力學(xué)與環(huán)境因素耦合作用下地鐵工程結(jié)構(gòu)耐久性研究

荷載及不同腐蝕環(huán)境因素共同作用下在役地鐵工程結(jié)構(gòu)耐久性能衰減不是各個(gè)因素單獨(dú)作用引起損傷的簡(jiǎn)單疊加，各因素之間的交互作用使得結(jié)構(gòu)耐久性能衰減過程復(fù)雜化，因此研究力學(xué)和環(huán)境因素耦合作用下地鐵工程結(jié)構(gòu)耐久性能衰減規(guī)律對(duì)其狀態(tài)評(píng)估有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。本項(xiàng)目擬設(shè)計(jì)模擬地鐵工程結(jié)構(gòu)服役狀態(tài)的耐久性加速模擬試驗(yàn)裝置，通過既能持續(xù)加載又能模擬不同侵蝕環(huán)境的耐久性加速試驗(yàn)，研究在力學(xué)及環(huán)境因素耦合作用下地鐵工程結(jié)構(gòu)耐久性能衰減規(guī)律，在理論分析多因素耦合作用耐久性能衰減機(jī)理基礎(chǔ)上，建立地鐵工程結(jié)構(gòu)在力學(xué)及多環(huán)境因素耦合作用下的耐久性能衰減模型和壽命預(yù)測(cè)方法，為地鐵工程結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)與性能評(píng)估提供理論和技術(shù)支持。 2100433B

含鹽地層巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)環(huán)境因素（pH、Eh、T、P、孔隙溶液組分等）變化極為敏感，傳統(tǒng)土力學(xué)的理論指導(dǎo)下的物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果難于窮盡復(fù)雜環(huán)境因素變化邊界條件下巖土體的工程力學(xué)性狀，因而，環(huán)境因素與含鹽巖土體相互作用機(jī)理研究成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究含鹽巖土體的一種重要趨勢(shì)。本申請(qǐng)?jiān)谧匀换痤A(yù)研項(xiàng)目40202029的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用化學(xué)成分、礦物成分分析、掃描電鏡觀察等現(xiàn)代分析測(cè)試手段與傳統(tǒng)巖土體物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試手段相結(jié)合，運(yùn)用化學(xué)熱力學(xué)理論深入探討含鹽地層在不同環(huán)境條件下環(huán)境因素與含鹽地層巖土體的相互作用關(guān)系及其對(duì)巖土體物理、力學(xué)性質(zhì)的影響。通過現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)探尋與驗(yàn)證巖土體物理力學(xué)性質(zhì)隨環(huán)境因素改變而變化的內(nèi)在規(guī)律，從而進(jìn)一步深入研究環(huán)境因素變化在含鹽地層中環(huán)境應(yīng)力的形成機(jī)理，研究成果可為含鹽地層地區(qū)工程設(shè)計(jì)及相關(guān)病害整治提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 2100433B

第1章緒言

1　1工程結(jié)構(gòu)的意義/001

1　2工程結(jié)構(gòu)耐久性面臨的問題與挑戰(zhàn)/003

參考文獻(xiàn)/008

第2章工程混凝土開裂與損傷

2　1混凝土結(jié)構(gòu)開裂/009

2　1　1裂縫基本類型/009

2　1　2混凝土斷裂破壞的基本現(xiàn)象/010

2　1　3混凝土斷裂模型/013

2　1　4應(yīng)力強(qiáng)度因子和斷裂韌度/016

2　2工程結(jié)構(gòu)損傷/016

2　2　1損傷力學(xué)的概況/016

2　2　2損傷變量/017

2　2　3損傷測(cè)量/017

2　2　4混凝土損傷/018

2　3混凝土開裂損傷過程試驗(yàn)/019

2　3　1混凝土三點(diǎn)彎曲梁斷裂試驗(yàn)與理論研究/019

2　3　2標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土彎曲梁斷裂特性試驗(yàn)與理論研究/031

