波浪作用下海工混凝土墩柱承載性能試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-14 21:47
處于海洋環(huán)境中的墩柱不僅承受各種有害離子的侵蝕作用,還遭受著波浪的沖刷作用,這些作用將會(huì)對(duì)墩柱造成損傷,使其承載力降低,損傷累計(jì)程度嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致橋梁的倒塌,這不僅會(huì)對(duì)人身安全造成危害,還會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,研究處于復(fù)雜海洋環(huán)境中的墩柱的承載性能意義重大,本文獲得了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“波浪作用下海工混凝土結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)損傷試驗(yàn)研究(51508234)”的資金支持,主要開展了以下工作:(1)運(yùn)用小振幅波理論進(jìn)行波浪運(yùn)動(dòng)描述,采用莫里森方程進(jìn)行波浪荷載的計(jì)算。在水深遠(yuǎn)大于波長的條件下,通過對(duì)波浪荷載計(jì)算結(jié)果的分析,說明了波浪荷載轉(zhuǎn)化為疲勞荷載的合理性。(2)進(jìn)行了墩柱持續(xù)加載試驗(yàn)、干濕循環(huán)試驗(yàn)、疲勞加載試驗(yàn)和軸心受壓試驗(yàn),并對(duì)疲勞加載試驗(yàn)中的混凝土殘余應(yīng)變、鋼筋殘余應(yīng)變和波浪沖擊次數(shù)-撓度的變化規(guī)律進(jìn)行了分析,以及對(duì)軸心受壓試驗(yàn)中混凝土橫、縱應(yīng)變、泊松比和承載力進(jìn)行分析,結(jié)果表明,鋼筋和混凝土殘余應(yīng)變值基本符合三階段變化規(guī)律,鋼筋銹蝕率對(duì)鋼筋和混凝土殘余應(yīng)變值影響較大,當(dāng)疲勞加載結(jié)束時(shí),鋼筋和混凝土殘余應(yīng)變值均處于第二階段,因此疲勞加載次數(shù)對(duì)鋼筋和混凝土殘余應(yīng)變值影響較小;墩柱試件撓度...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 波浪作用模擬方法研究現(xiàn)狀
1.2.2 鋼筋混凝土構(gòu)件銹蝕和疲勞損傷研究現(xiàn)狀
1.2.3 銹蝕和疲勞損傷模型研究現(xiàn)狀
1.2.4 鋼筋混凝土柱軸心受壓承載力研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
1.4 技術(shù)路線圖
第二章 波浪作用下海工混凝土墩柱承載性能試驗(yàn)
2.1 引言
2.2 材料簡(jiǎn)介
2.3 試件設(shè)計(jì)及制作
2.4 試驗(yàn)方案
2.4.1 軸向持續(xù)加載試驗(yàn)
2.4.2 干濕循環(huán)試驗(yàn)
2.4.3 波浪作用模擬試驗(yàn)
2.4.4 軸心受壓試驗(yàn)
2.5 試驗(yàn)結(jié)果分析
2.5.1 鋼筋質(zhì)量銹蝕率
2.5.2 混凝土殘余應(yīng)變變化規(guī)律分析
2.5.3 鋼筋殘余應(yīng)變變化規(guī)律分析
2.5.4 波浪沖擊次數(shù)-撓度變化曲線
2.5.5 墩柱承載性能分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 波浪作用下海工混凝土墩柱軸心受壓承載力計(jì)算
3.1 引言
3.2 波浪作用下海工混凝土墩柱軸心受壓承載力計(jì)算
3.2.1 考慮銹蝕作用的公式推導(dǎo)
3.2.2 考慮疲勞作用公式的推導(dǎo)
3.2.3 考慮銹蝕和疲勞作用計(jì)算公式的推導(dǎo)
3.3 公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較
3.4 本章小結(jié)
第四章 波浪作用下海工混凝土墩柱承載力模擬
4.1 引言
4.2 鋼筋和混凝土單元的選取
4.3 混凝土本構(gòu)關(guān)系選取
4.3.1 混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
4.3.2 損傷因子及其他參數(shù)取值
4.4 鋼筋本構(gòu)關(guān)系選取
4.5 鋼筋混凝土墩柱受壓承載力數(shù)值模擬
4.5.1 算例介紹
4.5.2 混凝土本構(gòu)關(guān)系和損傷因子的計(jì)算結(jié)果
4.5.3 鋼筋本構(gòu)關(guān)系的計(jì)算
