混凝土结构环境模拟试验技术及相关理论研究

论文题目: 混凝土结构环境模拟试验技术及相关理论研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 结构工程

作者: 李云峰

导师: 吴胜兴

关键词: 混凝土,环境模拟,耐久性,收缩,开裂,试验设计

文献来源: 河海大学

发表年度: 2005

论文摘要: 混凝土结构耐久性以及早期特性研究中,结构环境行为、环境效应是其性能发展变化的重要影响因素。研究混凝土环境模拟试验技术,在试验室内创建模拟环境开展各种仿真研究,进行混凝土加速耐久性试验及相关理论分析,对外界环境条件影响下混凝土早期收缩开裂特性进行研究,可以从微观到宏观分析材料结构的形成过程、分析多种影响因素作用下的材料损伤劣化规律,对提高混凝土结构的安全性、耐久性有重要作用。本文的研究内容与成果如下: (1)研究现代混凝土结构环境模拟试验室技术,通过探讨混凝土结构的环境模拟、试验设计、耦合环境实现以及特种设备仪器的应用等关键技术,提出大型多功能自动控制混凝土环境模拟试验室的建设方案,合理确定试验室的布局、功能、技术性能指标。 (2)利用环境模拟技术,详细研究混凝土环境模拟试验室各分系统的实现技术。分析主室体系统、空气循环系统、日照系统、淋雨系统、加湿系统、除湿系统、制冷系统、加热系统、控制系统以及加载系统等各子系统的工作原理,采用先进合理的技术工艺建设混凝土环境模拟人工气候试验室。环境模拟试验室内可进行单因素环境模拟、多因素综合环境模拟,实现各种环境下的混凝土环境模拟试验。 (3)研究大气环境、工业腐蚀环境和海洋环境的特定情况下的混凝土环境试验方案。设计各种单独的环境因子作用、综合环境作用以及耦合环境作用下的试验研究模式,为下一步开展混凝土基本热学、力学参数以及整体结构的环境效应试验奠定基础。 (4)对混凝土结构加速耐久性研究策略进行分析,分析加速耐久性研究的主要内容,探索加速耐久性试验的设计原理及试验数据分析方法,并对加速耐久性分析模型进行初步研究。通过研究耐久性加速试验的环境参数作用以及加速侵蚀环境的综合效应,可获得加速条件下的耐久性试验相似准则,在试验室进行加速耐久性试验预计实际结构的使用寿命。 (5)通过对混凝土早期收缩机理的探讨,在混凝土成熟度、水化度概念基础上分析了自生收缩的发展变化,基于湿度扩散理论并结合有关试验成果建立了干燥收缩的计算模型。通过与有关文献的试验结果对比,混凝土早期收缩的计算结果吻合较好。研究混凝土早期约束收缩线粘弹性计算模型,建立了基于广义Maxwell模型的线粘弹性本构关系,利用该模型可以预测混凝土早期约束应力的发展。提出利用强度降低因子与早期强度发展相结合的方法建立开裂破环准则,进行混凝土早期开裂风险评估。

论文目录:

前言

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 问题的提出

1.2 国内外研究现状

1.2.1 环境模拟试验研究现状

1.2.2 混凝土环境作用耐久性研究现状

1.2.3 混凝土结构早期收缩抗裂研究现状

1.3 本文的研究内容

第二章现代混凝土结构环境模拟试验室技术

2.1 混凝土结构环境模拟试验关键技术

2.1.1 利用环境试验剪裁方法合理确定环境因子

2.1.2 多种耦合环境的实现技术

2.1.3 设备的优化布置及特种检测仪器应用技术

2.2 混凝土环境试验室的功能

2.3 混凝土环境试验室的技术参数确定

2.3.1 高低温湿热交变日照雨淋综合试验区

2.3.2 工业腐蚀环境试验区

2.3.3 海洋环境试验区

2.4 混凝土环境试验室的建设布局

2.5 混凝土环境试验室的配套设备

2.5.1 试验检测设备及仪器

2.5.2 混凝土早期特性(热学、力学)试验设备及仪器

2.5.3 混凝土耐久性试验设备及仪器

2.6 本章小结

第三章混凝土环境试验室各分系统实现技术

3.1 系统布局

3.2 环境试验设备选择的原则

3.3 主室体系统

3.4 制冷系统

3.4.1 制冷系统原理

3.4.2 制冷系统的冷负荷及配套设备优化

3.5 加热系统

3.6 加湿系统

3.7 除湿系统

3.8 室内风道循环系统

3.9 光照系统

3.10 淋雨系统

3.11 强风系统

3.12 测控系统

3.12.1 系统运行控制界面

3.12.2 计算机控制系统界面

3.13 加载系统

3.14 本章小结

第四章混凝土环境试验策略研究

4.1 气候环境试验研究

4.1.1 大气环境的试验室模拟

4.1.2 混凝土大气环境模拟试验

4.2 工业腐蚀环境试验研究

4.2.1 工业腐蚀环境的试验室模拟

4.2.2 工业腐蚀环境主要试验内容

4.3 海洋环境试验研究

4.3.1 海洋环境的试验室模拟

4.3.2 海洋环境模拟试验研究

4.4 本章小结

第五章混凝土结构加速耐久性分析

5.1 混凝土加速耐久性研究内容

5.1.1 混凝土结构环境模拟试验研究

5.1.2 混凝土结构性能退化机理研究

5.1.3 加速试验与自然环境试验的相关性及相似性理论研究

5.1.4 加速耐久性分析模型

5.1.5 建立加速耐久性试验标准

5.2 加速耐久性试验设计

5.3 加速耐久性分析模型

5.3.1 加速疲劳线性损伤分析模型

5.3.2 加速疲劳非线性损伤模型

5.3.3 温控化学侵蚀分析模型

5.3.4 温湿度加速效应分析模型

5.4 本章小结

第六章混凝土结构早期收缩开裂风险评估

6.1 混凝土的早期收缩

6.1.1 自生收缩

6.1.2 干燥收缩

6.1.3 混凝土的收缩计算

6.2 混凝土早期的温度变形

6.3 早期混凝土的徐变松弛特性

6.4 早期混凝土线粘弹性本构关系

6.4.1 线粘弹性本构方程

6.4.2 约束收缩早期混凝土材料本构关系

6.5 混凝土早期约束应力及开裂预测评估

6.6 本章小结

第七章总结

7.1 结论

7.2 有待解决的问题

参考文献

博士在读期间发表的论文

致谢

发布时间: 2006-01-16

参考文献

[1].机敏混凝土结构的温差变形自调节研究[D]. 朱四荣.武汉理工大学2004
[2].考虑时间因素的混凝土结构分析方法[D]. 周建民.同济大学2006
[3].FRP加固混凝土结构耐久性试验研究[D]. 李趁趁.大连理工大学2006
[4].形状记忆合金及其智能混凝土结构研究[D]. 崔迪.大连理工大学2007
[5].基于有限单元法的混凝土结构耐久性评估[D]. 李春生.武汉大学2010
[6].混凝土结构地震需求估计方法研究[D]. 尹犟.湖南大学2011
[7].火灾后混凝土结构质量评价与修复的研究[D]. 王元.东北大学2006
[8].混凝土结构中的氯离子侵入与寿命预测[D]. 范宏.西安建筑科技大学2009
[9].老化病害混凝土结构质量评估及粘结加固中的基础问题研究[D]. 袁群.大连理工大学2000
[10].混凝土结构耐久性检测、评定及优化设计方法[D]. 张苑竹.浙江大学2003

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