2　3　3非標(biāo)準(zhǔn)彎曲梁斷裂特性試驗(yàn)與理論研究/034

2　4混凝土開裂損傷理論的工程應(yīng)用/040

2　4　1壩體混凝土開裂判據(jù)/041

2　4　2改進(jìn)后的擴(kuò)展有限元法/042

2　4　3裂縫模擬計(jì)算實(shí)例/045

2　4　4工程應(yīng)用實(shí)例/066

參考文獻(xiàn)/073

第3章混凝土材料老化與結(jié)構(gòu)病害

3　1混凝土老化病害特征/076

3　2混凝土老化病害過程與起因/077

3　2　1混凝土裂縫/077

3　2　2滲漏/078

3　2　3剝蝕/079

3　2　4混凝土碳化/080

3　2　5混凝土中鋼筋的銹蝕/082

3　2　6混凝土的凍融破壞及機(jī)理/083

3　2　7氯離子的侵蝕/084

3　3混凝土老化病害對(duì)結(jié)構(gòu)安全與耐久性影響/084

3　3　1混凝土裂縫的危害/084

3　3　2滲漏的危害性/085

3　3　3碳化的危害/085

3　3　4鋼筋銹蝕的危害/086

參考文獻(xiàn)/087

第4章工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估

4　1工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)規(guī)程/088

4　1　1工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)規(guī)范/088

4　1　2基礎(chǔ)工程檢測(cè)規(guī)范/088

4　1　3工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)規(guī)范/089

4　2工程結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)方法/089

4　2　1結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)/089

4　2　2混凝土缺陷的檢測(cè)/090

4　2　3鋼筋銹蝕測(cè)試/094

4　2　4結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的檢測(cè)/095

4　2　5基礎(chǔ)沉降觀測(cè)/095

4　2　6耐久性檢測(cè)/098

4　3工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)儀器設(shè)備/102

4　3　1混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)儀器/102

4　3　2鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)儀器/103

4　3　3地基基礎(chǔ)檢測(cè)儀器/103

4　3　4監(jiān)測(cè)儀器/104

4　4工程結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)/105

4　4　1安全監(jiān)測(cè)內(nèi)容/105

4　4　2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分類/105

4　4　3監(jiān)測(cè)方法/108

4　5工程結(jié)構(gòu)安全復(fù)核/109

4　5　1現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作內(nèi)容/109

4　5　2工程結(jié)構(gòu)安全性復(fù)核評(píng)級(jí)/110

4　6工程結(jié)構(gòu)抗震安全復(fù)核/112

4　6　1工程結(jié)構(gòu)的抗震檢測(cè)/112

4　6　2工程結(jié)構(gòu)的抗震鑒定/112

4　6　3工程結(jié)構(gòu)抗震性能的分析/113

4　6　4結(jié)構(gòu)抗震能力的評(píng)定/114

參考文獻(xiàn)/114

第5章混凝土工程結(jié)構(gòu)修復(fù)和加固

5　1混凝土結(jié)構(gòu)破損常規(guī)修復(fù)/116

5　1　1修補(bǔ)材料的基本要求/116

5　1　2麻面的處理/116

5　1　3露筋的修復(fù)/117

5　1　4裂縫的修復(fù)/117

5　1　5鋼筋銹蝕的修補(bǔ)處理/120

5　1　6存在的主要問題及對(duì)策/121

5　2混凝土結(jié)構(gòu)加固/122

5　2　1增大截面加固法/122

5　2　2置換混凝土加固法/122

5　2　3外加預(yù)應(yīng)力加固法/123

5　2　4外粘型鋼加固法/123

5　2　5粘貼纖維復(fù)合材加固法/124

5　2　6粘貼鋼板加固法/124

5　2　7增設(shè)支點(diǎn)加固法/125

5　3混凝土結(jié)構(gòu)電化學(xué)修復(fù)/125

5　3　1陰極保護(hù)技術(shù)/125

5　3　2電化學(xué)脫鹽防腐保護(hù)技術(shù)/145

5　3　3電沉積修復(fù)混凝土裂縫技術(shù)/157

5　3　4電遷移阻銹技術(shù)/164

參考文獻(xiàn)/166

第6章提高工程壽命的新材料和新技術(shù)