4.5.4 模擬結(jié)果分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 工程實(shí)例計(jì)算
5.1 引言
5.2 工程實(shí)例承載力評(píng)估
5.2.1 實(shí)例簡(jiǎn)介
5.2.2 墩柱承載力評(píng)估
5.3 鋼筋銹蝕防護(hù)
5.4 墩柱防護(hù)措施
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士在讀期間發(fā)表論文及其他科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]混凝土內(nèi)自然銹蝕鋼筋力學(xué)性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬[J]. 陸春華,王一健,成璞. 江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(06)
[2]鹽湖環(huán)境下受腐鋼筋力學(xué)性能退化規(guī)律研究[J]. 李雙營,趙建昌. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2019(11)
[3]銹蝕疲勞耦合作用下的斜拉索鋼絞線損傷分析[J]. 王曉軍,王家琦,晉民杰,楊春霞. 太原科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[4]基于不同保護(hù)層厚度下混凝土構(gòu)件角區(qū)銹脹裂縫寬度與鋼筋銹蝕率的關(guān)系研究[J]. 楊曉明,楊治邦,楊亮. 硅酸鹽通報(bào). 2019(10)
[5]混凝土中鋼筋銹蝕的防護(hù)措施綜述[J]. 王晗,楊一鳴,沙志遠(yuǎn),趙健. 江西建材. 2019(05)
[6]海洋災(zāi)害應(yīng)急管理體系研究——以連江海洋減災(zāi)綜合示范區(qū)為例[J]. 陳新平,曾銀東,李雪丁,陳金瑞,鄭祥靖,李星. 海洋開發(fā)與管理. 2019(03)
[7]沿海服役混凝土結(jié)構(gòu)氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測(cè)和分析[J]. 延永東,劉榮桂,陸春華,陳妤. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2018(04)
[8]H型鋼混凝土柱的極限承載力試驗(yàn)及有限元分析[J]. 陳惠惠,劉凡. 江西建材. 2018(03)
[9]海洋環(huán)境中復(fù)合樁基水平方向波浪荷載研究[J]. 向?qū)毶?王少華,蔡子龍,祝兵,張啟博. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]不銹鋼筋在跨海橋梁耐久性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 張興志,樸瀧,樊翔宇,葉錫鈞,李承昌. 公路交通科技. 2017(S1)
博士論文
[1]落石沖擊作用下橋梁墩柱損傷和防護(hù)研究[D]. 顧?quán)l(xiāng).西南交通大學(xué) 2017
[2]荷載與海洋環(huán)境耦合作用下海工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究[D]. 蘇林王.華南理工大學(xué) 2016
[3]跨海大橋深水橋墩波浪效應(yīng)研究[D]. 左生榮.武漢理工大學(xué) 2013
[4]橋梁墩柱受波浪激勵(lì)響應(yīng)的反演分析及防護(hù)對(duì)策研究[D]. 王子健.重慶交通大學(xué) 2013
[5]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
[6]弧形防浪墻水動(dòng)力特性的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 李雪艷.大連理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]波浪作用下海工混凝土墩柱軸心受壓承載力試驗(yàn)研究[D]. 蔣俊南.江蘇大學(xué) 2019
[2]銹脹鋼筋混凝土構(gòu)件承壓性能退化規(guī)律研究[D]. 董行.山東大學(xué) 2019
[3]基于ABAQUS受損鋼筋混凝土梁性能數(shù)值模擬分析[D]. 田如鎮(zhèn).華北理工大學(xué) 2019
[4]腐蝕與疲勞作用下混凝土梁疲勞性能試驗(yàn)研究與分析[D]. 曹澤陽.北方工業(yè)大學(xué) 2018
