【摘要】：混凝土結(jié)構耐久性劣化問題日益嚴重,特別是在沿海地區(qū),由于氯離子侵蝕而導致的結(jié)構失效破壞問題引起了人們的高度重視。因此,進行混凝土結(jié)構壽命預測研究具有重要的意義。混凝土氯離子擴散系數(shù)是描述混凝土抵抗氯離子侵蝕能力的一個重要指標,直接影響到混凝土結(jié)構的使用壽命。但是,現(xiàn)有的混凝土氯離子擴散系數(shù)預測模型多為單因素模型,考慮因素較少,導致計算得到的結(jié)構壽命與實際壽命相差較大,因此較難在實際工程中推廣使用。針對以上問題,本文主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)基于279組無應力作用下由RCM法測量得到的混凝土氯離子擴散系數(shù)試驗數(shù)據(jù)及434組應力作用下由RCM法、NEL法、自然擴散法測量得到的混凝土氯離子擴散系數(shù)試驗數(shù)據(jù),采用單因素分析,分別分析了水灰比、砂率、粉煤灰摻量、礦粉摻量、硅灰摻量、應力比、齡期等對混凝土抗氯離子侵蝕性能的影響,為混凝土氯離子擴散系數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型的建立奠定基礎。(2)以水灰比、砂率、粉煤灰摻量、礦粉摻量、硅灰摻量、減水劑摻量作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入影響因素,選取混凝土氯離子擴散系數(shù)作為輸出結(jié)果,建立了無應力作用下混凝土氯離子擴散系數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型,網(wǎng)絡模型預測樣本線性相關系數(shù)為0.81696。使用遺傳算法對網(wǎng)絡模型輸入影響因素進行優(yōu)化篩選,結(jié)果表明使用水灰比、砂率、粉煤灰摻量、礦粉摻量、硅灰摻量等5個影響因素重新建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡具有較好的性能,模型預測樣本線性相關系數(shù)為0.90393。(3)為避免神經(jīng)網(wǎng)絡模型陷入局部最優(yōu),使用遺傳算法對已建立的無應力作用下混凝土氯離子擴散系數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型權值、閾值進行優(yōu)化。經(jīng)遺傳算法優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型性能得到進一步提高,模型預測輸出平均絕對誤差為13.74%,網(wǎng)絡模型均方誤差為2.1961,明顯低于采用傳統(tǒng)回歸方法建立的混凝土氯離子擴散系數(shù)預測模型。(4)選取水灰比、砂率、粉煤灰摻量、礦粉摻量、硅灰摻量、應力比、混凝土齡期、氯離子擴散系數(shù)測試方法作為輸入影響因素,混凝土氯離子擴散系數(shù)應力影響系數(shù)D/D_0作為輸出結(jié)果,建立了應力作用下混凝土氯離子擴散系數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型。經(jīng)遺傳算法優(yōu)化后,網(wǎng)絡模型預測輸出平均絕對誤差為16.80%。(5)結(jié)合本文提出的混凝土氯離子擴散系數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型與DuraCrete模型,建立了氯離子侵蝕下混凝土結(jié)構壽命預測模型。該模型能夠較準確表現(xiàn)出水灰比、礦物摻合料、應力、混凝土氯離子擴散系數(shù)、表面氯離子濃度、氯離子擴散系數(shù)衰減指數(shù)、混凝土保護層厚度等對氯離子擴散速率及混凝土結(jié)構服役壽命的影響。
【圖文】：

第二章 混凝土抗氯離子侵蝕性能影響因素分析CM 法 法即非穩(wěn)態(tài)快速氯離子電遷移測定法，可以在較短時間內(nèi)定量測量系數(shù)，試驗周期短且操作簡單，但得到的氯離子擴散系數(shù)與實際稍有偏制作圓柱形試件，經(jīng)真空保水處理后置于一定濃度氯化鈉溶液中，在加速氯離子滲透，一定時間后，將試件劈開，噴灑硝酸銀溶液，用生氯離子滲透深度，從而計算氯離子擴散系數(shù)，其試驗裝置如圖 2-1。

第二章 混凝土抗氯離子侵蝕性能影響因素分析2.2.1.3 自然擴散法自然擴散法即將混凝土長期浸泡于一定濃度的氯鹽溶液中，然后通過鉆芯取樣及化學分析的方法得到混凝土不同深度下的氯離子濃度，最后以 Fick 第二定律計算得到混凝土氯離子擴散系數(shù)。美國規(guī)范 AASSTO T259 及歐洲規(guī)范 NT Built443-94 均制定了自然擴散法的試驗標準[33,34]，試驗裝置如圖 2-2 所示。自然擴散法可以較為準確的測量混凝土氯離子擴散系數(shù)，并且可以用于混凝土壽命預測評估。但是，，自然擴散法試驗周期長，操作繁瑣，可重復性差，無法測量混凝土早期氯離子擴散系數(shù)，很難在實際工程中推廣使用。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU528

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本文編號：2696280