煤礦環(huán)境與荷載耦合作用下鋼筋混凝土梁力學性能退化規(guī)律研究.pdf

1、在煤礦環(huán)境與荷載的耦合作用下，混凝土結構出現(xiàn)不同程度的損傷劣化，部分結構構件損傷嚴重。為掌握鋼筋混凝土梁的力學性能退化規(guī)律，基于煤礦環(huán)境模擬，在本課題前期研究成果的基礎上，改進了試驗構件和模擬環(huán)境，加入荷載耦合因素，對劣化與損傷劣化混凝土材料、銹蝕鋼筋、未劣化鋼筋混凝土梁、劣化與損傷劣化鋼筋混凝土梁進行了試驗研究，主要結論及創(chuàng)新成果如下：
　　1．對0-3個劣化周期的劣化與損傷劣化混凝土進行了材料性能試驗，得出劣化與損傷劣化混凝土

2、的抗壓強度、彈性模量在0-2周期內(nèi)由于碳化和初始腐蝕作用稍有增長，在第3周期內(nèi)降低；碳化深度在0-3周期內(nèi)持續(xù)增長，基本呈線性變化；0-3周期內(nèi)，劣化元素、劣化物質(zhì)在混凝土中持續(xù)增長，在第3周期內(nèi)增長速率加快；微觀結構方面，從水化情況和膠凝材料的變化兩部分分析了混凝土在腐蝕元素作用下的微觀結構改變情況；
　　2．對0-3個劣化周期的鋼筋進行了力學性能試驗，得出劣化與損傷劣化梁的鋼筋銹蝕率在0％~5%之間時，隨著銹蝕率的增加，鋼筋的

3、屈服強度和極限強度呈下降趨勢，但下降的趨勢比較緩慢；隨著腐蝕周期的增加，鋼筋的銹蝕率逐漸增大，在0-2個周期內(nèi)，鋼筋的銹蝕速率較慢，在腐蝕周期達到第3周期時，鋼筋的銹蝕速率增大；
　　3．對未劣化梁進行力學性能試驗，得到了未劣化梁的劣化特征、破壞形態(tài)和極限荷載，將試驗結果與理論計算值相比較，驗證了試驗構件符合設計要求；
　　4．研究了1-3個劣化周期的劣化與損傷劣化梁的力學性能，得出截止第3劣化周期，試驗梁的劣化主要是混凝土

4、劣化，鋼筋的劣化形態(tài)不明顯；1-3劣化周期內(nèi)的試驗梁的破壞過程和特征基本符合適筋梁的破壞情況；1-3劣化周期內(nèi)，劣化梁和損傷劣化梁的開裂荷載和極限荷載均有降低趨勢；相同劣化周期內(nèi)，損傷劣化梁的開裂荷載和極限荷載相比于劣化梁較低；
　　5．綜合0-3個周期試驗梁的試驗結果，推定了劣化與損傷劣化梁力學性能退化規(guī)律并相應提出了承載力理論計算方法，在初級腐蝕作用下，由于損傷劣化梁帶裂縫腐蝕的因素對兩種劣化狀態(tài)的影響差別較小，因此，在初級腐