盾構(gòu)隧道混凝土管片的承載力退化模型及其試驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)很多城市跨江、跨河、跨海而治，連接江（河）、湖泊、海灣兩岸的大橋在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重大作用。與跨江河湖海大橋相比，建設(shè)水下隧道具有征地少、拆遷容易、對(duì)地面影響小、不影響水面航道的通航能力、不受惡劣氣候變化影響、工程隱蔽性好、具有很強(qiáng)的抵抗戰(zhàn)爭(zhēng)破壞的能力等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)受到了各城市的高度重視。與大氣環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)相比，盾構(gòu)隧道混凝土管片結(jié)構(gòu)服役條件非常惡劣，耐久性問(wèn)題復(fù)雜而嚴(yán)重。本文以理論分析與耐久性試驗(yàn)相結(jié)合的方式，研究盾構(gòu)隧道

2、混凝土管片在多因素耦合作用下的失效機(jī)理及其耐久性退化規(guī)律，結(jié)合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論，建立了以承載力為失效準(zhǔn)則，并考慮多種因素耦合作用的混凝土管片承載力退化模型。在用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，運(yùn)用承載力退化模型對(duì)三個(gè)實(shí)際工程背景的盾構(gòu)隧道混凝土管片進(jìn)行了初步的壽命預(yù)測(cè)，結(jié)果表明該模型具有一定的實(shí)用性。全文主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　1、綜述了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外關(guān)于混凝土構(gòu)件在多因素耦合作用下的研究進(jìn)展，指出了存在的問(wèn)題；詳細(xì)描述了本文主要

3、研究工作。
　　2、介紹了試驗(yàn)所用原材料的種類、產(chǎn)地、物理性能和化學(xué)成分；描述了制作管片的整個(gè)過(guò)程；建立了耐久性試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)方法以及數(shù)據(jù)處理方法。
　　3、詳細(xì)分析了耐久性試驗(yàn)所得到的相對(duì)動(dòng)彈性模量、碳化、氯離子侵蝕、硫酸根侵蝕、XRD圖譜、腐蝕管片表面裂縫形態(tài)、承載力（包括裂縫開(kāi)展情況、開(kāi)裂荷載與極限荷載、荷載-撓度曲線和混凝土應(yīng)變）以及鋼筋銹蝕。對(duì)同種配合比管片、不同腐蝕介質(zhì)與不同配合比管片、同種腐蝕介質(zhì)中的試驗(yàn)結(jié)果

4、進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明：氯離子與硫酸根離子共存時(shí)，硫酸根可以緩解氯離子對(duì)混凝土及內(nèi)部鋼筋的侵蝕；持續(xù)通電1A電流22d后，不同配比管片在相同腐蝕條件下的初裂荷載分別下降30.4％~35%和39.1%~40%，極限荷載分別下降32.2%~37.6%和36.3%~38.5%；管片內(nèi)部鋼筋銹蝕以外層為主，外層與內(nèi)層總體鋼筋銹蝕率分別為17.7%和2.3%，且環(huán)向鋼筋銹蝕比縱向鋼筋嚴(yán)重，外層環(huán)向鋼筋與縱向鋼筋銹蝕率分別為20%和15.3%，內(nèi)

5、層環(huán)向鋼筋與縱向鋼筋銹蝕率分別為2.5%和2.1%；雜散電流與氯離子共存時(shí)，不能用綁扎鋼筋段的方法測(cè)定所依附鋼筋銹蝕率。
　　4、以雙筋受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式為基礎(chǔ)，考慮碳化、雜散電流、氯離子、硫酸根離子等耐久性因素，建立了盾構(gòu)隧道混凝土管片在多因素耦合作用下的承載力退化模型和壽命預(yù)測(cè)模型。
　　5、以試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)承載力退化模型進(jìn)行了承載力與腐蝕時(shí)間兩方面的驗(yàn)證，結(jié)果表明，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
　　6、以承