考慮鋼筋銹蝕的錨桿耐久性評(píng)估研究.pdf

1、巖土錨固在我國土木、水利和建筑工程中已得到廣泛應(yīng)用，其成效顯著。巖土錨固的耐久性與安全評(píng)價(jià)是當(dāng)前巖土工程界普遍關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問題，也是影響巖土錨固工程安全性的一個(gè)關(guān)鍵問題。錨固類結(jié)構(gòu)具隱蔽性，地下腐蝕環(huán)境較惡劣等特點(diǎn)，對(duì)耐久性的要求嚴(yán)格。鑒于這類結(jié)構(gòu)已經(jīng)和正在出現(xiàn)的一些問題，人們對(duì)其安全性與耐久性問題愈來愈關(guān)注，解決錨固類結(jié)構(gòu)耐久性、使用壽命預(yù)測(cè)和防護(hù)對(duì)策問題不僅具有理論價(jià)值，而且有著有著重要的工程意義。 本文在前人的研究成果的

2、基礎(chǔ)上，運(yùn)用彈性力學(xué)，材料科學(xué)，數(shù)值分析以及灰色系統(tǒng)理論和模糊數(shù)學(xué)等方法，對(duì)鋼筋銹蝕造成的錨桿耐久性問題進(jìn)行研究，主要研究成果有： (1)考慮到錨固結(jié)構(gòu)在巖土體地質(zhì)材料中容易受到地下環(huán)境侵蝕而造成材料性質(zhì)劣化，影響其耐久性。預(yù)測(cè)錨固鋼筋在環(huán)境條件下的腐蝕速度和腐蝕量。通過材料科學(xué)中關(guān)于混凝土和砂漿在侵蝕性環(huán)境條件下的材料性質(zhì)劣化機(jī)理分析，計(jì)算砂漿和鋼筋的力學(xué)性質(zhì)隨結(jié)構(gòu)服務(wù)時(shí)間的變化。從而導(dǎo)致錨固結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能隨著服務(wù)時(shí)間的變化。

3、 (2)通過錨固結(jié)構(gòu)分析，假設(shè)錨固砂漿在由于鋼筋銹蝕銹脹力作用下破壞前為彈性，運(yùn)用彈性理論分析求解了導(dǎo)致砂漿脹裂的鋼筋臨界銹蝕率。 (3)以錨固結(jié)構(gòu)耐久性指標(biāo)臨界值作為壽命判斷標(biāo)準(zhǔn)，采用以砂漿開裂的壽命控制標(biāo)準(zhǔn)、鋼筋銹蝕率控制標(biāo)準(zhǔn)、錨固結(jié)構(gòu)極限抗拔力學(xué)下降臨界值標(biāo)準(zhǔn)，取其計(jì)算壽命最小值作為錨固結(jié)構(gòu)壽命的控制標(biāo)準(zhǔn)研究錨桿的壽命。最后以某實(shí)際工程為例，通過砂漿和鋼筋在環(huán)境條件下的力學(xué)性質(zhì)劣化模型，采FLAC3D軟件計(jì)算錨桿在

4、不同的服務(wù)期的極限抗拔力，通過分析以極限抗拔力下降率作為壽命控制標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得該工程永久性錨桿在特定侵蝕性環(huán)境條件下的耐久性，并討論了不同應(yīng)力水平條件下應(yīng)力腐蝕對(duì)耐久性的影響。 (4)充分考慮耐久性評(píng)估指標(biāo)的模糊性，提出基于灰色關(guān)聯(lián)度和模糊識(shí)別方法，利用信息熵和復(fù)合權(quán)重，綜合考慮專家經(jīng)驗(yàn)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的重要性，對(duì)錨固結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行評(píng)估。并將該法應(yīng)用于某工程實(shí)例評(píng)估，采用錨固結(jié)構(gòu)外觀情況、環(huán)境條件、裂縫寬度、鋼筋截面損失率、鋼筋銹蝕速度