鋼筋銹蝕與混凝土凍融損傷光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-27 02:12
混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題嚴(yán)重影響著現(xiàn)役結(jié)構(gòu)的可靠性和預(yù)期使用年限,而鋼筋銹蝕和混凝土凍融損傷又屬于混凝土耐久性范疇內(nèi)最為重要的兩個(gè)問題,結(jié)構(gòu)在二者不斷的作用下,將會(huì)產(chǎn)生重大的安全隱患,往往造成重大的人員傷亡、巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。因此,對(duì)結(jié)構(gòu)所遭受的鋼筋銹蝕及混凝土凍融損傷進(jìn)行有效監(jiān)測(cè),通過數(shù)據(jù)分析給出結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài),是非常迫切的。已有的鋼筋銹蝕損傷監(jiān)測(cè)方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼筋銹蝕發(fā)生的監(jiān)測(cè),為鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)領(lǐng)域打下了良好的基礎(chǔ),但是其不能實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋銹蝕全過程的監(jiān)測(cè),只能實(shí)現(xiàn)定性分析。而對(duì)混凝土凍融損傷監(jiān)測(cè)的研究還比較少,而且都處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段。目前,更缺乏對(duì)鋼筋銹蝕和混凝土凍融損傷在實(shí)際工程環(huán)境下長期監(jiān)測(cè)的研究。本文以此為研究背景,基于白光干涉?zhèn)鞲屑夹g(shù),光纖線圈監(jiān)測(cè)手段,分別對(duì)鋼筋銹蝕損傷和混凝土凍融損傷的長期監(jiān)測(cè)技術(shù)以及評(píng)定進(jìn)行了初步探究,并面向?qū)嶋H工程結(jié)構(gòu),開展了鋼筋銹蝕與混凝土凍融光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成與應(yīng)用研究。全文主要內(nèi)容如下:(1)基于白光干涉?zhèn)鞲屑夹g(shù),光纖線圈監(jiān)測(cè)手段,設(shè)計(jì)并優(yōu)化了監(jiān)測(cè)鋼筋銹脹應(yīng)變的鋼筋銹蝕傳感器,通過加速銹蝕試驗(yàn),對(duì)鋼筋銹蝕過程產(chǎn)生的鋼筋銹脹應(yīng)變以及保...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.1.1 鋼筋在混凝土中的銹蝕損傷
1.1.2 混凝土凍融損傷
1.2 混凝土中鋼筋銹蝕破壞研究現(xiàn)狀
1.2.1 混凝土中鋼筋銹蝕機(jī)理
1.2.2 鋼筋銹蝕監(jiān)/檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.3 混凝土凍融損傷研究現(xiàn)狀
1.3.1 混凝土凍融破壞機(jī)理
1.3.2 混凝土抗凍性能研究的技術(shù)手段
1.3.3 混凝土抗凍性能研究的評(píng)價(jià)指標(biāo)
1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 鋼筋銹脹應(yīng)變與混凝土保護(hù)層銹脹破壞相關(guān)性研究
2.1 引言
2.2 白光干涉?zhèn)鞲屑夹g(shù)
2.2.1 光纖Michelson干涉的基本結(jié)構(gòu)
2.2.2 光纖Michelson干涉應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
2.3 銹蝕傳感器的封裝工藝與加速銹蝕試驗(yàn)
2.3.1 鋼筋銹蝕傳感器的封裝工藝
2.3.2 鋼筋銹蝕試件的制作
2.3.3 加速銹蝕試驗(yàn)
2.4 鋼筋銹脹應(yīng)變
2.4.1 溫度補(bǔ)償方案的確定
2.4.2 溫補(bǔ)后鋼筋銹脹應(yīng)變分析
2.5 鋼筋銹脹應(yīng)變與混凝土保護(hù)層表面應(yīng)變相關(guān)性
2.5.1 混凝土保護(hù)層表面應(yīng)變分析
2.5.2 鋼筋銹脹應(yīng)變與混凝土保護(hù)層表面應(yīng)變對(duì)比分析
2.6 鋼筋銹脹應(yīng)變與銹脹裂縫發(fā)展之間的關(guān)系
