抗滑桩使用寿命及耐久性增强技术开发研究

论文摘要

滑坡是山区建设中经常遇到的一种危害很大的自然灾害,尤其在我国西南地区,滑坡灾害每年造成的损失巨大,耗费国家和地方大量的人力财力进行治理。重庆是西南地区地质灾害多发区,据不完全统计,仅三峡库区内就有各种类型的大小致灾体约2万余处,其中滑坡变形体占50%以上。抗滑桩是适用于治理滑坡、库岸支护使用最广泛的结构型式。其耐久性和使用年限直接关系到支挡工程的安全和预定功能的实现,如何确保抗滑桩安全耐久,进而保证地质灾害体的稳定,具有重要的经济、技术和社会效益。本论文得到重庆市建委科技项目“抗滑桩使用寿命及耐久性增强技术开发研究”资助。论文在广泛搜集资料的基础上,进行现场调研和室内模型试验,确定了影响抗滑桩耐久性的因素及抗滑桩混凝土的腐蚀机理,并在此基础上建立了抗滑桩安全使用寿命的预测模型,提出了抗滑桩耐久性设计基本原理。获得的主要创新成果有:第一、进行了钢筋在酸性土壤环境中的腐蚀性试验,获取了重庆地区侏罗系酸性土壤对钢筋的腐蚀、锈蚀速度为4.48g/dm2·a。第二、进行了悬臂式抗滑桩和预应力锚拉桩在酸-应力耦合条件下的耐久性模型试验。试验结果表明,桩身混凝土随时间的推移不断劣化,主要表现为其中性化深度与时间的平方根成线性关系。对悬臂式抗滑桩,桩身位移随时间的延长不断增大,桩顶位移最大,加载至桩破坏时,其破坏面在拟滑面附近;对预应力锚拉桩,桩顶位移及锚杆应变随腐蚀时间的增加亦增大,但其桩顶位移、桩身劣化程度显著低于悬臂桩。第三、根据模型桩桩身中性化情况,提出了抗滑桩混凝土中性化预测模型,详细讨论了该模型相关参数的取值问题。分析提出了钢筋开始锈蚀时间及钢筋锈蚀时间计算方法,据此提出了抗滑桩安全使用寿命预测数学模型。第四、从抗滑桩材料选用、混凝土外加剂和掺合料、配合比等方面提出了抗滑桩耐久性材料增强技术,并从修建辅助结构、构造措施和施工质量等方面分析了增强抗滑桩耐久性寿命结构措施,据此系统分析了抗滑桩耐久性设计的基本原理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 抗滑桩简介
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 项目研究内容及方法
• 第二章 抗滑桩安全使用寿命的影响因素
• 2.1 混凝土的渗透性
• 2.2 混凝土收缩开裂
• 2.3 混凝土中性化
• 2.4 化学侵蚀
• 2.5 冻融
• 2.6 碱-集料反应
• 2.7 钢筋锈蚀
• 2.8 荷载
• 2.9 地质体特性
• 2.10 施工质量、养护及龄期
• 第三章 抗滑桩耐久性试验
• 3.1 钢筋腐蚀试验
• 3.2 抗滑桩耐久性模型试验
• 3.3 试验结论
• 第四章 抗滑桩耐久性寿命预测
• 4.1 抗滑桩混凝土保护层中性化预测模型
• 4.2 钢筋锈蚀时间
• 4.3 抗滑桩安全使用寿命预测
• 4.4 预测实例
• 第五章 提高抗滑桩耐久性的措施
• 5.1 地质勘察
• 5.2 材料增强技术
• 5.3 修建辅助结构
• 5.4 构造措施
• 5.5 保证施工质量
• 第六章 抗滑桩耐久性设计
• 6.1 环境分类与环境作用等级
• 6.2 抗滑桩设计使用年限
• 6.3 原材料的选择
• 6.4 配合比控制
• 6.5 构造措施及裂缝控制
• 6.6 施工控制
• 6.7 防腐蚀附加措施
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果