氯鹽侵蝕環(huán)境下盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)性能全壽命計(jì)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(shè)計(jì)理論與方法研究
1.2.2 地下結(jié)構(gòu)混凝土耐久性研究
1.2.3 盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)混凝土耐久性研究
1.2.4 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性壽命預(yù)計(jì)方法研究
1.3 盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)計(jì)算模型簡介
1.3.1 均質(zhì)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(jìn)一步研究的問題和發(fā)展趨勢
1.5 盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)性能全壽命計(jì)算理論框架
1.5.1 全壽命結(jié)構(gòu)性能的概念
1.5.2 全壽命計(jì)算理論的基本思想
1.5.3 氯鹽侵蝕環(huán)境下全壽命結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)性能全壽命計(jì)算理論框架
參考文獻(xiàn)
第2章 氯鹽侵蝕環(huán)境盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與壽命預(yù)計(jì)理論
2.1 氯離子在混凝土內(nèi)的遷移機(jī)制與分析模型
2.1.1 氯離子在混凝土中的擴(kuò)散過程
2.1.2 擴(kuò)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(shí)間相似理論
2.2.1 擴(kuò)散系數(shù)的時(shí)變特征
2.2.2 人工環(huán)境加速試驗(yàn)與工程實(shí)際條件的相關(guān)性
2.3 盾構(gòu)隧道混凝土襯砌耐久性設(shè)計(jì)與壽命預(yù)計(jì)
2.3.1 基于環(huán)境時(shí)間相似理論的混凝土耐久性試驗(yàn)方法
2.3.2 盾構(gòu)隧道襯砌混凝土耐久性設(shè)計(jì)方法
2.3.3 盾構(gòu)隧道襯砌混凝土耐久性壽命預(yù)計(jì)
2.4 基于半概率性能的盾構(gòu)隧道混凝土耐久性設(shè)計(jì)與壽命預(yù)計(jì)
2.4.1 極限狀態(tài)方程
2.4.2 環(huán)境荷載與結(jié)構(gòu)抗力概率統(tǒng)計(jì)
2.4.3 盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)混凝土耐久性半概率設(shè)計(jì)方法
2.4.4 盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)混凝土耐久性壽命半概率預(yù)計(jì)方法
參考文獻(xiàn)
第3章 氯鹽侵蝕環(huán)境和靜載耦合作用下管片結(jié)構(gòu)耐久性試驗(yàn)研究
3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.1.1 試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容
3.1.2 試驗(yàn)原型與相似材料
3.1.3 試驗(yàn)工況設(shè)計(jì)
3.1.4 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)裝置
3.1.5 試驗(yàn)步驟
3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.2.1 試驗(yàn)結(jié)果
3.2.2 溶液濃度對氯離子擴(kuò)散的影響
3.2.3 荷載水平對氯離子擴(kuò)散的影響
3.2.4 侵蝕時(shí)間對氯離子擴(kuò)散的影響
參考文獻(xiàn)
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(jié)構(gòu)氯鹽侵蝕耐久性分析
4.1.1 擴(kuò)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(jié)構(gòu)氯鹽侵蝕模型
4.2 考慮應(yīng)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(dǎo)
4.2.2 求解方法與計(jì)算流程
4.2.3 模型驗(yàn)證
4.2.4 模型討論與參數(shù)分析
參考文獻(xiàn)
第5章 考慮動載損傷效應(yīng)的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)計(jì)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(kuò)散系數(shù)的計(jì)算
5.3 考慮混凝土損傷的氯離子擴(kuò)散系數(shù)
5.3.1 基本假設(shè)
5.3.2 基于名義抗壓強(qiáng)度的損傷混凝土孔隙率計(jì)算
5.3.3 基于名義抗壓強(qiáng)度的損傷下混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算
5.4 動載損傷下混凝土中氯離子擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算
5.4.1 動載損傷下混凝土中氯離子擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算方法推導(dǎo)
5.4.2 動載循環(huán)比對混凝土中氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響
參考文獻(xiàn)
第6章 損傷狀態(tài)下盾構(gòu)管片混凝土氯離子侵蝕試驗(yàn)
6.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容
6.2 試樣制備
6.3 試驗(yàn)裝置及具體步驟
6.3.1 損傷構(gòu)造
6.3.2 基于動態(tài)彈性模量測試的損傷標(biāo)定
6.3.3 損傷狀態(tài)下混凝土氯離子浸泡試驗(yàn)及氯離子濃度測試
6.4 試驗(yàn)工況設(shè)置
6.5 試驗(yàn)結(jié)果及分析
6.5.1 環(huán)境氯離子濃度對氯離子擴(kuò)散的影響
6.5.2 侵蝕時(shí)間對氯離子擴(kuò)散的影響
6.5.3 混凝土損傷程度對氯離子擴(kuò)散的影響
參考文獻(xiàn)
第7章 考慮損傷效應(yīng)的混凝土氯離子侵蝕擴(kuò)散模型
7.1 多因素共同作用下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)
7.1.1 初始缺陷狀態(tài)下的氯離子擴(kuò)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(kuò)散計(jì)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(xiàn)
第8章 損傷下混凝土氯離子侵蝕耐久性分析方法與應(yīng)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(jì)算程序的開發(fā)
8.2.1 COMSOL Multiphysics簡介
8.2.2 計(jì)算模塊的選擇
8.2.3 分析模型的建立
8.2.4 計(jì)算APP程序封裝
8.2.5 程序計(jì)算驗(yàn)證
8.3 工程應(yīng)用
8.3.1 工程概況
8.3.2 計(jì)算模型
8.3.3 計(jì)算結(jié)果及分析