2.7 本章小結(jié)
3 基于鋼筋銹脹應(yīng)變的保護(hù)層裂紋貫穿前階段的損傷評(píng)定
3.1 引言
3.2 混凝土彌散開裂模型
3.2.1 開裂
3.2.2 拉伸硬化
3.3 混凝土本構(gòu)關(guān)系
3.4 鋼筋銹脹有限元模型
3.4.1 鋼筋銹脹力學(xué)問題及基本假定
3.4.2 模型介紹及網(wǎng)格劃分
3.4.3 模擬結(jié)果分析
3.4.4 鋼筋直徑與c/d對(duì)銹脹開裂應(yīng)變的影響
3.4.5 界面混凝土開裂時(shí)銹脹應(yīng)變的變化規(guī)律
3.5 箍筋對(duì)銹脹開裂應(yīng)變的影響
3.5.1 模型介紹及網(wǎng)格劃分
3.5.2 模擬結(jié)果分析
1st階段的評(píng)定"> 3.6 鋼筋銹蝕損傷在t1st階段的評(píng)定
3.7 本章小結(jié)
4 基于白光干涉的混凝土凍脹應(yīng)變監(jiān)測(cè)技術(shù)研究
4.1 引言
4.2 混凝土在凍融作用下應(yīng)變行為的研究現(xiàn)狀
4.3 監(jiān)測(cè)混凝土凍脹應(yīng)變合理性研究
4.3.1 混凝土試件的制作
4.3.2 W-傳感器的封裝工藝
4.3.5 混凝土凍融試驗(yàn)
4.3.6 數(shù)據(jù)合理性分析
4.4 混凝土凍脹應(yīng)變的研究
4.4.1 試驗(yàn)介紹
4.4.2 溫補(bǔ)傳感器應(yīng)變分析
4.4.3 溫補(bǔ)方案研究
4.4.4 凍脹應(yīng)變隨凍融循環(huán)的變化規(guī)律
4.4.5 溫補(bǔ)后凍脹殘余應(yīng)變分析
4.5 棱柱體試件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
4.5.1 棱柱體試件凍融損傷指標(biāo)
4.5.2 棱柱體試件傳統(tǒng)參數(shù)的變化規(guī)律
4.5.3 凍脹殘余應(yīng)變與傳統(tǒng)參數(shù)對(duì)比分析
4.6 本章小結(jié)
5 鋼筋銹蝕與混凝土凍融損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成技術(shù)研究及應(yīng)用
5.1 引言
5.2 大連星海灣跨海大橋鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
5.2.1 工程概況
5.2.2 鋼筋銹蝕傳感器的材料與封裝工藝
5.2.3 鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成
5.2.4 鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析
5.3 紅沿河核電站海工構(gòu)筑物凍融損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
5.3.1 工程概況
5.3.2 現(xiàn)場(chǎng)凍融傳感器的制作
5.3.3 凍融監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成
5.3.4 凍融損傷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于無損測(cè)試的新老混凝土抗凍融性能表征方法[J]. 朱紅光,賴蘇玲,易成,熊赟,劉曉楠,張曉迪. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]引氣和非引氣混凝土凍融損傷微裂紋擴(kuò)展規(guī)律研究[J]. 李曙光,陳改新,魯一暉. 水利學(xué)報(bào). 2013(S1)
[3]硫酸鹽侵蝕與凍融循環(huán)共同作用下混凝土損傷研究[J]. 苑立冬,牛荻濤,姜磊,孫迎召,費(fèi)倩男. 硅酸鹽通報(bào). 2013(06)
[4]用電化學(xué)阻抗譜與X射線CT研究混凝土中鋼筋的腐蝕行為[J]. 施錦杰,孫偉. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2011(10)
[5]基于長周期光纖光柵折射率敏感特性的混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)[J]. 劉宏月,梁大開,曾捷,金晶,吳瑾,耿犟. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2011(08)
[6]硫酸鹽腐蝕混凝土構(gòu)件損傷檢測(cè)研究[J]. 張風(fēng)杰,袁迎曙,杜健民. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[7]模擬混凝土孔隙液中鋼筋電化學(xué)腐蝕行為及pH值的影響作用[J]. 唐方苗,徐暉,陳雯,楊榕杰,杜榮歸,林昌健. 功能材料. 2011(02)