[5]海洋環(huán)境下水下區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件氯鹽侵蝕效應(yīng)相似關(guān)系研究[D]. 徐現(xiàn)正.江蘇大學(xué) 2017
[6]橋梁群樁—承臺(tái)結(jié)構(gòu)在波浪作用下的水動(dòng)力特性研究[D]. 周子明.西南交通大學(xué) 2017
[7]斜拉橋單塔結(jié)構(gòu)在波浪作用下的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 李璐璐.大連理工大學(xué) 2017
[8]吉林省西部地區(qū)受鹽凍腐蝕混凝土受壓構(gòu)件受力性能的損傷研究[D]. 王亭亭.長春工程學(xué)院 2017
[9]酸雨腐蝕后鋼管混凝土柱抗震性能及軸壓承載力研究[D]. 林博洋.華東交通大學(xué) 2016
[10]銹蝕鋼筋混凝土柱力學(xué)性能退化研究[D]. 王磊.西安科技大學(xué) 2016
本文編號(hào):3186389
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 波浪作用模擬方法研究現(xiàn)狀
1.2.2 鋼筋混凝土構(gòu)件銹蝕和疲勞損傷研究現(xiàn)狀
1.2.3 銹蝕和疲勞損傷模型研究現(xiàn)狀
1.2.4 鋼筋混凝土柱軸心受壓承載力研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
1.4 技術(shù)路線圖
第二章 波浪作用下海工混凝土墩柱承載性能試驗(yàn)
2.1 引言
2.2 材料簡(jiǎn)介
2.3 試件設(shè)計(jì)及制作
2.4 試驗(yàn)方案
2.4.1 軸向持續(xù)加載試驗(yàn)
2.4.2 干濕循環(huán)試驗(yàn)
2.4.3 波浪作用模擬試驗(yàn)
2.4.4 軸心受壓試驗(yàn)
2.5 試驗(yàn)結(jié)果分析
2.5.1 鋼筋質(zhì)量銹蝕率
2.5.2 混凝土殘余應(yīng)變變化規(guī)律分析
2.5.3 鋼筋殘余應(yīng)變變化規(guī)律分析
2.5.4 波浪沖擊次數(shù)-撓度變化曲線
2.5.5 墩柱承載性能分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 波浪作用下海工混凝土墩柱軸心受壓承載力計(jì)算
3.1 引言
3.2 波浪作用下海工混凝土墩柱軸心受壓承載力計(jì)算
3.2.1 考慮銹蝕作用的公式推導(dǎo)
3.2.2 考慮疲勞作用公式的推導(dǎo)
3.2.3 考慮銹蝕和疲勞作用計(jì)算公式的推導(dǎo)
3.3 公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較
3.4 本章小結(jié)
第四章 波浪作用下海工混凝土墩柱承載力模擬
4.1 引言
4.2 鋼筋和混凝土單元的選取
4.3 混凝土本構(gòu)關(guān)系選取
4.3.1 混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系
4.3.2 損傷因子及其他參數(shù)取值
4.4 鋼筋本構(gòu)關(guān)系選取
4.5 鋼筋混凝土墩柱受壓承載力數(shù)值模擬
4.5.1 算例介紹
4.5.2 混凝土本構(gòu)關(guān)系和損傷因子的計(jì)算結(jié)果
4.5.3 鋼筋本構(gòu)關(guān)系的計(jì)算
4.5.4 模擬結(jié)果分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 工程實(shí)例計(jì)算
5.1 引言
5.2 工程實(shí)例承載力評(píng)估
5.2.1 實(shí)例簡(jiǎn)介
5.2.2 墩柱承載力評(píng)估
5.3 鋼筋銹蝕防護(hù)
5.4 墩柱防護(hù)措施
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士在讀期間發(fā)表論文及其他科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]混凝土內(nèi)自然銹蝕鋼筋力學(xué)性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬[J]. 陸春華,王一健,成璞. 江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(06)
[2]鹽湖環(huán)境下受腐鋼筋力學(xué)性能退化規(guī)律研究[J]. 李雙營,趙建昌. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2019(11)
