氯鹽侵蝕環(huán)境下盾構隧道結構性能全壽命計算方法

第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 全壽命設計理論與方法研究
1.2.2 地下結構混凝土耐久性研究
1.2.3 盾構隧道結構混凝土耐久性研究
1.2.4 混凝土結構耐久性壽命預計方法研究
1.3 盾構隧道管片結構計算模型簡介
1.3.1 均質圓環(huán)模型
1.3.2 等效剛度圓環(huán)模型
1.3.3 自由鉸圓環(huán)模型
1.3.4 梁-彈簧模型
1.3.5 梁-接頭模型
1.4 發(fā)展趨勢
1.4.1 現(xiàn)存問題
1.4.2 有待進一步研究的問題和發(fā)展趨勢
1.5 盾構隧道管片結構性能全壽命計算理論框架
1.5.1 全壽命結構性能的概念
1.5.2 全壽命計算理論的基本思想
1.5.3 氯鹽侵蝕環(huán)境下全壽命結構性能極限狀態(tài)的界定
1.5.4 荷載-氯鹽耦合作用下管片結構性能全壽命計算理論框架
參考文獻
第2章 氯鹽侵蝕環(huán)境盾構隧道結構耐久性設計與壽命預計理論
2.1 氯離子在混凝土內(nèi)的遷移機制與分析模型
2.1.1 氯離子在混凝土中的擴散過程
2.1.2 擴散系數(shù)
2.1.3 對流區(qū)深度
2.1.4 表面氯離子濃度
2.1.5 鋼筋脫鈍氯離子濃度臨界值
2.2 環(huán)境時間相似理論
2.2.1 擴散系數(shù)的時變特征
2.2.2 人工環(huán)境加速試驗與工程實際條件的相關性
2.3 盾構隧道混凝土襯砌耐久性設計與壽命預計
2.3.1 基于環(huán)境時間相似理論的混凝土耐久性試驗方法
2.3.2 盾構隧道襯砌混凝土耐久性設計方法
2.3.3 盾構隧道襯砌混凝土耐久性壽命預計
2.4 基于半概率性能的盾構隧道混凝土耐久性設計與壽命預計
2.4.1 極限狀態(tài)方程
2.4.2 環(huán)境荷載與結構抗力概率統(tǒng)計
2.4.3 盾構隧道結構混凝土耐久性半概率設計方法
2.4.4 盾構隧道結構混凝土耐久性壽命半概率預計方法
參考文獻
第3章 氯鹽侵蝕環(huán)境和靜載耦合作用下管片結構耐久性試驗研究
3.1 試驗設計
3.1.1 試驗目的及內(nèi)容
3.1.2 試驗原型與相似材料
3.1.3 試驗工況設計
3.1.4 試驗方法及試驗裝置
3.1.5 試驗步驟
3.2 試驗結果及分析
3.2.1 試驗結果
3.2.2 溶液濃度對氯離子擴散的影響
3.2.3 荷載水平對氯離子擴散的影響
3.2.4 侵蝕時間對氯離子擴散的影響
參考文獻
第4章 氯鹽侵蝕環(huán)境與靜載耦合作用下的管片混凝土耐久性分析方法
4.1 均勻壓縮條件下的管片結構氯鹽侵蝕耐久性分析
4.1.1 擴散系數(shù)
4.1.2 表面氯離子濃度
4.1.3 均勻壓縮條件下管片結構氯鹽侵蝕模型
4.2 考慮應力線性分布特征的管片混凝土氯離子侵蝕模型
4.2.1 模型推導
4.2.2 求解方法與計算流程
4.2.3 模型驗證
4.2.4 模型討論與參數(shù)分析
參考文獻
第5章 考慮動載損傷效應的混凝土氯離子擴散系數(shù)計算
5.1 概述
5.1.1 初始缺陷
5.1.2 溫度損傷
5.1.3 荷載損傷
5.2 初始缺陷下混凝土氯離子擴散系數(shù)的計算
5.3 考慮混凝土損傷的氯離子擴散系數(shù)
5.3.1 基本假設
5.3.2 基于名義抗壓強度的損傷混凝土孔隙率計算
5.3.3 基于名義抗壓強度的損傷下混凝土氯離子擴散系數(shù)計算
5.4 動載損傷下混凝土中氯離子擴散系數(shù)計算
5.4.1 動載損傷下混凝土中氯離子擴散系數(shù)計算方法推導
5.4.2 動載循環(huán)比對混凝土中氯離子擴散系數(shù)的影響
參考文獻
第6章 損傷狀態(tài)下盾構管片混凝土氯離子侵蝕試驗
6.1 試驗目的與內(nèi)容
6.2 試樣制備
6.3 試驗裝置及具體步驟
6.3.1 損傷構造
6.3.2 基于動態(tài)彈性模量測試的損傷標定
6.3.3 損傷狀態(tài)下混凝土氯離子浸泡試驗及氯離子濃度測試
6.4 試驗工況設置
6.5 試驗結果及分析
6.5.1 環(huán)境氯離子濃度對氯離子擴散的影響
6.5.2 侵蝕時間對氯離子擴散的影響
6.5.3 混凝土損傷程度對氯離子擴散的影響
參考文獻
第7章 考慮損傷效應的混凝土氯離子侵蝕擴散模型
7.1 多因素共同作用下的氯離子擴散系數(shù)
7.1.1 初始缺陷狀態(tài)下的氯離子擴散系數(shù)
7.1.2 損傷劣化系數(shù)
7.2 多因素共同作用下的表面氯離子濃度
7.3 多因素共同作用下的氯離子擴散計算模型
7.4 動載損傷和靜力荷載耦合作用下的氯離子侵蝕模型
7.4.1 模型的建立
7.4.2 均布荷載下混凝土孔隙變化
7.4.3 均布荷載作用下混凝土氯離子侵蝕模型
參考文獻
第8章 損傷下混凝土氯離子侵蝕耐久性分析方法與應用
8.1 損傷下混凝土氯離子侵蝕耐久性分析方法
8.2 損傷下混凝土氯離子侵蝕耐久性計算程序的開發(fā)
8.2.1 COMSOL Multiphysics簡介
8.2.2 計算模塊的選擇
8.2.3 分析模型的建立
8.2.4 計算APP程序封裝
8.2.5 程序計算驗證
8.3 工程應用
8.3.1 工程概況
8.3.2 計算模型
8.3.3 計算結果及分析