摘要：为研究酸碱环境中砂岩在干湿循环作用下抗剪强度的劣化规律,在浸泡溶液p H值分别为7,9,4的环境中,对砂岩试件进行次数为1,3,6,10次的干湿循环试验。通过不同循环次数后的单轴和三轴试验,计算得到每个阶段循环后砂岩的黏聚力和内摩擦角及其与干湿循环次数N的变化关系式,从而获得砂岩在不同p H值干湿循环作用下抗剪强度随循环次数的变化公式。结果表明,砂岩的抗剪强度随着循环次数的增加而降低,在干湿循环作用前期,受影响较为显著,抗剪强度降幅很大,而后,强度降幅相对较小;酸性环境下,砂岩抗剪强度劣化最为严重,碱性次之,中性最轻;干湿循环后的干燥试件抗剪强度劣化幅度远不如湿状态下的劣化幅度。

摘要：裂缝控制宽度是保证钢筋混凝土构件在正常工作状态下耐久性的重要参数,该文研究了不同设计裂缝控制宽度对钢筋混凝土构件在使用期的维护成本的影响。首先,在已有研究的基础上提出钢筋混凝土构件开裂区的氯离子扩散系数模型、采用规范的最大裂缝宽度模型、建立构件使用期的维护成本模型。然后,针对港口工程中典型浪溅区的钢筋混凝土受弯构件,采用钢筋脱钝的耐久性极限状态,利用Monte-Carlo方法计算构件的耐久性失效概率,定量分析了裂缝控制宽度对构件劣化及使用期内维护成本的影响。结果表明,裂缝宽度明显影响构件的耐久性失效概率,进而影响构件使用期的维护次数和维护成本;当裂缝控制宽度小于0.3mm时,其对维护成本的影响较小;当裂缝宽度超过0.3mm时,构件维护成本增加迅速。

摘要：对某软土地区地铁盾构隧道进行了调研与分析,发现盾构隧道在现有计算理论所允许的地表超载作用下极易发生横向变形超限,并引发管片纵缝接头破损与渗漏水,对此展开了模型试验、数值仿真及理论分析。研究表明:地表均布超载导致的隧道附加竖向土压力并不是均匀分布,且在隧道中心正上方一定范围内要大于地表均布超载;隧道的穿越土层越软弱,地表超载导致的隧道周围附加土压力对隧道结构抵抗横向变形越不利;隧道发生横椭圆变形过程中,管片纵缝接头是管片环中的最薄弱部位。最后提出了软土地区盾构隧道采用"刚性衬砌"的设计理念,并给出了加大管片纵缝接头强度与刚度的建议。

摘要：通过试验模拟电场与硫酸盐的共存环境,测试了不同配比的混凝土在这两种因素共同作用后的外观、抗压强度等宏观性能变化,并借助能谱分析、扫描电子显微镜和X射线衍射等方法,探讨了混凝土的劣化机理。结果表明:在电场作用下,混凝土孔溶液中的Ca2+发生定向迁移从而导致Ca2+浓度降低;Ca(OH)2分解溶出Ca2+来维持其平衡;此外,水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的Ca/Si比下降,表明C-S-H凝胶也分解析出Ca2+,这对强度产生不利影响。同时,大量SO42–因电场作用从阴极溶液进入混凝土内部,并与水泥水化产物反应生成更多钙矾石和石膏晶体,导致强度进一步降低。低水胶比或掺粉煤灰混凝土的耐蚀性有所提高,但其劣化仍较为明显。因此,当混凝土受到电场和硫酸盐侵蚀共同作用时,应针对性地提出更为合理的混凝土耐久性设计及防范措施。

摘要：通过室内相似模型试验对深埋硬岩隧道的开挖、支护及初期支护的劣化过程进行模拟,就初期支护劣化过程中的二次衬砌的荷载、位移及内力的变化规律进行深入研究。研究结果表明,二衬的内力随喷射混凝土的劣化呈现出相对稳定的增加,而随着锚杆的劣化呈现出明显的阶段性增加,而且锚杆的劣化相比较于喷射混凝土的劣化对二次衬砌的影响更为明显;总体上二次衬砌的荷载、位移及内力的增加都呈现出先缓慢增加,后快速增加,而后又趋于稳定的变化规律,拱顶及边墙是受力变化最为明显的区域,通过检算,衬砌的安全性是远远满足规范要求的,结构有较大的安全冗余度,可见当前的设计是偏于保守的。

摘要：针对北方沿海及西北盐碱地区轨道交通工程中杂散电流-盐冻耦合作用的严酷环境,设计了杂散电流-盐冻耦合条件下混凝土抗冻性能试验及氯离子侵蚀试验,通过不同冻融循环次数后的混凝土质量损失率、相对动弹性模量、水溶性氯离子含量、氯离子扩散系数和盐浓度梯度表征了此耦合条件下混凝土劣化的基本特征,并通过压汞(MIP)、电镜扫描(SEM)-能谱分析(EDS)进一步分析了此条件下杂散电流作用影响混凝土劣化的机理。结果表明:相比盐冻条件,杂散电流-盐冻耦合条件下混凝土的劣化现象更为显著,杂散电流作用加剧了盐冻对混凝土的破坏、氯离子对混凝土的侵蚀,混凝土孔隙结构的劣化并加速了混凝土中钢筋的锈蚀。此外,相比钢筋表面处,混凝土表面处的劣化更为明显。此条件下杂散电流作用加剧混凝土劣化的机理主要在于加速氯离子迁移、诱导水化产物分解及加速钢筋锈蚀。

