【摘要】：鹽漬土環(huán)境的主要特點(diǎn)為含有多種類、高濃度的腐蝕性離子。與海洋環(huán)境相比,鹽漬土環(huán)境中含有的氯離子濃度明顯較高,氯離子的存在會(huì)嚴(yán)重影響鋼筋的承載力和變形性能,從而影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗震性能。橋梁作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾獦屑~,而橋墩柱作為橋梁的主要支撐構(gòu)件,對(duì)其抗震性能的研究至關(guān)重要。因此,本文主要對(duì)鹽漬土環(huán)境下鋼筋混凝土(RC)橋墩柱的抗震性能進(jìn)行了研究。為了研究鹽漬土環(huán)境下RC橋墩柱的抗震性能,共設(shè)計(jì)制作了10根RC橋墩柱,按照鹽漬土環(huán)境特點(diǎn),在實(shí)驗(yàn)室配置了標(biāo)準(zhǔn)腐蝕溶液,將溶液倒入環(huán)形塑料桶中,對(duì)試件塑性鉸區(qū)域進(jìn)行了通電快速銹蝕試驗(yàn)。待試件銹蝕完畢,對(duì)試件進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn)。銹蝕率和軸壓比為主要影響因素,軸壓比包括0.12和0.36兩種。在加載過程中,實(shí)時(shí)記錄了試件的荷載-位移變化曲線,并對(duì)比分析了不同銹蝕率、不同軸壓比橋墩柱的抗震性能。通過理論推導(dǎo),建立了鹽漬土環(huán)境下RC橋墩柱恢復(fù)力計(jì)算模型。具體包括以下幾方面工作:(1)對(duì)所研究試件進(jìn)行電化學(xué)快速銹蝕試驗(yàn)后,對(duì)其進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn),實(shí)時(shí)觀察和記錄了試件的整個(gè)破壞過程,并得出了試件的位移-荷載曲線。(2)試件加載完畢,對(duì)試件塑性鉸區(qū)域鋼筋進(jìn)行了取樣、除銹、稱重,測(cè)得了鋼筋的實(shí)際銹蝕率。(3)對(duì)比分析了試件的破壞形態(tài),結(jié)果表明:軸壓比一定時(shí),銹蝕率越大,試件的破壞程度越嚴(yán)重;銹蝕率一定時(shí),在一定范圍內(nèi),軸壓比越大,試件的破壞程度越明顯。除此之外,通過對(duì)試件骨架曲線及滯回曲線進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)銹蝕會(huì)嚴(yán)重影響試件的變形能力及承載力,而軸壓比會(huì)嚴(yán)重影響試件的抗震極限位移。(4)將試件骨架曲線簡(jiǎn)化為三折線模型,對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)(抗震屈服點(diǎn)、抗震峰值點(diǎn)、抗震失效點(diǎn))位移及荷載進(jìn)行了理論推導(dǎo)計(jì)算。在此基礎(chǔ)上,對(duì)每級(jí)控制位移下的加載曲線和卸載曲線進(jìn)行回歸分析,得出了恢復(fù)力模型的理論計(jì)算結(jié)果。(5)通過將試驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)其吻合度較高,可為鹽漬土環(huán)境下RC橋墩柱抗震設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
【圖文】：

這些化學(xué)成分的存在會(huì)大大縮短 RC 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的使用壽命，長(zhǎng)期處于鹽漬土下的 RC 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，隨著時(shí)間的推移，其抗震性能會(huì)逐漸劣化。與海洋環(huán)境相比漬土環(huán)境對(duì) RC 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件腐蝕更明顯，因?yàn)辂}漬土環(huán)境所含氯離子濃度高于海境。余紅發(fā)[1]等通過對(duì)青海地區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)青海地區(qū)混凝土電線桿因氯蝕，出現(xiàn)混凝土銹蝕開裂，鋼筋嚴(yán)重銹蝕等現(xiàn)象，其使用年限明顯縮短，不到就已作廢。除此之外，張偉勤[2]、劉連新等[3]對(duì)青海鹽漬土地區(qū)混凝土建筑物腐況進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)啬承┕S的 RC 梁和柱被銹蝕嚴(yán)重，部分工廠建設(shè) 4 年，就被迫停建。由以上調(diào)查結(jié)果可知，鹽漬土環(huán)境中的 RC 構(gòu)件因腐蝕被迫使用的案例比比皆是，鹽漬土環(huán)境中，造成 RC 構(gòu)件嚴(yán)重腐蝕的物質(zhì)主要有氯化硫酸鹽。硫酸根離子會(huì)加速混凝土保護(hù)層的裂縫擴(kuò)展和脫落，從而加速氯離子的，氯離子主要對(duì)鋼筋進(jìn)行腐蝕，使其截面逐漸縮小，強(qiáng)度逐漸劣化，粘結(jié)性能逐降，最終造成 RC 構(gòu)件整體承載力的劣化。所以，腐蝕將增加地震事件造成的經(jīng)人員損失，據(jù)報(bào)道，我國(guó)因腐蝕造成的損失約占 GDP 的 5%，對(duì)我國(guó)工程界提出峻挑戰(zhàn)。圖 1-1 為鹽漬土地區(qū)橋墩柱腐蝕情況。

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文屋倒塌。不僅會(huì)給當(dāng)?shù)鼐用駧砭薮鬄?zāi)難，還會(huì)給政府帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，對(duì)于地震和腐蝕綜合作用下 RC 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抗震性能的研究已受到廣泛關(guān)注。橋梁作為重要的交通樞紐，，在人們的生活中扮演著十分重要的角色。在發(fā)生地震時(shí)，橋梁的腐蝕損壞將顯著降低結(jié)構(gòu)的橫向抗載能力[8]。在地震中，由于橋墩的嚴(yán)重破壞，致使其整體坍塌，最終不得不停止使用。所以，對(duì)于橋梁的合理設(shè)計(jì)，需引起高度重視。橋墩柱作為橋梁的主要支承物，因此，對(duì)于橋墩的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。圖 1-2為震后橋墩柱的破壞情況。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U442.55

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本文編號(hào)：2650002