考慮模型信息更新的複雜環境下RC橋樑隨機損傷預測

《考慮模型信息更新的複雜環境下RC橋樑隨機損傷預測》是依託長沙理工大學，由彭建新擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：考慮模型信息更新的複雜環境下RC橋樑隨機損傷預測
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：彭建新
• 依託單位：長沙理工大學

項目摘要

對冰災與海水環境、大氣氣候變化和乾濕交替等綜合複雜因素下鋼筋混凝土(RC)橋樑的空間退化機理進行試驗研究。通過RC構件在複雜環境下的系列加速腐蝕試驗，建立複雜環境下RC橋樑腐蝕開始時間模型、嚴重開裂模型、腐蝕率時變模型和鋼筋鏽蝕量與銹脹裂縫寬度關係模型，並深入研究保護層厚度、腐蝕率、混凝土強度、擴散過程和鋼筋直徑與位置等空間分布參數對混凝土保護層銹脹開裂模型的影響規律。基於二維隨機場理論，利用銹脹開裂模型，提出空間時變可靠度模型預測RC橋樑在複雜環境下的隨機腐蝕損傷比例，判斷RC橋樑腐蝕損傷發生的位置和程度。試驗研究驗證隨機有限元分析的單元相關長度和波動係數等隨機場參數的合理取值。根據貝葉斯理論，考慮已有可視檢測和維護信息，動態更新空間時變可靠度模型，減少隨機損傷預測的不確定性，提高基於空間時變可靠度的預測精度，將預測結果運用到退化實橋性能評估和可靠性管理中，該項目具有廣闊的套用前景。

結題摘要

基於混凝土試塊在人工氣候箱的滲透試驗和RC構件在複雜環境下的系列加速腐蝕試驗，研究了氯離子在混凝土中的擴散機理和遷移過程，基於試驗數據，建立了複雜環境下RC橋樑腐蝕開始時間模型、嚴重開裂模型和腐蝕率時變模型，以及鋼筋鏽蝕量與銹脹裂縫寬度關係模型；深入研究了保護層厚度、腐蝕率、混凝土強度、氯離子和碳化的擴散過程以及鋼筋直徑與位置等空間分布參數對混凝土保護層銹脹開裂模型的影響規律。基於二維隨機場理論，考慮混凝土強度、氯離子濃度、擴散過程、二氧化碳濃度、結構幾何參數、腐蝕擴展過程的空間變異性和時變性，利用提出的銹脹開裂模型，建立了複雜環境下RC橋樑的空間時變可靠度模型，預測了RC橋樑在複雜環境下的隨機腐蝕損傷比例，提出了判斷RC橋樑腐蝕損傷發生的位置和程度的方法；試驗研究驗證了隨機有限元分析的單元相關長度和波動係數等隨機場參數的合理取值，發展了基於隨機場理論的結構可靠度分析方法。根據貝葉斯理論，結合實橋，考慮已有可視檢測和維護信息，建立了空間時變可靠度模型的動態更新方法，減少了隨機損傷預測的不確定性，提高了基於空間時變可靠度的預測精度，將預測結果運用到退化實橋性能評估和可靠性管理中，項目相關研究成果具有廣闊的套用前景。 項目成果豐碩，資助期間獲得國家科技進步二等獎1項（排名第7），湖南省科技進步二等獎1項（排名第4，已經公示），發表相關論文26篇，其中EI檢索10篇，ISTP檢索1篇，培養碩士生2名，目前在讀博士生1名，碩士生3名。