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氯鹽侵蝕環境下盾構隧道結構性能全壽命計算方法

  • 作者:雷明鋒//彭立敏//施成華//元強|責編:任加林
  • 出版社:科學
  • ISBN:9787030675521
  • 出版日期:2021/11/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:236
人民幣:RMB 108 元      售價:
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內容大鋼
    本書圍繞氯鹽侵蝕環境下盾構隧道結構性能全壽命計算理論和方法問題開展系統研究。全書分別就我國城市軌道交通盾構隧道相關理論的發展和研究現狀以及在氯鹽侵蝕環境下全壽命設計理論與方法、環境與動(靜)荷載耦合作用下盾構隧道管片結構耐久性、適用性和安全性計算理論與方法等問題展開闡述。
    本書可供從事隧道及地下工程設計、施工和科研的專業技術人員參考。

作者介紹
雷明鋒//彭立敏//施成華//元強|責編:任加林

目錄
第1章  緒論
  1.1  研究背景與意義
  1.2  國內外研究現狀
    1.2.1  全壽命設計理論與方法研究
    1.2.2  地下結構混凝土耐久性研究
    1.2.3  盾構隧道結構混凝土耐久性研究
    1.2.4  混凝土結構耐久性壽命預計方法研究
  1.3  盾構隧道管片結構計算模型簡介
    1.3.1  均質圓環模型
    1.3.2  等效剛度圓環模型
    1.3.3  自由鉸圓環模型
    1.3.4  梁-彈簧模型
    1.3.5  梁-接頭模型
  1.4  發展趨勢
    1.4.1  現存問題
    1.4.2  有待進一步研究的問題和發展趨勢
  1.5  盾構隧道管片結構性能全壽命計算理論框架
    1.5.1  全壽命結構性能的概念
    1.5.2  全壽命計算理論的基本思想
    1.5.3  氯鹽侵蝕環境下全壽命結構性能極限狀態的界定
    1.5.4  荷載-氯鹽耦合作用下管片結構性能全壽命計算理論框架
  參考文獻
第2章  氯鹽侵蝕環境盾構隧道結構耐久性設計與壽命預計理論
  2.1  氯離子在混凝土內的遷移機制與分析模型
    2.1.1  氯離子在混凝土中的擴散過程
    2.1.2  擴散係數
    2.1.3  對流區深度
    2.1.4  表面氯離子濃度
    2.1.5  鋼筋脫鈍氯離子濃度臨界值
  2.2  環境時間相似理論
    2.2.1  擴散係數的時變特徵
    2.2.2  人工環境加速試驗與工程實際條件的相關性
  2.3  盾構隧道混凝土襯砌耐久性設計與壽命預計
    2.3.1  基於環境時間相似理論的混凝土耐久性試驗方法
    2.3.2  盾構隧道襯砌混凝土耐久性設計方法
    2.3.3  盾構隧道襯砌混凝土耐久性壽命預計
  2.4  基於半概率性能的盾構隧道混凝土耐久性設計與壽命預計
    2.4.1  極限狀態方程
    2.4.2  環境荷載與結構抗力概率統計
    2.4.3  盾構隧道結構混凝土耐久性半概率設計方法
    2.4.4  盾構隧道結構混凝土耐久性壽命半概率預計方法
  參考文獻
第3章  氯鹽侵蝕環境和靜載耦合作用下管片結構耐久性試驗研究
  3.1  試驗設計
    3.1.1  試驗目的及內容
    3.1.2  試驗原型與相似材料
    3.1.3  試驗工況設計
    3.1.4  試驗方法及試驗裝置
    3.1.5  試驗步驟
  3.2  試驗結果及分析

    3.2.1  試驗結果
    3.2.2  溶液濃度對氯離子擴散的影響
    3.2.3  荷載水平對氯離子擴散的影響
    3.2.4  侵蝕時間對氯離子擴散的影響
  參考文獻
第4章  氯鹽侵蝕環境與靜載耦合作用下的管片混凝土耐久性分析方法
  4.1  均勻壓縮條件下的管片結構氯鹽侵蝕耐久性分析
    4.1.1  擴散係數
    4.1.2  表面氯離子濃度
    4.1.3  均勻壓縮條件下管片結構氯鹽侵蝕模型
  4.2  考慮應力線性分佈特徵的管片混凝土氯離子侵蝕模型
    4.2.1  模型推導
    4.2.2  求解方法與計算流程
    4.2.3  模型驗證
    4.2.4  模型討論與參數分析
  參考文獻
第5章  考慮動載損傷效應的混凝土氯離子擴散係數計算
  5.1  概述
    5.1.1  初始缺陷
    5.1.2  溫度損傷
    5.1.3  荷載損傷
  5.2  初始缺陷下混凝土氯離子擴散係數的計算
  5.3  考慮混凝土損傷的氯離子擴散係數
    5.3.1  基本假設
    5.3.2  基於名義抗壓強度的損傷混凝土孔隙率計算
    5.3.3  基於名義抗壓強度的損傷下混凝土氯離子擴散係數計算
  5.4  動載損傷下混凝土中氯離子擴散係數計算
    5.4.1  動載損傷下混凝土中氯離子擴散係數計算方法推導
    5.4.2  動載循環比對混凝土中氯離子擴散係數的影響
  參考文獻
第6章  損傷狀態下盾構管片混凝土氯離子侵蝕試驗
  6.1  試驗目的與內容
  6.2  試樣製備
  6.3  試驗裝置及具體步驟
    6.3.1  損傷構造
    6.3.2  基於動態彈性模量測試的損傷標定
    6.3.3  損傷狀態下混凝土氯離子浸泡試驗及氯離子濃度測試
  6.4  試驗工況設置
  6.5  試驗結果及分析
    6.5.1  環境氯離子濃度對氯離子擴散的影響
    6.5.2  侵蝕時間對氯離子擴散的影響
    6.5.3  混凝土損傷程度對氯離子擴散的影響
  參考文獻
第7章  考慮損傷效應的混凝土氯離子侵蝕擴散模型
  7.1  多因素共同作用下的氯離子擴散係數
    7.1.1  初始缺陷狀態下的氯離子擴散係數
    7.1.2  損傷劣化係數
  7.2  多因素共同作用下的表面氯離子濃度
  7.3  多因素共同作用下的氯離子擴散計算模型
  7.4  動載損傷和靜力荷載耦合作用下的氯離子侵蝕模型

