新浇受震混凝土内部缺陷的检测与抗压强度评估方法研究

论文摘要

5.12汶川大地震给灾区土木工程结构物造成了不同程度的损伤及破坏。由于地震来临时在建工程基本处于不同的施工阶段,对于其受损情况的合理检测鉴定显得尤其重要。既需要避免过于保守,造成过多不必要的浪费,又必须确保结构工程的质量,保证人民生命财产的安全。对于达到正常养护龄期的既有结构物混凝土可以根据受震后的变形、裂缝、强度等常用宏观指标进行检测鉴定,决定采取修补、加固或拆除等措施。然而,尤其对于震前新浇注、养护龄期较短的混凝土在遭遇地震后其强度是否受到影响,能否仍然采用已有的非破损检测方法对其强度进行评估,尚无明确经验可循,在国内外都是一项新的课题。基于已有的非破损检测方法应用现状以及相关研究成果基础上,本文通过试验室内大型模拟地震台试验和其它一系列相关试验项目,系统地研究经震动后的新浇注混凝土内部缺陷情况及其受压破坏机理,以及对超声波声参数的影响程度,进而确定可用于新浇注混凝土在受到地震震动后其抗压强度评估的方法。主要研究成果及结论如下：1.室内大型模拟地震台试验结果表明：经6-9度地震烈度震动过后,新浇注混凝土试块内部未见有显著缺陷,其受压破坏过程仍然能够遵循原有规律,超声波声参数与未震动混凝土相比,也未见有明显差异。2.非破损检测方法中的回弹法和超声回弹综合法在新浇注混凝土经震动过后的抗压强度评估中的适用性验证结果表明：两种强度等级C30和C50的混凝土,采用回弹法评定强度时,其误差均能够在容许范围之内,此评估方法对于受震后混凝土仍然可以基本适用；而采用超声回弹综合法评定的混凝土强度误差指标则严重超限,无法直接适用,需进行一定的修正。3.对新浇注混凝土经震动后的强度评估方法提出改进性建议,采用一元、二元回归分析方法进行回归分析,按不同强度等级分别建立了适用于一定条件下的强度等级为C30和C50混凝土专用测强曲线,能够在一定程度上改善其评估精度,并提出在震后实际工程应用中新浇注混凝土处理方面的参考性建议,为后续相关研究工作的开展提供一定的理论基础。4.依据本文中的研究成果,提出了该课题亟待深入研究的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.1.1 课题的背景
• 1.1.2 意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 混凝土非破损检测方法的基本依据
• 1.2.2 混凝土非破损检测方法的分类
• 1.2.3 非破损检测方法在土木工程中的应用现状
• 1.2.4 我国非破损检测方法相关规程发展历程
• 1.2.5 国内外有关震动对新浇注混凝土影响的研究成果
• 1.3 本文研究的主要内容、方法与目标
• 1.3.1 研究的主要内容、方法
• 1.3.2 研究目标
• 第2章 模拟地震室内试验方案和流程
• 2.1 模拟地震试验研究优点
• 2.2 制作混凝土试块
• 2.2.1 混凝土原材料与配合比
• 2.2.2 混凝土试件震动龄期的选择
• 2.2.3 试件浇注与养护方法
• 2.3 模拟地震台震动试验方案
• 2.3.1 模拟地震加速度的选择
• 2.3.2 模拟地震台震动试验
• 2.4 模拟地震室内试验的方法及内容
• 2.4.1 模拟地震室内试验的方法
• 2.4.2 模拟地震室内试验的内容
• 2.5 本模拟地震试验的优缺点
• 2.6 评估方案的选定
• 2.6.1 测缺方法的选定
• 2.6.2 测强方法的选定
• 2.6.2.1 回弹法
• 2.6.2.2 超声法
• 2.6.2.3 超声回弹综合法
• 2.6.2.4 三种方法的优缺比较
• 2.6.3 试验仪器设备的选定
• 2.7 试验研究计划与流程
• 第3章 震动后混凝土的内部缺陷检测与分析
• 3.1 早龄期混凝土经模拟地震动后的缺陷监测
• 3.1.1 早龄期混凝土经震动后受压破坏规律
• 3.1.2 试验结果
• 3.1.3 结果分析
• 3.2 震动对混凝土超声波参数的影响
• 3.2.1 试验结果
• 3.2.2 结果分析
• 3.3 混凝土细观结构分析
• 3.3.1 混凝土细观结构的分析与观察方法
• 3.3.2 混凝土细观结构分析的内容
• 3.3.3 混凝土细观结构观测结果
• 3.3.4 从细观结构角度分析混凝土受压破坏性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 回弹法评估震动后混凝土的抗压强度
• 4.1 回弹法的适用条件
• 4.1.1 回弹法规程中规定的适用条件
• 4.1.2 回弹法在模拟地震试验中实际适用情况
• 4.2 回弹法误差计算结果及原因分析
• 4.2.1 回弹法适用性验证
• 4.2.2 结论及分析
• 4.2.3 本节小结
• 4.3 建立回弹法专用测强曲线
• 4.3.1 建立测强曲线的基本要求
• 4.3.2 混凝土试块的制作和养护
• 4.3.3 模拟地震台震动试验实际条件
• 4.3.4 按强度等级建立回弹法专用测强曲线
• 4.3.5 结论及分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 超声回弹综合法评估震后混凝土的强度
• 5.1 超声回弹综合法中的适用条件
• 5.1.1 超声回弹综合法规程中规定的适用条件
• 5.1.2 超声回弹综合法在模拟地震试验中的实际适用情况
• 5.2 超声回弹综合法误差计算结果及原因分析
• 5.2.1 超声回弹综合法适用性研究
• 5.2.2 结论及分析
• 5.2.3 本节小结
• 5.3 建立超声回弹综合法专用测强曲线
• 5.3.1 按强度等级建立超声回弹综合法专用测强曲线
• 5.3.2 结论及分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 试验结果总结及原因分析
• 6.1 试验成果
• 6.2 原因分析及建议性解决方法
• 6.2.1 两种评定方法推定值偏低的原因分析
• 6.2.2 建议性解决方法
• 结论与建议
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果