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基于可靠度的海工混凝土结构耐久性设计及寿命预测参数分析

作　者: 赵芳
导　师: 周新刚
学　校: 烟台大学
专　业: 结构工程
关键词: 海工混凝土结构耐久性设计寿命预测氯离子扩散参数分析
分类号: TV331
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

海洋环境下氯离子侵蚀会造成混凝土结构钢筋锈蚀、保护层脱落、耐久性能减退、使用寿命降低。对海工混凝土结构进行耐久性设计并确定其耐久使用寿命是研究的重要课题。本文基于氯离子扩散传输机理，利用半理论半经验模型，采用考虑可靠度理论的近似概率设计方法从外部暴露环境及内部组成材料等方面对海工混凝土结构耐久性寿命预测的有关问题进行了深入系统地研究。本文的主要研究工作如下：（1）探讨海工混凝土结构耐久性损伤机理及影响因素，总结海工混凝土结构耐久使用寿命预测方法，提出本文的研究内容及要完成的工作。（2）总结混凝土中氯离子传输的各种机理，确定采用氯离子扩散机理研究氯离子传输问题。从氯离子侵蚀混凝土的扩散机理出发，分析氯离子扩散传输模型及其影响因素。分析影响氯离子扩散系数的各种因素，给出氯离子扩散系数的测试方法，并探讨氯离子扩散系数取值。（3）采用考虑可靠度理论的耐久性设计方法对海工混凝土结构进行设计，对影响海工混凝土结构耐久使用寿命的参数取值进行了分析。从暴露环境、混凝土胶凝材料种类、混凝土水胶比等方面研究海工混凝土结构耐久性设计及使用寿命预测的三元关系。探讨了边角处氯离子二维扩散作用对海工混凝土结构耐久使用寿命的影响。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
1 概述  8-29
  1.1 海工混凝土结构的耐久性及损伤  8-13
  1.2 影响海工混凝土结构耐久性的因素  13-19
    1.2.1 材料组成  14-15
    1.2.2 养护及硬化条件  15-16
    1.2.3 环境条件  16-18
    1.2.4 结构设计及施工质量  18-19
  1.3 海工混凝土结构耐久性设计及寿命预测方法  19-26
    1.3.1 海工混凝土结构耐久性设计  19-20
    1.3.2 海工混凝土结构的耐久使用寿命  20-22
    1.3.3 海工混凝土结构寿命预测方法  22-26
  1.4 海工混凝土结构耐久性计算分析模型及本文研究内容  26-29
    1.4.1 计算分析模型  27
    1.4.2 本文研究内容  27-29
2 氯离子在混凝土中扩散机理及其影响因素  29-52
  2.1 氯离子在混凝土中的传输机理  29-33
    2.1.1 扩散作用  30-32
    2.1.2 毛细管吸附作用  32-33
    2.1.3 渗透作用  33
    2.1.4 电化学迁移作用  33
    2.1.5 离子吸附作用  33
  2.2 基于扩散的氯离子传输模型  33-34
  2.3 氯离子扩散模型的参数分析  34-39
  2.4 氯离子扩散模型中的氯离子扩散系数  39-52
    2.4.1 氯离子扩散系数定义  39-42
    2.4.2 氯离子扩散系数的测定方法  42-46
    2.4.3 影响氯离子扩散系数的因素  46-49
    2.4.4 不同规范中扩散系数的取值规定  49-52
3 基于可靠度的耐久性设计方法及参数分析  52-86
  3.1 基于可靠度的海工混凝土结构耐久性设计方法  52-56
  3.2 海工混凝土结构耐久使用寿命预测的参数取值  56-60
    3.2.1 混凝土保护层厚度  56-57
    3.2.2 混凝土表面氯离子浓度  57-59
    3.2.3 临界氯离子浓度  59-60
  3.3 海工混凝土结构三元关系的近似概率法求解  60-77
  3.4 氯离子二维扩散对海工混凝土结构耐久使用寿命的影响  77-81
  3.5 对现行规范的一点探讨  81-86
4 结论与展望  86-89
  4.1 结论  86-87
  4.2 展望  87-89
参考文献  89-92
致谢  92-93
攻读硕士学位期间发表论文情况  93-94

基于可靠度的海工混凝土结构耐久性设计及寿命预测参数分析

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