6　1高性能混凝土延壽技術(shù)/173

6　1　1高性能混凝土用原材料選用/173

6　1　2高性能混凝土的配制和性能/188

6　2纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料抗裂技術(shù)/197

6　2　1定義/197

6　2　2纖維的種類和作用/198

6　2　3纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能的主要特征/201

6　2　4纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料成型工藝的選用/202

6　2　5幾種纖維增強(qiáng)混凝土的參考配合比/205

6　2　6幾種纖維增強(qiáng)混凝土的性能/206

6　2　7幾種纖維增強(qiáng)混凝土的用途/208

6　3環(huán)氧涂層鋼筋/208

6　3　1環(huán)氧涂層鋼筋的概念/208

6　3　2環(huán)氧涂層鋼筋的涂裝工藝/209

6　3　3環(huán)氧涂層鋼筋的性能/211

6　3　4修補(bǔ)材料的性能/215

6　3　5設(shè)計(jì)和施工要求/216

6　3　6與其它保護(hù)措施聯(lián)合/217

6　4聚合物樹脂水泥砂漿技術(shù)/217

6　4　1聚合物樹脂改性水泥砂漿的基本原理/218

6　4　2聚合物樹脂水泥砂漿的國(guó)內(nèi)研究概況/219

6　4　3有關(guān)聚合物樹脂水泥砂漿的標(biāo)準(zhǔn)情況/221

6　4　4聚合物樹脂水泥砂漿的性能/223

6　4　5聚合物樹脂水泥砂漿的施工/225

6　4　6聚合物樹脂水泥砂漿的應(yīng)用/227

6　5有機(jī)硅憎水滲透劑/229

6　5　1有機(jī)硅憎水滲透劑的概念和種類/230

6　5　2有機(jī)硅憎水滲透劑的憎水防滲原理/231

6　5　3有機(jī)硅憎水滲透劑的產(chǎn)品/232

6　5　4有機(jī)硅憎水滲透劑的性能及其試驗(yàn)方法/233

6　6水泥基滲透結(jié)晶型防水材料/239

6　6　1水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的組成/239

6　6　2水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的機(jī)理/242

6　6　3水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的性能特點(diǎn)/243

6　6　4水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的設(shè)計(jì)和施工/246

6　7表面防腐蝕涂料/248

6　7　1防腐蝕涂料的組成/248

6　7　2防腐蝕涂料性能比較/250

6　7　3防腐蝕涂料設(shè)計(jì)的一般要求/250

6　7　4防腐蝕涂層配套及選擇/251

6　7　5幾種新型防腐蝕涂料/252

6　8不同環(huán)境下提高結(jié)構(gòu)耐久性措施的選用/257

6　8　1混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的環(huán)境分類/257

6　8　2防腐蝕設(shè)計(jì)的環(huán)境分類/259

6　8　3不同環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)的延壽措施/261

參考文獻(xiàn)/263

第7章工程案例分析

7　1某節(jié)制閘檢測(cè)與安全評(píng)估/267

7　1　1工程概況/267

7　1　2檢測(cè)內(nèi)容/267

7　1　3結(jié)論和建議/278

7　2某大型引水工程隧道襯砌檢測(cè)與評(píng)估/279

7　2　1工程概況/279

7　2　2檢測(cè)內(nèi)容/280

7　2　3檢測(cè)方法原理/280

7　2　4現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)/282

7　2　5檢測(cè)結(jié)論/283

7　3某大型泵站進(jìn)水流道混凝土質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)估/283

7　3　1工程概況/283

7　3　2檢測(cè)過程/283

7　3　3檢測(cè)結(jié)果/283

7　3　4結(jié)論/285

7　4外加電流陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例/286

7　4　1工程概況/286

7　4　2外加電流陰極保護(hù)方案及技術(shù)要點(diǎn)/286

7　4　3保護(hù)效果調(diào)研/288

7　5犧牲陽極陰極保護(hù)技術(shù)應(yīng)用案例/289

7　5　1工程概況/289

7　5　2維修方案及犧牲陽極安裝要點(diǎn)/289

7　5　3保護(hù)效果調(diào)研/290

7　6電化學(xué)脫鹽防腐蝕技術(shù)應(yīng)用案例/290

7　6　1工程概況/290

7　6　2技術(shù)方案及技術(shù)要點(diǎn)/291

7　6　3保護(hù)效果調(diào)研/292

7　7常規(guī)維修技術(shù)應(yīng)用案例/293

7　7　1碼頭結(jié)構(gòu)修復(fù)/293

7　7　2維修工藝及技術(shù)要求/294

7　7　3保護(hù)效果調(diào)研/295

參考文獻(xiàn)/296

索引 2100433B

本書是《材料延壽與可持續(xù)發(fā)展》叢書分冊(cè)之一，專門討論工程結(jié)構(gòu)損傷與耐久性——原理、評(píng)估和應(yīng)用技術(shù)。 本書共分7章：緒言，工程混凝土開裂與損傷，混凝土材料老化與結(jié)構(gòu)病害，工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估，混凝土工程結(jié)構(gòu)修復(fù)和加固，提高工程壽命的新材料和新技術(shù)以及工程案例分析。

本書可供工程建設(shè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)維修和管理工程師參考，可供公務(wù)員決策參考，也可供工科學(xué)校本科生、研究生、博士生學(xué)習(xí)參考。