[8]杭州灣跨海大橋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性原位監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)[J]. 干偉忠,RAUPACH M,金偉良,呂忠達(dá). 中國公路學(xué)報(bào). 2010(02)
[9]光纖光柵腐蝕傳感器[J]. 江毅,嚴(yán)云,Christopher K.Y.Leung. 光子學(xué)報(bào). 2006(01)
[10]光纖傳感器對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)的研究[J]. 黎學(xué)明,陳偉民,黃宗卿,黃尚廉. 光電子·激光. 2001(10)
博士論文
[1]光纖傳感器在結(jié)構(gòu)銹蝕進(jìn)程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 魏鶴鳴.大連理工大學(xué) 2016
[2]混凝土中氯鹽的傳輸機(jī)理及鋼筋銹脹模型[D]. 付傳清.浙江大學(xué) 2012
本文編號(hào):3162563
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.1.1 鋼筋在混凝土中的銹蝕損傷
1.1.2 混凝土凍融損傷
1.2 混凝土中鋼筋銹蝕破壞研究現(xiàn)狀
1.2.1 混凝土中鋼筋銹蝕機(jī)理
1.2.2 鋼筋銹蝕監(jiān)/檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.3 混凝土凍融損傷研究現(xiàn)狀
1.3.1 混凝土凍融破壞機(jī)理
1.3.2 混凝土抗凍性能研究的技術(shù)手段
1.3.3 混凝土抗凍性能研究的評(píng)價(jià)指標(biāo)
1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 鋼筋銹脹應(yīng)變與混凝土保護(hù)層銹脹破壞相關(guān)性研究
2.1 引言
2.2 白光干涉?zhèn)鞲屑夹g(shù)
2.2.1 光纖Michelson干涉的基本結(jié)構(gòu)
2.2.2 光纖Michelson干涉應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
2.3 銹蝕傳感器的封裝工藝與加速銹蝕試驗(yàn)
2.3.1 鋼筋銹蝕傳感器的封裝工藝
2.3.2 鋼筋銹蝕試件的制作
2.3.3 加速銹蝕試驗(yàn)
2.4 鋼筋銹脹應(yīng)變
2.4.1 溫度補(bǔ)償方案的確定
2.4.2 溫補(bǔ)后鋼筋銹脹應(yīng)變分析
2.5 鋼筋銹脹應(yīng)變與混凝土保護(hù)層表面應(yīng)變相關(guān)性
2.5.1 混凝土保護(hù)層表面應(yīng)變分析
2.5.2 鋼筋銹脹應(yīng)變與混凝土保護(hù)層表面應(yīng)變對(duì)比分析
2.6 鋼筋銹脹應(yīng)變與銹脹裂縫發(fā)展之間的關(guān)系
2.7 本章小結(jié)
3 基于鋼筋銹脹應(yīng)變的保護(hù)層裂紋貫穿前階段的損傷評(píng)定
3.1 引言
3.2 混凝土彌散開裂模型
3.2.1 開裂
3.2.2 拉伸硬化
3.3 混凝土本構(gòu)關(guān)系
3.4 鋼筋銹脹有限元模型
3.4.1 鋼筋銹脹力學(xué)問題及基本假定
3.4.2 模型介紹及網(wǎng)格劃分
3.4.3 模擬結(jié)果分析
3.4.4 鋼筋直徑與c/d對(duì)銹脹開裂應(yīng)變的影響
3.4.5 界面混凝土開裂時(shí)銹脹應(yīng)變的變化規(guī)律
3.5 箍筋對(duì)銹脹開裂應(yīng)變的影響
3.5.1 模型介紹及網(wǎng)格劃分
3.5.2 模擬結(jié)果分析
1st階段的評(píng)定"> 3.6 鋼筋銹蝕損傷在t1st階段的評(píng)定
3.7 本章小結(jié)
4 基于白光干涉的混凝土凍脹應(yīng)變監(jiān)測(cè)技術(shù)研究
4.1 引言
4.2 混凝土在凍融作用下應(yīng)變行為的研究現(xiàn)狀
4.3 監(jiān)測(cè)混凝土凍脹應(yīng)變合理性研究
4.3.1 混凝土試件的制作
4.3.2 W-傳感器的封裝工藝
4.3.5 混凝土凍融試驗(yàn)
4.3.6 數(shù)據(jù)合理性分析
4.4 混凝土凍脹應(yīng)變的研究
4.4.1 試驗(yàn)介紹
4.4.2 溫補(bǔ)傳感器應(yīng)變分析
4.4.3 溫補(bǔ)方案研究
