盾構(gòu)隧道混凝土管片的承載力退化模型及其試驗研究.pdf

1、我國很多城市跨江、跨河、跨海而治，連接江（河）、湖泊、海灣兩岸的大橋在國民經(jīng)濟建設(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、具有很強的抵抗戰(zhàn)爭破壞的能力等優(yōu)勢，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，耐久性問題復(fù)雜而嚴(yán)重。本文以理論分析與耐久性試驗相結(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。在用實測數(shù)據(jù)對模型進行驗證的基礎(chǔ)上，運用承載力退化模型對三個實際工程背景的盾構(gòu)隧道混凝土管片進行了初步的壽命預(yù)測，結(jié)果表明該模型具有一定的實用性。全文主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　1、綜述了當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于混凝土構(gòu)件在多因素耦合作用下的研究進展，指出了存在的問題；詳細(xì)描述了本文主要

3、研究工作。
　　2、介紹了試驗所用原材料的種類、產(chǎn)地、物理性能和化學(xué)成分；描述了制作管片的整個過程；建立了耐久性試驗所采用的試驗方法以及數(shù)據(jù)處理方法。
　　3、詳細(xì)分析了耐久性試驗所得到的相對動彈性模量、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（包括裂縫開展情況、開裂荷載與極限荷載、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)中的試驗結(jié)果

4、進行了對比分析。結(jié)果表明：氯離子與硫酸根離子共存時，硫酸根可以緩解氯離子對混凝土及內(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，不能用綁扎鋼筋段的方法測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)測模型。
　　5、以試驗數(shù)據(jù)對承載力退化模型進行了承載力與腐蝕時間兩方面的驗證，結(jié)果表明，計算結(jié)果與實驗結(jié)果吻合較好。
　　6、以承