本文選題：海港碼頭 + 氯離子擴散��； 參考：《天津大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：海洋環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力演化規(guī)律及安全度分析方法,是海港碼頭設(shè)計和維護(hù)中亟需解決的重要課題。鋼筋混凝土海港結(jié)構(gòu)承載力演化主要是由海洋環(huán)境氯離子浸透導(dǎo)致鋼筋銹蝕引起。本文采用室內(nèi)試驗方法研究海洋環(huán)境下氯離子在鋼筋混凝土中的擴散規(guī)律及材料不均勻性和鋼筋阻滯效應(yīng)的影響,建立相應(yīng)氯離子擴散模型、鋼筋銹蝕速率模型、鋼筋與混凝土粘結(jié)強度下降模型;研究鋼筋混凝土力學(xué)性能演化對結(jié)構(gòu)的破壞機理、破壞模式和整體承載力及其演化規(guī)律的影響,建立海洋環(huán)境下海港鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體承載力演化模型及安全度分析方法。為海港鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計、安全評估和壽命預(yù)測提供基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法。內(nèi)容如下:(1)海洋環(huán)境下鋼筋混凝土材料劣化主要是由于氯離子侵蝕造成,氯離子擴散模型是其中的核心問題。本文采用細(xì)觀物理模型試驗的方法,研究了粗骨料含量、粒徑及分布,鋼筋含量、直徑和間距等對氯離子擴散的影響。建立了考慮粗骨料和鋼筋影響的鋼筋混凝土中氯離子擴散模型。(2)在物理模型試驗的基礎(chǔ)上,研究了氯離子在硬化水泥漿體、硬化水泥漿體與粗骨料和鋼筋界面處的擴散規(guī)律,開發(fā)了可模擬氯離子在硬化水泥漿體中、硬化漿體與粗骨料和鋼筋界面處擴散行為的細(xì)觀有限元模型,建立了相應(yīng)的數(shù)值模擬方法。(3)基于可模擬氯離子在硬化水泥漿體中、硬化水泥漿體與粗骨料和鋼筋界面處擴散行為的細(xì)觀有限元模型的數(shù)值方法,研究氯離子浸透引起的鋼筋銹蝕和混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力下降等對鋼筋混凝土材料性能的影響規(guī)律,建立了合理的海洋環(huán)境下鋼筋混凝土材料性能隨時間變化模型。(4)針對典型鋼筋混凝土海港樁基碼頭結(jié)構(gòu),研究了鋼筋混凝土材料性能劣化對結(jié)構(gòu)整體承載力的影響規(guī)律,提出了確定結(jié)構(gòu)整體承載力的基本原理和方法,建立了海港鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體承載力隨使用時間變化的演化模型。(5)基于海港鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體承載力演化模型,建立了海港鋼筋混凝土?xí)r變結(jié)構(gòu)整體(系統(tǒng))可靠度分析方法,可應(yīng)用于新建海港樁基碼頭的耐久性設(shè)計和既有鋼筋混凝土碼頭結(jié)構(gòu)的安全評估。
[Abstract]:The evolution law of reinforced concrete structure bearing capacity and the analysis method of safety degree under marine environment are the important problems that need to be solved in the design and maintenance of port wharf. The evolution of the bearing capacity of reinforced concrete seaports is mainly caused by corrosion of steel bars due to the penetration of chloride ions in marine environment. In this paper, the diffusion law of chloride ions in reinforced concrete under marine environment and the influence of material inhomogeneity and reinforcing bar block effect are studied by laboratory test method. The corresponding chloride ion diffusion model and reinforcement corrosion rate model are established. The influence of the evolution of mechanical properties of reinforced concrete on the failure mechanism, failure mode, overall bearing capacity and its evolution law of reinforced concrete is studied. An evolutionary model for the overall bearing capacity of reinforced concrete structures in marine environment and a safety analysis method are established. It provides basic theory and technical method for durability design, safety evaluation and life prediction of reinforced concrete structure in harbor. The degradation of reinforced concrete materials in marine environment is mainly caused by chloride ion erosion, in which chloride diffusion model is the core problem. In this paper, the effects of coarse aggregate content, particle size and distribution, steel bar content, diameter and spacing on chloride ion diffusion were studied by means of mesoscopic physical model test. The chloride ion diffusion model in reinforced concrete considering the influence of coarse aggregate and steel bar is established. On the basis of physical model test, the diffusion law of chloride ion at the interface of hardened cement paste, hardened cement paste and coarse aggregate and steel bar is studied. A mesoscale finite element model was developed to simulate the diffusion behavior of chloride ions in hardened cement paste and the interface between hardened paste and coarse aggregate and steel bar. The corresponding numerical simulation method was established. A numerical method for mesoscale finite element model of diffusion behavior between hardened cement paste and coarse aggregate and steel bar, The influence of corrosion of steel bar caused by chloride ion immersion and the decrease of adhesion between concrete and steel bar on the properties of reinforced concrete is studied. According to the typical reinforced concrete port pile foundation wharf structure, the influence of the deterioration of reinforced concrete material performance on the overall bearing capacity of the structure is studied. The basic principle and method of determining the overall bearing capacity of the structure are put forward, and the evolution model of the overall bearing capacity of the reinforced concrete structure in the harbour with the change of service time is established. The model is based on the evolution model of the overall bearing capacity of the reinforced concrete structure in the harbour. An integral (systematic) reliability analysis method for time-varying reinforced concrete structures in seaports is established, which can be applied to the durability design of pile foundation wharves and the safety assessment of existing reinforced concrete wharf structures.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U656.1

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本文編號：1793031