    7.4.1  模型的建立
    7.4.2  均布荷載下混凝土孔隙變化
    7.4.3  均布荷載作用下混凝土氯離子侵蝕模型
  參考文獻
第8章  損傷下混凝土氯離子侵蝕耐久性分析方法與應用
  8.1  損傷下混凝土氯離子侵蝕耐久性分析方法
  8.2  損傷下混凝土氯離子侵蝕耐久性計算程序的開發
    8.2.1  COMSOL Multiphysics簡介
    8.2.2  計算模塊的選擇
    8.2.3  分析模型的建立
    8.2.4  計算APP程序封裝
    8.2.5  程序計算驗證
  8.3  工程應用
    8.3.1  工程概況
    8.3.2  計算模型
    8.3.3  計算結果及分析
    8.3.4  考慮損傷的盾構管片混凝土耐久性設計
  參考文獻
第9章  基於鋼筋?脹裂損的盾構隧道正常使用壽命預計方法
  9.1  盾構隧道結構正常使用壽命的科學內涵
  9.2  侵蝕環境下的鋼筋混凝土?脹裂損機理
    9.2.1  電化學反應過程
    9.2.2  物理力學破壞機制
  9.3  均勻侵蝕條件下的?脹應力彈性解
    9.3.1  平面應變力學分析模型
    9.3.2  鋼筋?脹內壓力的確定
  9.4  單向均勻侵蝕條件下的鋼筋?脹力解析解
    9.4.1  鋼筋鏽蝕量分佈模型
    9.4.2  鋼筋?脹力簡化力學模型
    9.4.3  ?脹應力理論推導
    9.4.4  單向侵蝕?脹內壓力的確定
  9.5  考慮結構內力的混凝土鋼筋?脹開裂力學分析模型
    9.5.1  模型建立
    9.5.2  模型求解
    9.5.3  模型驗證
  9.6  混凝土?脹開裂時鋼筋臨界鏽蝕率的確定
    9.6.1  常用的幾種方法簡介
    9.6.2  既有方法的優缺點評述及發展趨勢
    9.6.3  基於極限分析理論的襯砌開裂鋼筋鏽蝕率界定方法
    9.6.4  基於能量法的鋼筋?脹開裂判定方法
  9.7  盾構隧道混凝土?脹裂損的全壽命過程統一解釋
    9.7.1  鋼筋鏽蝕率時變函數
    9.7.2  鋼筋鏽蝕速率的時變全過程
    9.7.3  襯砌混凝土?脹裂損的全壽命過程
  9.8  盾構隧道結構正常使用壽命的預計方法
  參考文獻
第10章  基於承載力的盾構隧道結構性能評估與壽命預計方法
  10.1  盾構隧道結構非均質等效梁計算模型的建立與基本思路
  10.2  接頭等效梁截面力學性質的解析解
    10.2.1  基本假設

    10.2.2  正彎矩小偏心受壓工況
    10.2.3  正彎矩大偏心受壓工況
    10.2.4  負彎矩小偏心受壓工況
    10.2.5  負彎矩大偏心受壓工況
  10.3  非均質等效梁模型計算流程與算例分析
    10.3.1  計算流程
    10.3.2  算例分析
  10.4  侵蝕環境下盾構隧道管片結構承載力的計算與壽命預計
    10.4.1  管片結構承載力表徵指標
    10.4.2  結構失效模式
    10.4.3  考慮鋼筋鏽蝕的管片結構正截面失效準則
    10.4.4  侵蝕環境下管片結構承載力的評估和壽命預計
  參考文獻
第11章  氯鹽侵蝕環境盾構隧道全壽命設計方法實例應用
  11.1  工程實例概況
  11.2  人工環境模擬試驗條件下盾構隧道結構性能的計算驗證
    11.2.1  氯離子侵蝕環境盾構隧道結構耐久性壽命的預計與分析
    11.2.2  盾構隧道結構正常使用壽命的預計與分析
  11.3  盾構隧道結構性能評估與安全性壽命預計
    11.3.1  盾構管片非均質等效梁的內力計算
    11.3.2  侵蝕環境管片結構極限承載力的計算與壽命預計
  11.4  工程應用
    11.4.1  氯鹽侵蝕環境下管片混凝土耐久性設計與壽命預計
    11.4.2  氯鹽侵蝕環境下管片混凝土耐久性半概率性能設計與壽命預計
    11.4.3  氯鹽侵蝕環境下管片混凝土正常使用壽命預計
    11.4.4  氯鹽侵蝕環境下管片結構安全性評估及壽命預計
  參考文獻

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