【摘要】：酸雨侵蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)過程相當(dāng)復(fù)雜，一旦混凝土材料受到酸雨溶液的侵蝕，會隨著侵蝕程度的增加，材料結(jié)構(gòu)自身的性能發(fā)生退化�；炷羶�(nèi)部的許多化學(xué)成分都會參與到化學(xué)反應(yīng)中，結(jié)構(gòu)的微觀和宏觀會隨之發(fā)生變化，使混凝土的力學(xué)性能退化嚴(yán)重，，導(dǎo)致其使用壽命的下降，影響到人們的生產(chǎn)與生活質(zhì)量。 近二十年來，對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受酸雨侵蝕的研究主要集中在混凝土材料的損傷機(jī)理、宏觀微觀性能及退化規(guī)律等方面，對鋼筋混凝土構(gòu)件整體工作性能研究較少，對于酸雨環(huán)境下約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的研究至今未見到。鋼筋混凝土構(gòu)件受酸雨侵蝕后其內(nèi)部鋼筋與混凝土的協(xié)同工作能力會受到嚴(yán)重影響，這樣鋼筋混凝土構(gòu)件中配置的箍筋對混凝土產(chǎn)生的橫向約束作用就會被大大削弱，特別是變形能力也將出現(xiàn)衰減。從而對鋼筋混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的抗震性能分析會產(chǎn)生很大影響，故本文對受酸雨侵蝕后的約束混凝土本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行試驗(yàn)研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。 （1）對酸雨環(huán)境侵蝕下箍筋約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系試驗(yàn)研究，本文設(shè)計(jì)了共48個尺寸為150mm×150mm×450mm的鋼筋混凝土棱柱體試件進(jìn)行了四種不同酸雨環(huán)境的腐蝕，試件的變化參數(shù)為酸雨環(huán)境中的PH值、SO42-濃度、配箍特征值、腐蝕時間。四種環(huán)境分別為酸雨環(huán)境A（PH值4.5、 SO42-0.002mol/L）酸雨環(huán)境B（PH值3.0、SO42-0.002mol/L）酸雨環(huán)境C（PH值3.0、SO42-0.06mol/L）酸雨環(huán)境D（PH值1.0、 SO42-0.1mol/L）.并對受侵蝕后的試件進(jìn)行了軸壓破壞試驗(yàn)，通過試驗(yàn)繪制出實(shí)測的約束混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。 （2）通過回歸得到的腐蝕后箍筋約束混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線的上升段分成了兩部分，上升段的前半部分屬于平緩階段，呈現(xiàn)凹曲線形式，斜率很��；上升段后半部分和下降段與未腐蝕混凝土曲線形狀基本一致。受侵蝕后的曲線整體形狀變尖，下降段變陡。本文依然采用傳統(tǒng)的兩段式（上升段與下降段）來建立酸雨腐蝕下箍筋約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線。 （3）試驗(yàn)分析了腐蝕混凝土的彈性模量、峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、極限應(yīng)變的變化情況。并引入了反映腐蝕介質(zhì)、配箍特征值和腐蝕時間作為參數(shù)，并涉及到酸化深度，借助試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定上升段與下降段方程與相關(guān)參數(shù)的表達(dá)式。 綜上所述，建立的酸雨環(huán)境侵蝕下約束混凝土本構(gòu)模型能準(zhǔn)確地反映侵蝕溶液濃度、侵蝕時間、配箍特征值及酸化深度對材料力學(xué)性能的影響。研究成果諸如回歸得到的本構(gòu)關(guān)系方程及確定其參數(shù)的公式等，可以適用于西南酸雨區(qū)受酸雨侵蝕的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的非線性分析。
[Abstract]:The chemical reaction process of acid rain eroding reinforced concrete structure is very complex. Once the concrete material is eroded by acid rain solution, the properties of the material structure will degrade with the increase of erosion degree. Many chemical components in concrete will participate in chemical reaction, and the microstructure and macro will change with it, which will make the mechanical properties of concrete degenerate seriously and lead to the decline of its service life. Affect people's production and quality of life. In the past twenty years, the research on the corrosion of reinforced concrete structures by acid rain has mainly focused on the damage mechanism of concrete materials, macroscopic and microscopic properties and degradation laws, etc., and less on the overall working performance of reinforced concrete members. The stress-strain relationship of confined concrete in acid rain environment has not been studied. After the reinforced concrete members are eroded by acid rain, the synergistic ability of reinforcing bar and concrete will be seriously affected, so that the transverse restraint effect of the stirrups in reinforced concrete members on concrete will be greatly weakened. In particular, deformability will also be attenuated. Thus, the seismic behavior analysis of reinforced concrete members and structures will have a great impact, so it is of great theoretical significance and practical value to study the constitutive relationship of confined concrete after acid rain erosion in this paper. The main contents are as follows: (1) the stress-strain constitutive relation of stirrups confined concrete under acid rain environment is studied. A total of 48 reinforced concrete prism specimens with size of 150mm 脳 150mm 脳 450mm have been designed for corrosion in four different acid rain environments. The variation parameters of the specimen are PH value, SO42- concentration, hoop characteristic value and corrosion time in acid rain environment. The four kinds of environment are acid rain environment A (PH value 4.5, SO42-0.002mol/L) acid rain environment B (PH value 3.0 so 4 2-0.002 mol / L) acid rain environment C (PH value 3.0, SO42-0.06mol/L) D (PH value 1.0, SO42-0.1mol/L in acid rain environment. The axial compression failure test was carried out on the corroded specimens, and the stress-strain curves of confined concrete were drawn. (2) the rising section of the uniaxial stress-strain curve of corroded stirrups confined concrete is divided into two parts. The first half of the rising section belongs to the gentle stage, showing concave curve form, and the slope is very small; The shape of the curve of the latter half of the rising section and the descending section is basically the same as that of the uncorroded concrete. After erosion, the whole shape of the curve becomes sharp and the descending section steepness. In this paper, the stress-strain curve of stirrups confined concrete under acid rain corrosion is still established by using the traditional two-stage formula (up-and-down section). (3) the variation of elastic modulus, peak stress, peak strain and limit strain of corroded concrete are analyzed. The equation of rising and descending stage and the expression of relevant parameters are determined by means of experimental data. The corrosion time and characteristic value of hoop are used as parameters and the acidizing depth is involved. To sum up, the constitutive model of confined concrete under acid rain environment can accurately reflect the influence of the concentration of erosion solution, the time of erosion, the characteristic value of hoop and the acidizing depth on the mechanical properties of materials. The research results, such as the constitutive equation obtained by regression and the formula for determining its parameters, can be applied to the nonlinear analysis of reinforced concrete structures and members affected by acid rain in the southwest acid rain area.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU375

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本文編號：2303896