海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性概率設(shè)計(jì)研究結(jié)題摘要

1.對(duì)腐蝕性環(huán)境分類與環(huán)境作用等級(jí)、混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕及主要成因、結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)方法、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)、混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)以及服役混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性評(píng)估等方面內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)分析研究。 2.開展凍融損傷條件下，引氣混凝土宏觀力學(xué)、滲透性能以及微觀孔結(jié)構(gòu)等的變化規(guī)律及其相關(guān)性試驗(yàn)研究，明確了各項(xiàng)宏觀及微觀性能指標(biāo)隨凍融循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律，建立了凍融損傷條件下混凝土微觀孔結(jié)構(gòu)指標(biāo)與宏觀性能指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系。 3.開展不同強(qiáng)度等級(jí)、齡期礦物摻合料混凝土的電阻率、立方體抗壓強(qiáng)度、抗氯離子滲透、電鏡微觀掃描和氣體吸附法測(cè)定微觀孔結(jié)構(gòu)等的試驗(yàn)研究。明確了各項(xiàng)性能指標(biāo)隨齡期的變化規(guī)律，建立了材料因素與各項(xiàng)宏觀指標(biāo)、材料因素與微觀孔結(jié)構(gòu)指標(biāo)、宏觀性能指標(biāo)間以及各項(xiàng)宏觀性能指標(biāo)與微觀孔結(jié)構(gòu)指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系。 4.對(duì)氯鹽侵蝕環(huán)境下影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性關(guān)鍵參數(shù)的概率分布特征開展不確定性分析，建立混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性失效準(zhǔn)則，給出基于一定保證率的普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性使用年限的壽命預(yù)測(cè)方法?；阡摻钿P脹機(jī)理，研究提出采用斜向放置格架式光纖光柵傳感器監(jiān)控鋼筋銹蝕狀態(tài)的方法。結(jié)合工程實(shí)例，開展了海洋環(huán)境下預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性影響參數(shù)的敏感性分析。 5.結(jié)合某擬建地下工程項(xiàng)目，在典型腐蝕性區(qū)域開挖原位浸泡井，開展現(xiàn)場(chǎng)原位浸泡試驗(yàn)研究。明確了地下水中侵蝕性二氧化碳對(duì)混凝土的侵蝕機(jī)理與一般大氣環(huán)境中碳化反應(yīng)的不同，闡明了其作用機(jī)理，建立了混凝土受侵蝕深度與材料因素及其它耐久性能指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系。 6.開展了不同齡期的不摻和摻加不同種類纖維的粉煤灰混凝土力學(xué)性能和耐久性能的對(duì)比試驗(yàn)研究，確定了纖維粉煤灰混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)隨齡期的變化規(guī)律，明確了不同種類纖維的摻加能夠明顯提高混凝土的早期抗裂性能，以及纖維對(duì)混凝土各項(xiàng)力學(xué)和耐久性能指標(biāo)的影響，建立了不同纖維粉煤灰混凝土宏觀性能指標(biāo)與滲透性能間的相關(guān)關(guān)系。 目前，已由中國(guó)電力出版社出版21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材1部，發(fā)表論文17篇。其中，國(guó)內(nèi)核心期刊11篇，國(guó)際期刊會(huì)議論文4篇，EI檢索5篇。通過省級(jí)鑒定1項(xiàng)，達(dá)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。培養(yǎng)碩士生6名，5名已畢業(yè)。培養(yǎng)中青年骨干教師1名。獲得實(shí)用新型專利1項(xiàng)。 2100433B

本課題綜合運(yùn)用試驗(yàn)研究和理論數(shù)值模擬相結(jié)合、實(shí)際工程結(jié)構(gòu)取樣檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，開展基于混凝土密實(shí)性的耐久性檢測(cè)控制指標(biāo)相關(guān)性研究，建立耐久性檢測(cè)控制指標(biāo)間的相關(guān)定量關(guān)系、混凝土微觀結(jié)構(gòu)與耐久性宏觀控制指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系；開展海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的概率分布特征研究，建立參數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，合理確定如目標(biāo)設(shè)計(jì)使用年限、混凝土抗氯離子滲透性、混凝土表面氯離子濃度、初始氯離子濃度等關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的概率分布特征；開展基于目標(biāo)設(shè)計(jì)使用年限的耐久性概率設(shè)計(jì)研究，建立海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性失效準(zhǔn)則，確定合理的耐久性綜合抗力指標(biāo)，提出耐久性功能函數(shù)的計(jì)算方法，建立基于目標(biāo)壽命的耐久性概率設(shè)計(jì)理論和方法。研究成果不僅為海洋環(huán)境下新建混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，保證結(jié)構(gòu)在目標(biāo)設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的正常安全使用，同時(shí)也可以為海洋環(huán)境下在役混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性再設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

概率預(yù)算必須根據(jù)不同的情況來編制，大體上可分為以下兩種情況：

銷售量的變動(dòng)與成本的變動(dòng)沒有直接聯(lián)系。 這時(shí)，只要利用各自的概率分別計(jì)算銷售收入、變動(dòng)成本、固定成本的期望值，然后即可直接計(jì)算利潤(rùn)的期望值。

銷售量的變動(dòng)與成本的變動(dòng)有直接聯(lián)系。 這時(shí)，需要用計(jì)算聯(lián)合概率的方法來計(jì)算利潤(rùn)的期望值。

概率預(yù)算的編制程序：

（1）在預(yù)測(cè)分析的基礎(chǔ)上，估計(jì)各相關(guān)因素的可能值及其出現(xiàn)的概率，它可以根據(jù)歷史資料或經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷；

（2）計(jì)算聯(lián)合概率，即各相關(guān)因素的概率之積；

（3）根據(jù)彈性預(yù)算提供的預(yù)算指標(biāo)以及與之對(duì)應(yīng)的聯(lián)合概率計(jì)算出預(yù)算對(duì)象的期望值，即概率預(yù)算下的預(yù)算結(jié)果。

概率預(yù)算編制的一般程序如下：

1.對(duì)變量可能出現(xiàn)的結(jié)果估計(jì)一個(gè)概率Pi,取值范圍是0≤Pi≤1,∑Pi=1。

2.根據(jù)各個(gè)變量（Xi)及其估計(jì)概率（Pi），計(jì)算其數(shù)學(xué)期望值E。E=∑Xi×Pi

3.根據(jù)各變量期望值編制預(yù)算。

概率預(yù)算的編制過程體現(xiàn)了數(shù)學(xué)期望的求解過程。

概率作為其下一步更高一級(jí)的輸入事件發(fā)生概率。另外一種計(jì)算頂事件發(fā)生概率的方法是結(jié)構(gòu)函數(shù)法。

從概率論上來說，如果某一地區(qū)或地點(diǎn)的氣溫在多年平均條件下呈正態(tài)分布，那么在平均溫度處的天氣出現(xiàn)的概率最大，偏冷和偏熱天氣出現(xiàn)的概率較小，極冷或極熱的天氣出現(xiàn)的可能性更小。但由于全球氣候變暖的影響，該地氣溫的平均值增加，這時(shí)偏熱天氣出現(xiàn)的概率將明顯增加，并且很少出現(xiàn)的極熱天氣也可能頻繁出現(xiàn)，高溫?zé)崂说葮O端事件將變得頻繁；若氣溫變化的方差增大，則極端天氣將出現(xiàn)得更為頻繁。