4.4.4 凍脹應(yīng)變隨凍融循環(huán)的變化規(guī)律
4.4.5 溫補(bǔ)后凍脹殘余應(yīng)變分析
4.5 棱柱體試件的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
4.5.1 棱柱體試件凍融損傷指標(biāo)
4.5.2 棱柱體試件傳統(tǒng)參數(shù)的變化規(guī)律
4.5.3 凍脹殘余應(yīng)變與傳統(tǒng)參數(shù)對(duì)比分析
4.6 本章小結(jié)
5 鋼筋銹蝕與混凝土凍融損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成技術(shù)研究及應(yīng)用
5.1 引言
5.2 大連星海灣跨海大橋鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
5.2.1 工程概況
5.2.2 鋼筋銹蝕傳感器的材料與封裝工藝
5.2.3 鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成
5.2.4 鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析
5.3 紅沿河核電站海工構(gòu)筑物凍融損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
5.3.1 工程概況
5.3.2 現(xiàn)場(chǎng)凍融傳感器的制作
5.3.3 凍融監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成
5.3.4 凍融損傷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于無損測(cè)試的新老混凝土抗凍融性能表征方法[J]. 朱紅光,賴蘇玲,易成,熊赟,劉曉楠,張曉迪. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]引氣和非引氣混凝土凍融損傷微裂紋擴(kuò)展規(guī)律研究[J]. 李曙光,陳改新,魯一暉. 水利學(xué)報(bào). 2013(S1)
[3]硫酸鹽侵蝕與凍融循環(huán)共同作用下混凝土損傷研究[J]. 苑立冬,牛荻濤,姜磊,孫迎召,費(fèi)倩男. 硅酸鹽通報(bào). 2013(06)
[4]用電化學(xué)阻抗譜與X射線CT研究混凝土中鋼筋的腐蝕行為[J]. 施錦杰,孫偉. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2011(10)
[5]基于長周期光纖光柵折射率敏感特性的混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕監(jiān)測(cè)[J]. 劉宏月,梁大開,曾捷,金晶,吳瑾,耿犟. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2011(08)
[6]硫酸鹽腐蝕混凝土構(gòu)件損傷檢測(cè)研究[J]. 張風(fēng)杰,袁迎曙,杜健民. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(03)
[7]模擬混凝土孔隙液中鋼筋電化學(xué)腐蝕行為及pH值的影響作用[J]. 唐方苗,徐暉,陳雯,楊榕杰,杜榮歸,林昌健. 功能材料. 2011(02)
[8]杭州灣跨海大橋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性原位監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)[J]. 干偉忠,RAUPACH M,金偉良,呂忠達(dá). 中國公路學(xué)報(bào). 2010(02)
[9]光纖光柵腐蝕傳感器[J]. 江毅,嚴(yán)云,Christopher K.Y.Leung. 光子學(xué)報(bào). 2006(01)
[10]光纖傳感器對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)的研究[J]. 黎學(xué)明,陳偉民,黃宗卿,黃尚廉. 光電子·激光. 2001(10)
博士論文
[1]光纖傳感器在結(jié)構(gòu)銹蝕進(jìn)程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 魏鶴鳴.大連理工大學(xué) 2016
[2]混凝土中氯鹽的傳輸機(jī)理及鋼筋銹脹模型[D]. 付傳清.浙江大學(xué) 2012
本文編號(hào):3162563
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