海砂混凝土結構的腐蝕行為與抗震性能研究

《海砂混凝土結構的腐蝕行為與抗震性能研究》是依託深圳大學，由李大望擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：海砂混凝土結構的腐蝕行為與抗震性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李大望
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

本項目以海砂混凝土結構的抗震性能為研究主題。實驗研究海砂混凝土的物化組成、微孔形貌和應力應變規律；結合理論分析探討海砂混凝土腐蝕行為和鋼筋鏽蝕形態，掌握鏽蝕鋼筋本構關係變化特徵，獲得鋼筋鏽蝕速率計算模型；提取定量表徵結構性能演化的序參量，建立海砂混凝土微觀腐蝕與結構巨觀性能的邏輯關聯；基於劣化結構基本單元動力性能的模型試驗結果，構建能夠較好反映鋼筋銹脹引起的海砂混凝土結構保護層開裂與脫落、粘結失效與滑移機制的有限元分析模型，實現海砂混凝土樑柱構件恢復力特性的合理推定；藉助商用有限元分析軟體進行海砂混凝土框架結構的靜力彈塑性分析，探討劣化海砂混凝土結構正常使用和倒塌失效準則下的抗震能力衰變規律，掌握地震作用下處於不同劣化狀態的結構失效機制和重要失效模式。為系統開展既有海砂混凝土結構抗震性能評估與加固、提升新建海砂混凝土結構抗震可靠性提供科學依據，推動海砂資源化利用。

結題摘要

以海砂混凝土結構為研究對象。進行了海砂資源分布、海砂物化構成和氯離子含量等基本參量分析；檢測分析了22個疑似海砂單體建築，獲得了大量第一手資料；實驗研究了海砂混凝土的基本性能，包括碳化、抗硫酸鹽性能和氯離子固化和擴散等耐久性能以及抗壓、抗折和彈性模量等力學性能；對比分析了鋼筋加速鏽蝕量和鏽蝕速率的測定方法與結果；試驗研究了坑蝕和均蝕鋼筋的應力應變關係和特徵，以及鏽蝕鋼筋與混凝土的粘結滑移規律；基於海砂鋼筋混凝土材料的基本力學性能的研究成果並結合既有文獻成果，進行了不同鏽蝕率和鏽蝕形態下的結構基本構件的模型試驗和有限元仿真分析，獲得了相應的規律性認知；在此基礎上開展了構件層面的可靠性分析和全壽命成本分析；進行了不同軸壓比和鏽蝕率的鋼筋混凝土柱動力性能試驗與建模分析，研究了鏽蝕構件銹脹裂縫分布規律和裂縫寬度隨著鏽蝕率的增大趨勢以及混凝土保護層剝落形態、軸壓比和鏽蝕率對柱構件的滯回耗能能力、極限強度、捏攏效果、退化剛度等方面影響；通過兩榀三跨二層框架結構模型的擬動力載入試驗，研究了鏽蝕鋼筋混凝土框架的失效機制和破壞模式等抗震性能衰變特徵。 出版工程結構耐久性教材1本，申請國家發明和實用新型專利各1項，獲得實用新型專利和軟體著作權登記成果各1項，發表論文3篇，仍有10餘項上述類型成果有待提交發表；參與本項目研究的研究生11名，博士生1名，碩士生10名，其中已培養畢業碩士生5名。