隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的深入推進,越來越多的高速公路需要穿越復(fù)雜、惡劣的環(huán)境中,這就要求高速公路橋梁樁基具有抵抗各種復(fù)雜、惡劣環(huán)境侵蝕的能力。然而,高寒鹽沼澤區(qū)高礦化度的地表水、地下水、鹽漬化土體,以及干濕循環(huán)、凍融環(huán)境、旱區(qū)的氣候條件共同形成獨特復(fù)合鹽類強腐蝕環(huán)境,進而對高速公路橋梁樁基形成了復(fù)合鹽類強腐蝕環(huán)境,嚴(yán)重威脅公路橋梁樁基的承載功能,進一步威脅公路橋梁的結(jié)構(gòu)安全。再加上公路橋梁樁基為隱蔽性工程,前期損傷不容易被發(fā)覺,更增加其危害性。因此,本文依托青海省公路交通科技項目(2014-07)“德香高速公路鹽沼澤對橋涵下部結(jié)構(gòu)腐蝕防治技術(shù)研究”,采用現(xiàn)場模擬試驗、室內(nèi)模擬試驗、理論分析和有限元分析的方法,研究了高寒鹽沼澤區(qū)公路橋梁樁基的力學(xué)特性變化,并對其進行安全評價,主要成果體現(xiàn)在:1.基于現(xiàn)場模擬試驗,研究了高寒鹽沼澤區(qū)公路橋梁樁基在干濕循環(huán)、凍融循環(huán)作用下地面以下一定深度范圍內(nèi)的力學(xué)性能損傷規(guī)律;探明了高寒鹽沼澤區(qū)公路橋梁樁基的損傷微觀機理;提出了現(xiàn)場腐蝕環(huán)境下公路橋梁樁基損傷規(guī)律的建議公式;優(yōu)選了適合于高寒鹽沼澤區(qū)的公路橋梁樁基混凝土配合比,為高寒鹽沼澤區(qū)工程實際提供參考。2.基于室內(nèi)模擬試驗,研究了公路橋梁樁基在長期浸泡、干濕循環(huán)、養(yǎng)護凍融、浸泡凍融、干濕-凍融等環(huán)境下的長期力學(xué)性能;探明了各種環(huán)境下公路橋梁樁基的長期腐蝕損傷微觀機理。3.基于粗糙集理論,確定了公路橋梁樁基在長期浸泡、干濕循環(huán)、養(yǎng)護凍融、浸泡凍融、干濕-凍融和復(fù)合鹽濃度等6種影響因素的混凝土抗侵蝕系數(shù)和相對動彈性模量的權(quán)重系數(shù);基于損傷力學(xué)理論,提出了公路橋梁樁基在長期浸泡、干濕循環(huán)、養(yǎng)護凍融、浸泡凍融和干濕-凍融等條件下的腐蝕損傷經(jīng)驗公式,為高寒鹽沼澤區(qū)公路橋梁樁基長期力學(xué)性能的確定提供參考。4.分析了高寒鹽沼澤區(qū)干濕循環(huán)、凍融循環(huán)下的橋梁樁基因樁體腐蝕長度、腐蝕厚度、脫落厚度和縱向鋼筋面積損失率等因素對公路橋梁樁基承載力的影響程度;提出了樁體腐蝕長度是公路橋梁樁基豎向極限承載力的主要影響因素,當(dāng)樁體腐蝕長度大于8m時,公路橋梁樁基豎向極限承載力降低率顯著;提出了樁體脫落厚度是公路橋梁樁基水平向極限承載力的主要影響因素,當(dāng)樁體脫落厚度大于16cm時,公路橋梁樁基水平向極限承載力降低率顯著。5.建立了適用于高寒鹽沼澤區(qū)公路橋梁樁基的安全評價模型和氣候、環(huán)境作用風(fēng)險評價模型,為準(zhǔn)確評價高寒鹽沼澤區(qū)在役橋梁的損傷程度及安全狀態(tài)提供參考。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U443.15
【部分圖文】：

統(tǒng)計沿線鹽沼澤和鹽漬土具體分布情況，試驗結(jié)果表明該主線路段大多為弱氯鹽漬土、中氯鹽漬土（圖1.1a）、強氯鹽漬土、弱硫酸鹽漬土、中亞氯鹽漬土、中亞硫酸鹽漬土，鹽堿沼澤、水草地（圖 1.1b）、中氯鹽漬土、液化土到處分布；青海鹽沼澤區(qū)內(nèi)的水文是形成鹽沼澤工程環(huán)境中最為重要的影響因素，在一般情況下地下水位為 1.0~3.0m（1.2a），較深的為3-10m，干濕作用明顯如圖 1.2b 所示。有時在一定地形條件下也出露而形成鹽沼，由于地下水幾乎處于停滯狀態(tài)，因此在強烈蒸發(fā)作用下，形成礦化度極高的鹽鹵水，固形物可達 100~200g/L，最高可達 700g/L，因此其化學(xué)性質(zhì)亦以氯化物為主。

a. 地下水 b. 干濕作用圖 1.2 豐富的地下水和干濕作用統(tǒng)計資料顯示，青海省德令哈至香日德高速公路主線路含鹽路段總計 22.702km，占線路總長的 13.73%，其中，強氯鹽漬土路段有 0.3km，占線路總長的 0.18%，中硫酸鹽漬土與中氯鹽漬土路段總計 13.9km，分布較為廣泛，占線路總長的 8.41%，中亞硫酸鹽漬土與中亞氯鹽漬土路段共計 2.708km，占線路總長的 1.64%，弱氯鹽漬土與弱硫酸鹽漬土路段共計 4.499km，占線路總長的 2.72%，弱亞氯鹽漬土與弱亞硫酸鹽漬土路段共計 1.295km，占線路總長的 0.78%。如圖 1.3 所示。

. 地下水 b. 干濕作圖 1.2 豐富的地下水和干濕作用青海省德令哈至香日德高速公路主線路含鹽路其中，強氯鹽漬土路段有 0.3km，占線路總長段總計 13.9km，分布較為廣泛，占線路總長的路段共計 2.708km，占線路總長的 1.64%，弱km，占線路總長的 2.72%，弱亞氯鹽漬土與弱總長的 0.78%。如圖 1.3 所示。
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本文編號：2883526