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地铁车站地下连续墙耐久性规律研究

作　者: 李文卿
导　师: 汤永净；邵振东
学　校: 同济大学
专　业: 岩土工程
关键词: 地铁车站地下连续墙 耐久性 碳化 多因素影响 碳化深度预测模型 杂散电流 锈胀开裂准则 寿命预测
分类号: U231.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 380次
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内容摘要


地下混凝土结构耐久性研究历来被人们忽视,车站地下连续墙耐久性研究目前更是一片空白。目前的地下连续墙耐久性设计主要参考地面结构进行,而且很多时候都被忽略。实践证明,地下连续墙不像想象中的那么“耐久”,地下连续墙耐久性事故也时有发生。因而,研究车站地下连续墙特殊环境下的混凝土耐久性规律,为既有结构的耐久性寿命预测和待建结构的耐久性设计提供指导是非常必要的。 相比一般地下连续墙,地铁车站地下连续墙多了一项杂散电流的影响。本文基于碳化和杂散电流的影响,对车站地下连续墙耐久性规律进行了研究。 论文首先对车站地下连续墙耐久性影响因素进行了深入总结和分析;通过现场取制试件和自制试件的室内快速碳化试验,建立了地下连续墙碳化深度随二氧化碳浓度变化的模型;建立了碳化深度随应力水平变化的模型;建立了碳化深度随相对抗压强度变化的模型;并综合考虑应力水平、二氧化碳浓度及作用龄期等因素,建立了基于工程实际的多因素交互影响的碳化模型;对常用的混凝土结构寿命准则进行了讨论,并给出了相应关键点的计算方法;讨论了杂散电流产生的机理以及其对地下连续墙结构耐久性的影响;综合碳化和杂散电流的影响,建立了基于锈胀开裂准则的地下连续墙耐久性失效概率和可靠指标计算模式。

全文目录


第1章 绪论  11-24
  1．1 课题的提出和研究意义  11
  1．2 地面结构耐久性研究  11-18
    1．2．1 研究背景和现状  12-14
    1．2．2 研究成果  14-18
  1．3 地下结构耐久性的研究  18-19
  1．4 地下连续墙与地面混凝土结构耐久性研究的异同  19-21
    1．4．1 地下连续墙与地面混凝土结构耐久性研究的相似点  19-20
    1．4．2 地下连续墙与地面混凝土结构耐久性研究的主要区别  20-21
  1．5 力学因素与耐久性关系的研究  21-22
    1．5．1 荷载对混凝土碳化影响  21
    1．5．2 荷载对混凝土抗盐类腐蚀和水渗透的影响  21-22
  1．6 本文主要研究内容  22-24
第2章 地下连续墙耐久性影响因素和作用机理  24-32
  2．1 地下连续墙  24
  2．2 地下连续墙耐久性影响因素  24-32
    2．2．1 环境化学作用引起的腐蚀破坏  25-27
    2．2．2 杂散电流的影响  27
    2．2．3 荷载及应力状态的影响  27-28
    2．2．4 施工因素的影响  28-30
    2．2．5 “水工混凝土”对地下连续墙耐久性的影响  30-32
第3章 碳化深度模型试验研究与寿命准则  32-55
  3．1 概述  32
  3．2 现有碳化深度计算模型  32-36
    3．2．1．国外模型  33-34
    3．2．2 国内模型  34-36
  3．3 快速碳化试验  36-47
    3．3．1 试验概况  36-39
    3．3．2 试验方法  39-40
    3．3．3 试验结果及分析  40-47
    3．3．4 靠近空气面车站地下连续墙碳化深度模型  47
  3．4 小结  47-48
  3．5 结构构件使用寿命的预测  48-50
    3．5．1 碳化寿命理论  49
    3．5．2 锈胀开裂寿命理论  49-50
    3．5．3 裂缝宽度与钢筋锈蚀量限值寿命准则  50
    3．5．4 承载力寿命准则  50
  3．6 几个关键点的确定  50-55
    3．6．1 钢筋开始锈蚀时间的确定  50-52
    3．6．2 胀裂时钢筋锈蚀量的计算  52-54
    3．6．3 钢筋锈蚀裂缝宽度的计算  54-55
第4章 杂散电流对地铁地下连续墙耐久性影响  55-61
  4．1 杂散电流的产生  55-57
  4．2 杂散电流下的钢筋锈蚀  57-60
    4．2．1 杂散电流腐蚀与电解质中自发进行的腐蚀的区别  57-58
    4．2．2 杂散电流强度  58
    4．2．3 杂散电流作用下钢筋锈蚀率的计算  58-60
    4．2．4 杂散电流单因素下混凝土结构耐久性寿命预测  60
  4．3 杂散电流防治  60-61
第5章 车站地下连续墙耐久性寿命预测  61-70
  5．1 耐久性极限状态  61-62
    5．1．1 承载力极限状态  62
    5．1．2 正常使用极限状态  62
  5．2 结构可靠性分析与计算  62-65
    5．2．1 可靠度理论静态模型  62-64
    5．2．2 时变可靠度理论  64-65
  5．3 混凝土保护层锈胀开裂寿命预测  65-70
    5．3．1 锈胀开裂前钢筋锈蚀量的概率分布及统计特征  65-68
    5．3．2 钢筋开裂时锈蚀量的概率分布及统计特征  68
    5．3．3 混凝土保护层锈胀开裂耐久性分析  68-69
    5．3．4 锈胀开裂耐久性指标β_(cr)~*的确定  69-70
第6章 结论与展望  70-72
  6．1 结论  70
  6．2 进一步工作的方向  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-79
个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果  79

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