锈蚀钢筋表观形貌及本构特征统计分析

发布时间：2020-08-03 19:12

【摘要】：钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构性能劣化的主要原因。相对于完好钢筋,锈蚀钢筋表观形貌具有非均匀和不确定性,且其基本力学性能也呈现衰变态势。锈蚀钢筋的力学性能与其表观形貌之间有直接关系。本文对不同的锈蚀钢筋表观形貌信息提取方法的有效性和适用性进行了分析比较,基于3D扫描提取了50根锈蚀钢筋的截面几何参数,并进行了深度的统计学分析。文章最后基于奇异函数数值计算模型,以上述中提取的锈蚀钢筋的截面信息为研究背景对锈蚀钢筋的本构进行了研究。主要工作和成果如下:(1)对比分析了游标卡尺法、排水法、3D扫描法以及XCT法(三维重构成像X射线显微镜扫描)测试锈蚀钢筋表观形貌测试的有效性。分别从效率,精度,成本,提取信息总量几个方面进行了比较。试验结果表明:3D扫描法对锈蚀钢筋的表观形貌的特征参数提取最为有效;对于未锈蚀钢筋截面信息测量,卡尺法则更为简单,方便。(2)采用3D扫描方法对混凝土中通电加速锈蚀的50根锈蚀钢筋的表观形貌特征进行了概率分布和空间分布的深度统计分析,研究了不同锈蚀钢筋特征参数的分布,不同参数指标与质量锈蚀率之间的关系,以及不同参数指标之间的位置的相关性。(3)基于第三章中提取的锈蚀钢筋的截面数据,对既有的基于奇异函数模型表征锈蚀钢筋本构进行了程序化演算。试验结果表明:利用该模型进行锈蚀钢筋拉伸模拟分析,可得到与实际试验拉伸结果吻合良好的本构关系曲线,这为精细化研究锈蚀钢筋本构关系、破坏机理提供了一种有实用价值的新途径。在验证数值计算模型的合理性后,结合提取的锈蚀钢筋截面特征数据,利用该数值模型对影响锈蚀钢筋本构的截面面积参数指标进行了分析,探究了影响锈蚀钢筋本构的关键因素。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375
【图文】：

图 2.2 锈蚀钢筋微段实物图图 2.3 通电加速锈蚀钢筋试样基于上述的原因，且考虑既有的在模拟孔溶液中的锈蚀钢筋多倾向于均匀锈蚀，不合试验对试样的要求，对此试验中对既有的模拟孔溶液中的加速锈蚀方法进行了改。如图 2.3 所示为试验中一根待放置于模拟孔溶液中锈蚀的钢筋试样实物图，与常规模拟孔溶液中锈蚀不同。由图可见：试验中钢筋试样的外部均采用绝缘的电工胶布进包裹，图中的红色圆圈区域为采用小刀在电工胶布上随机的位置处开大小不同的孔。电加速时，由于未开孔的部分受到保护，从而造成开孔处的电流密度较大，因此可以短时间内获得锈蚀钢筋的坑蚀特征。试验中为获得锈蚀形态复杂钢筋试样，试验中多

锈蚀钢筋实物图

即可获取上图 2.1 中所示的表观形种常见的测试方法：称重法，卡尺法，排貌的测量。由于上述的五种的方法中，称重重法和卡尺法的测量方法和原理进行表述更多的信息可以参见文献[27, 28, 65]。基于阿基米得原理，如图 2.4 所示为试验器，盛水的容器，高精度的电子秤以及电

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王晓刚;杜相波;闫军印;方召欣;;混凝土构件中钢筋锈蚀的电加速技术对比试验研究[J];建筑结构学报;2015年01期

2 冯云芬;贡金鑫;杨国平;李荣庆;;钢筋锈蚀率的概率模型及时变可靠度分析[J];水利水运工程学报;2014年01期

3 闫军印;李森;;混凝土中钢筋通电加速锈蚀与自然锈蚀的对比[J];山西建筑;2012年29期

4 徐港;张懂;梁桂林;王青;;坑蚀钢筋力学性能退化的试验研究[J];水电能源科学;2012年02期

5 张建仁;鲍勇军;王磊;彭建新;马亚飞;;考虑不同失效模式的钢筋混凝土梁时变可靠度分析[J];交通科学与工程;2011年04期

6 蒋连接;常明丰;文兆全;;锈蚀钢筋力学性能的试验研究[J];低温建筑技术;2011年03期

7 曾严红;顾祥林;张伟平;黄庆华;;混凝土中钢筋加速锈蚀方法探讨[J];结构工程师;2009年01期

8 张伟平;商登峰;顾祥林;;锈蚀钢筋应力-应变关系研究[J];同济大学学报(自然科学版);2006年05期

9 袁迎曙;章鑫森;姬永生;;人工气候与恒电流通电法加速锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能比较研究[J];土木工程学报;2006年03期

10 赵羽习,金伟良;钢筋锈蚀导致混凝土构件保护层胀裂的全过程分析[J];水利学报;2005年08期

相关硕士学位论文 前1条

1 官晓涛;锈蚀钢筋形貌与拉伸本构特征研究[D];深圳大学;2016年

本文编号：2780074