摘要：为了揭示季冻区路面混凝土界面区在自然环境与车辆荷载耦合作用下的劣化机理,以及界面区劣化对路面耐久性的影响,通过室内设计普通交通环境和超载条件下的荷载-冻融-干湿循环三场耦合试验模拟路面水泥混凝土实际工作环境,并与普通交通条件下的疲劳荷载单因素试验及荷载-冻融双场耦合试验进行对比,以探求季冻区路面混凝土界面区劣化的主要影响因素;采用扫描电镜观测和X射线能谱分析分别测定在混凝土处于不同耦合作用阶段的界面区细观结构、钙硅比变化;采用静态弯拉强度试验测定三场耦合下各阶段的混凝土力学性能,并采用多元回归分析方法揭示路面混凝土界面区劣化行为与混凝土强度的相关性。结果表明:季冻区路面混凝土运营时,车辆荷载主要引起混凝土界面区沿原生微裂缝的局部损坏;冻融循环伴随干湿交替的环境作用促使裂缝在各方向蔓延形成大片缺陷,且该界面区劣化行为是物理-化学过程。主要表现为,路面混凝土的抗弯拉强度呈下降趋势;界面区大量裂缝交叉贯通,密实度显著降低,氢氧化钙结晶析出;超载情况下,疲劳寿命急剧缩短,且界面区内部微裂纹的宽度显著增大。混凝土疲劳破坏时,界面区临界损伤阈值为:界面区宽度为70μm;密实度为50.96%~54.25%;微裂缝最大长度在24.48~26.04μm之间;微裂缝最大宽度在11.73~15.72μm之间。可利用多元线性回归方程描述混凝土强度与界面区结构缺陷之间的定量关系,各结构参数对强度影响程度从大到小依次为:密实度、裂纹宽度、裂纹长度。

摘要：设计人工模拟环境,研究酸雾、氯盐及硫酸盐混合盐雾侵蚀以及碳化耦合作用下钢筋混凝土梁破坏模式、锈胀裂缝宽度、受弯承载力、荷载-挠度曲线,重点研究钢筋锈蚀与混凝土劣化耦合作用的影响.结果表明:钢筋锈蚀率低于3.27%时,试验梁基本没有锈胀开裂,受弯破坏模式主要为受压区混凝土压碎,极限承载力随锈胀裂缝宽度增加快速减小;锈胀裂缝产生后,破坏形式逐渐转变为受拉钢筋屈服破坏,且承载力随钢筋锈蚀率大幅增加而缓慢减小.荷载-挠度曲线的峰值和斜率随劣化程度增加而减小.钢筋锈蚀导致混凝土开裂,混凝土劣化降低对钢筋的约束,两者耦合加速黏结性能退化,从而导致梁构件力学性能退化.理论分析了试验现象产生的原因,并对试验结果和理论计算结果进行了验证.

摘要：三峡水库蓄水运行之后,库水位每年都在145 m的防洪水位和175 m的蓄水发电水位之间或缓慢或快速地升降变化,岸坡消落带区域岩土体长期处于干湿循环状态,其力学参数的劣化规律将直接影响岸坡的变形稳定。基于此,设计并进行了典型岸坡消落带土体的干湿循环作用试验。结果表明:(1)在干湿循环作用过程中,土体抗剪强度参数劣化幅度非常明显,其中,前4次干湿循环作用导致的抗剪强度参数劣化幅度占总劣化度的75%左右,4次干湿循环作用之后,劣化趋势逐渐趋于平缓;(2)在干湿循环作用下,土样内部的微观裂纹、裂隙反复张开闭合,逐渐发育、汇集,土样由密实状态逐渐变为内部裂纹发育的松散状态,土样内部的损伤是导致其抗剪强度参数逐渐劣化的根本原因;(3)考虑干湿循环作用下消落带土体参数劣化时,岸坡消落带区域局部安全系数劣化趋势明显,总体趋势与消落带土体抗剪强度参数劣化规律一致,而且岸坡消落带区域附近的局部滑动迹象明显,这与现场踏勘所见到的该区域明显发育的裂缝、下挫现象是一致的。研究成果对库水作用下岸坡的长期变形稳定评价具有较大的参考意义,相关分析方法也可以为类似试验提供参考。

摘要：红层软岩在三峡库区广泛分布,其在水–岩作用下的物理力学特性劣化将直接影响相关库岸边坡的长期变形稳定与安全。基于此,考虑消落带库水位反复升降变化,设计进行红层软岩的浸泡–风干循环水–岩作用试验,研究结果表明:(1)在水–岩作用过程中,红层软岩的强度及变形参数劣化趋势明显,岩样存在逐渐"变软"的趋势,而且前3次浸泡–风干循环中的劣化速率较快,5次浸泡–风干循环作用之后,红层软岩的强度及变形参数劣化趋势逐渐趋于缓慢;(2)在水–岩作用过程中,岩样的破坏模式也存在明显的变化,不同围压下岩样的剪切破坏特征逐渐明显,岩样破坏时控制性裂纹数量逐渐减少,次生裂纹的数量逐渐增加;(3)在水–岩作用过程中,水压力的反复升降变化和浸泡–风干循环作用对红层软岩造成了不可逆的渐进累积损伤,红层软岩由相对致密的结构转变成微观裂隙、孔隙发育的松散多孔结构,宏观上就表现为抗压、抗剪强度劣化和破坏模式的变化。相关研究结论可为库岸边坡长期变形稳定分析提供参考。