近年來(lái),我國(guó)大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè),隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略進(jìn)一步深入,西部等欠發(fā)達(dá)地區(qū)的交通狀況得到了明顯改善,處于抗震設(shè)防烈度區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)越來(lái)越多。橋梁結(jié)構(gòu)作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成,在發(fā)生地震后,是否仍能發(fā)揮一定的使用功能,為抗震救災(zāi)提供可靠的道路安全保證是十分值得關(guān)注的。西部地區(qū)同時(shí)存在大量的鹽漬土,橋墩柱長(zhǎng)期服役在含有氯鹽、硫酸鹽的土壤中,混凝土、鋼筋等材料都會(huì)受到嚴(yán)重侵蝕,材料性能會(huì)發(fā)生退化。故在實(shí)際環(huán)境中,混凝土橋墩柱在正常使用狀態(tài)下必定存在損傷,因此對(duì)不同服役期內(nèi)混凝土橋墩柱的地震損傷狀態(tài)進(jìn)行研究是很有必要的。本文通過(guò)對(duì)不同腐蝕程度下橋墩柱的低周循環(huán)加載試驗(yàn),對(duì)處于鹽漬土環(huán)境中的13根橋墩進(jìn)行了地震損傷研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容包括:⑴以構(gòu)件層次的損傷為重點(diǎn),較為全面的介紹了材料、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)損傷研究的現(xiàn)狀,詳細(xì)總結(jié)了單參數(shù)損傷模型與雙參數(shù)模型的特點(diǎn)與研究進(jìn)展,并指出了各類損傷模型存在的不足之處,發(fā)現(xiàn)目前對(duì)于絕大多數(shù)的雙參數(shù)損傷模型是以Park-Ang模型為基礎(chǔ)不斷進(jìn)行改進(jìn)和修正獲得的。⑵分析銹蝕率與軸壓比對(duì)混凝土橋墩柱骨架曲線、滯回曲線、剛度退化以及耗能能力等與損傷相關(guān)指標(biāo)的影響,表明銹蝕率與軸壓比對(duì)試件的剛度以及耗能能力均是不利的,因而對(duì)構(gòu)件的損傷累積與發(fā)展產(chǎn)生了影響。⑶基于試驗(yàn)結(jié)果,建立了鹽漬土環(huán)境中混凝土橋墩柱的雙參數(shù)損傷模型,并考慮了鋼筋銹蝕對(duì)損傷計(jì)算的影響。模型將試件相對(duì)位移與相對(duì)耗能之間的指數(shù)關(guān)系簡(jiǎn)化為線性關(guān)系,并引入?yún)?shù)調(diào)整位移與耗能之間的比重,使模型具有較好的收斂性。⑷對(duì)試件的損傷影響因素進(jìn)行了分析,表明在同一加載位移下,銹蝕率與軸壓比越大,試件損傷越嚴(yán)重。通過(guò)與其它損傷模型的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)本文模型可以在收斂性、累積耗能對(duì)損傷的影響等方面均比較符合理論與實(shí)際情況。⑸對(duì)單個(gè)橋墩柱而言,歸一化殘余位移與墩柱的損傷指數(shù)呈現(xiàn)指數(shù)關(guān)系。并對(duì)所有試件進(jìn)行了非線性擬合,給出了歸一化殘余位移與損傷指數(shù)之間的定量關(guān)系,同時(shí)結(jié)合本文的雙參數(shù)模損傷評(píng)定關(guān)系,建立了基于歸一化殘余位移的損傷評(píng)定方法,并對(duì)實(shí)際工程中對(duì)該損傷準(zhǔn)則的利用提供了可參考的指南。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U442.55;U443.2
【部分圖文】：

