技术是确保结构耐久性的重要方法.对耐久性修复的发展过程以及每种修复技术的优缺点、相关作用原理进行了综述,总结、分析了电化学修复效果,并介绍了现行电化学修复效果的评价方法.     

海洋环境混凝土功能组分优化设计与性能研究

针对海洋环境高性能铁路桥混凝土的耐久性和水化放热问题,通过轴心抗压、电通量、水化热等试验,对级配矿物外加剂与迁移型阻锈剂复合作用的高性能混凝土进行了研究.结果表明:掺入级配矿物外加剂、阻锈剂等功能组分后,通过配合比优化设计,混凝土试件28 d强度比基准组有所提高,钢筋表面的电化学性能得到进一步提升.同时,抗氯离子渗透性能比基准混凝土最大降低了39％,胶凝材料浆体水化热值比基准组降低了37％.当辅助胶凝材料粉煤灰和矿粉掺入量提高时,混凝土力学性能、抗氯离子性能得到进一步改善,水化热中的峰值会降低.复合矿物外加剂的掺量达到22％左右时,混凝土设计的综合性能达到较佳状态.掺入级配矿物外加剂和阻锈剂可以使电通量显著下降,并对混凝土耐久性的提升和水化热的控制具有协同作用.     

迁移型阻锈剂在钢筋混凝土中的研究进展

钢筋锈蚀导致混凝土耐久性的降低问题一直受到全世界的广泛关注,迁移型有机阻锈剂可以有效提升混凝土的耐久性,并与混凝土结构有着很好的相容性,且在经济上优于普通掺入型无机阻锈剂。从混凝土工程钢筋锈蚀原因、迁移型阻锈剂的阻锈机理进行分析,进而介绍迁移型阻锈剂的国内外研究情况以及迁移型阻锈剂的性能试验和评价方法,最后就迁移型阻锈剂相关应用的问题进行总结。     

电化学修复后不同含氢钢筋的低周疲劳性能试验研究

本工作通过电化学充氢试验和低周疲劳试验,分析了电化学修复后含氢钢筋的疲劳寿命、滞回曲线、剩余强度等关键力学指标.研究结果表明:钢筋试件通电时间越长、电流密度越大,钢筋内氢含量越多,且钢筋氢含量与电通量密度呈线性关系;依据氢含量与疲劳寿命的关系可将电化学修复的负面影响程度分为A、B、C三个区域;随着氢含量增大,循环剩余强度退化加快,疲劳寿命和耗能能力降低也越显著;氢含量小于1.7×10-6时,1％应力幅下钢筋试件低周疲劳寿命降低小于15％;氢含量为4.3×10-6时,钢筋试件低周疲劳寿命降低73.7％.本研究结果可为电化学修复技术应用于有抗震性能要求的混凝土结构提供参考.     

收缩徐变对装配式混凝土叠合梁挠度的影响

收缩徐变作用导致混凝土叠合梁挠度增加,从而影响构件的力学性能。为了研究收缩徐变作用下混凝土叠合梁挠度增加规律,建立了收缩徐变作用下混凝土叠合梁挠度计算方法,与数值模拟进行比较,结果相近。运用该方法对混凝土叠合梁的加载龄期、应力水平进行敏感性分析,结果表明：应力水平不同时,混凝土叠合梁挠度随加载龄期呈现不同变化趋势,应力水平较低时,挠度随加载龄期增大而增大,反之,挠度随加载龄期增大而减小;混凝土叠合梁叠合面处的徐变微差相对收缩微差较小,叠合面处预制和现浇混凝土变形不一致引起的挠度主要由收缩不一致引起。     

结构裂缝的分布式光纤监测方法及试验研究

结构裂缝监测是评估结构安全性的重要依据之一,分布式光纤裂缝监测技术可有效避免点式检测空间不连续造成的漏检现象,且易于实现自动化监测。该文提出了布里渊光频域分析计（BOTDA）结合斜交光纤组的裂缝监测方法,通过几何分析得到了光纤应变和裂缝宽度及开展方向的理论模型,并采用标定试验建立了由光纤测试应变反算裂缝宽度及开展方向的数值方程。同时开展了光纤裂缝传感器标距和预拉力大小对测量精度影响的试验研究,并标定了300mm标距的光纤裂缝传感器实测应变和裂缝宽度及夹角的定量关系。最后通过裂缝模拟试验对裂缝开展进行了跟踪监测,结果表明斜交光纤组能有效得到光纤与裂缝之间夹角值并实时监测裂缝宽度变化。