[3]銹蝕疲勞耦合作用下的斜拉索鋼絞線損傷分析[J]. 王曉軍,王家琦,晉民杰,楊春霞. 太原科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[4]基于不同保護(hù)層厚度下混凝土構(gòu)件角區(qū)銹脹裂縫寬度與鋼筋銹蝕率的關(guān)系研究[J]. 楊曉明,楊治邦,楊亮. 硅酸鹽通報(bào). 2019(10)
[5]混凝土中鋼筋銹蝕的防護(hù)措施綜述[J]. 王晗,楊一鳴,沙志遠(yuǎn),趙健. 江西建材. 2019(05)
[6]海洋災(zāi)害應(yīng)急管理體系研究——以連江海洋減災(zāi)綜合示范區(qū)為例[J]. 陳新平,曾銀東,李雪丁,陳金瑞,鄭祥靖,李星. 海洋開發(fā)與管理. 2019(03)
[7]沿海服役混凝土結(jié)構(gòu)氯離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測(cè)和分析[J]. 延永東,劉榮桂,陸春華,陳妤. 水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào). 2018(04)
[8]H型鋼混凝土柱的極限承載力試驗(yàn)及有限元分析[J]. 陳惠惠,劉凡. 江西建材. 2018(03)
[9]海洋環(huán)境中復(fù)合樁基水平方向波浪荷載研究[J]. 向?qū)毶?王少華,蔡子龍,祝兵,張啟博. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]不銹鋼筋在跨海橋梁耐久性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 張興志,樸瀧,樊翔宇,葉錫鈞,李承昌. 公路交通科技. 2017(S1)
博士論文
[1]落石沖擊作用下橋梁墩柱損傷和防護(hù)研究[D]. 顧?quán)l(xiāng).西南交通大學(xué) 2017
[2]荷載與海洋環(huán)境耦合作用下海工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究[D]. 蘇林王.華南理工大學(xué) 2016
[3]跨海大橋深水橋墩波浪效應(yīng)研究[D]. 左生榮.武漢理工大學(xué) 2013
[4]橋梁墩柱受波浪激勵(lì)響應(yīng)的反演分析及防護(hù)對(duì)策研究[D]. 王子健.重慶交通大學(xué) 2013
[5]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
[6]弧形防浪墻水動(dòng)力特性的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 李雪艷.大連理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]波浪作用下海工混凝土墩柱軸心受壓承載力試驗(yàn)研究[D]. 蔣俊南.江蘇大學(xué) 2019
[2]銹脹鋼筋混凝土構(gòu)件承壓性能退化規(guī)律研究[D]. 董行.山東大學(xué) 2019
[3]基于ABAQUS受損鋼筋混凝土梁性能數(shù)值模擬分析[D]. 田如鎮(zhèn).華北理工大學(xué) 2019
[4]腐蝕與疲勞作用下混凝土梁疲勞性能試驗(yàn)研究與分析[D]. 曹澤陽.北方工業(yè)大學(xué) 2018
[5]海洋環(huán)境下水下區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件氯鹽侵蝕效應(yīng)相似關(guān)系研究[D]. 徐現(xiàn)正.江蘇大學(xué) 2017
[6]橋梁群樁—承臺(tái)結(jié)構(gòu)在波浪作用下的水動(dòng)力特性研究[D]. 周子明.西南交通大學(xué) 2017
[7]斜拉橋單塔結(jié)構(gòu)在波浪作用下的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 李璐璐.大連理工大學(xué) 2017
[8]吉林省西部地區(qū)受鹽凍腐蝕混凝土受壓構(gòu)件受力性能的損傷研究[D]. 王亭亭.長春工程學(xué)院 2017
[9]酸雨腐蝕后鋼管混凝土柱抗震性能及軸壓承載力研究[D]. 林博洋.華東交通大學(xué) 2016
[10]銹蝕鋼筋混凝土柱力學(xué)性能退化研究[D]. 王磊.西安科技大學(xué) 2016
本文編號(hào):3186389
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