震都發(fā)生在這里。因此中國(guó)不僅是世界上地震多發(fā)國(guó)家，同時(shí)也是地震災(zāi)害重的國(guó)家之一。例如 1976 唐山地震共造成 24.2 萬(wàn)人死亡,16.4 萬(wàn)人嚴(yán)重受產(chǎn)房屋 1479 萬(wàn)平方米;直接經(jīng)濟(jì)損失 54 億元。2008 年汶川地震共造成 692，374643 人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)到 8452.15 億元。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1][2]從 19906 年以來(lái)，我國(guó)共發(fā)生成災(zāi)害性地震 330 次，經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 10852.68 億元。我國(guó)正處于基礎(chǔ)建設(shè)大發(fā)展時(shí)期，有數(shù)據(jù)表明：截止 2017 年底，我國(guó)公路已超過(guò) 80 萬(wàn)座，高鐵橋梁累積長(zhǎng)度超過(guò) 1 萬(wàn)公里。許多橋梁結(jié)構(gòu)處于抗震，需經(jīng)歷不同地震的考驗(yàn)。在歷次地震中，各類橋梁結(jié)構(gòu)的破壞程度十分結(jié)構(gòu)是抗震救災(zāi)生命線中不可或缺的組成部分，一旦在地震中損壞，現(xiàn)代化絡(luò)必然會(huì)中斷，這種情況勢(shì)必會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。在完整橋梁結(jié)構(gòu)體系中，地震作用主要集中在其上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心附近，使得側(cè)力構(gòu)件橋墩比較易遭受地震作用的破壞，通過(guò)歷次的地震調(diào)查表明，橋梁壞屬橋墩破壞最嚴(yán)重，因此在地震損傷研究中，對(duì)橋墩柱的研究很有必要。圖墩在地震中的破壞情況。

護(hù)鋼筋不受腐蝕。如圖 1-2 為橋墩在鹽漬土環(huán)境中受侵蝕后的照片。1989 年，英國(guó)有關(guān)部門相關(guān)報(bào)告稱，氯離子的侵蝕造成鋼筋的銹蝕，已經(jīng)對(duì)英國(guó)威爾士近 75%的鋼筋混凝土橋梁造成了損壞，對(duì)其維護(hù)所產(chǎn)生的費(fèi)用已經(jīng)超過(guò)其價(jià)的 1 倍[3]，在美國(guó)俄勒岡州，由于大量的氯離子在短時(shí)間內(nèi)侵入 Alsae 海灣大橋，橋梁結(jié)構(gòu)中的鋼筋也受到嚴(yán)重腐蝕[4]。我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕破壞也比較明顯，有些頭橋梁使用 3-10 年就要加固。北方也正遭受著除冰鹽帶來(lái)的危害，如北京西直門交橋，使用 19 年就因嚴(yán)重腐蝕而進(jìn)行加固，修復(fù)。由此可知，橋梁結(jié)構(gòu)由于環(huán)境蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失十分巨大。由于橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于鹽漬土中，很容易受到各類離子的侵蝕。這使橋墩在未經(jīng)地震作用時(shí)就已經(jīng)發(fā)生不間斷的損傷，西部地區(qū)早晚溫差大，而且還受凍融循環(huán)作影響明顯，在地震作用下會(huì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的損傷；目前對(duì)未銹蝕混凝土結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的傷評(píng)價(jià)準(zhǔn)則研究已經(jīng)比較成熟，但對(duì)鹽漬土環(huán)境中橋墩柱地震損傷的相關(guān)研究十分乏，在離子侵蝕和地震雙重作用下結(jié)構(gòu)的損傷評(píng)價(jià)方法也很少。因此，研究橋墩在蝕環(huán)境中的地震損傷狀況具有十分重要的意義。

5C1622C25截面尺寸及配筋圖2-2截面203602024003-3截面1001001501800150100240050807205090022C251-1截面20 204009020400360圖 2-1 試件尺寸及配筋Fig.2-1 Size and reinforcement of the specimen2.1.2 腐蝕設(shè)計(jì)在試件養(yǎng)護(hù)完成后，開始進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)。根據(jù)大量的研究，鹽漬土橋墩柱實(shí)際震害主要集中在柱與橋墩連接的塑性鉸區(qū)，所以本文中只將墩柱的根部侵泡在腐蝕溶液中，侵蝕容器的制作如下：如圖 2-2 所示，將環(huán)繞柱周圍 30cm 范圍內(nèi)的橋墩打磨平整，均勻涂一層 1cm 厚環(huán)氧樹脂膠，幾分鐘過(guò)后，在環(huán)氧樹脂膠上鋪上碳纖維布，然后再涂抹 5cm 厚環(huán)氧樹脂膠，涂抹均勻后把無(wú)底塑料容器粘在環(huán)氧樹脂膠上，壓實(shí)，然后用環(huán)氧樹脂膠勾縫
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2852410