波浪作用下海工混凝土墩柱承载性能试验研究
发布时间：2021-05-14 21:47
处于海洋环境中的墩柱不仅承受各种有害离子的侵蚀作用,还遭受着波浪的冲刷作用,这些作用将会对墩柱造成损伤,使其承载力降低,损伤累计程度严重时还会导致桥梁的倒塌,这不仅会对人身安全造成危害,还会导致巨大的经济损失。因此,研究处于复杂海洋环境中的墩柱的承载性能意义重大,本文获得了国家自然科学基金项目“波浪作用下海工混凝土结构动态损伤试验研究（51508234）”的资金支持,主要开展了以下工作:（1）运用小振幅波理论进行波浪运动描述,采用莫里森方程进行波浪荷载的计算。在水深远大于波长的条件下,通过对波浪荷载计算结果的分析,说明了波浪荷载转化为疲劳荷载的合理性。（2）进行了墩柱持续加载试验、干湿循环试验、疲劳加载试验和轴心受压试验,并对疲劳加载试验中的混凝土残余应变、钢筋残余应变和波浪冲击次数-挠度的变化规律进行了分析,以及对轴心受压试验中混凝土横、纵应变、泊松比和承载力进行分析,结果表明,钢筋和混凝土残余应变值基本符合三阶段变化规律,钢筋锈蚀率对钢筋和混凝土残余应变值影响较大,当疲劳加载结束时,钢筋和混凝土残余应变值均处于第二阶段,因此疲劳加载次数对钢筋和混凝土残余应变值影响较小;墩柱试件挠度...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 波浪作用模拟方法研究现状
1.2.2 钢筋混凝土构件锈蚀和疲劳损伤研究现状
1.2.3 锈蚀和疲劳损伤模型研究现状
1.2.4 钢筋混凝土柱轴心受压承载力研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 技术路线图
第二章 波浪作用下海工混凝土墩柱承载性能试验
2.1 引言
2.2 材料简介
2.3 试件设计及制作
2.4 试验方案
2.4.1 轴向持续加载试验
2.4.2 干湿循环试验
2.4.3 波浪作用模拟试验
2.4.4 轴心受压试验
2.5 试验结果分析
2.5.1 钢筋质量锈蚀率
2.5.2 混凝土残余应变变化规律分析
2.5.3 钢筋残余应变变化规律分析
2.5.4 波浪冲击次数-挠度变化曲线
2.5.5 墩柱承载性能分析
2.6 本章小结
第三章 波浪作用下海工混凝土墩柱轴心受压承载力计算
3.1 引言
3.2 波浪作用下海工混凝土墩柱轴心受压承载力计算
3.2.1 考虑锈蚀作用的公式推导
3.2.2 考虑疲劳作用公式的推导
3.2.3 考虑锈蚀和疲劳作用计算公式的推导
3.3 公式计算结果与试验结果比较
3.4 本章小结
第四章 波浪作用下海工混凝土墩柱承载力模拟
4.1 引言
4.2 钢筋和混凝土单元的选取
4.3 混凝土本构关系选取
4.3.1 混凝土应力-应变关系
4.3.2 损伤因子及其他参数取值
4.4 钢筋本构关系选取
4.5 钢筋混凝土墩柱受压承载力数值模拟
4.5.1 算例介绍
4.5.2 混凝土本构关系和损伤因子的计算结果
4.5.3 钢筋本构关系的计算
4.5.4 模拟结果分析
4.6 本章小结
第五章 工程实例计算
5.1 引言
5.2 工程实例承载力评估
5.2.1 实例简介
5.2.2 墩柱承载力评估
5.3 钢筋锈蚀防护
5.4 墩柱防护措施
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
致谢
硕士在读期间发表论文及其他科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土内自然锈蚀钢筋力学性能试验及数值模拟[J]. 陆春华,王一健,成璞. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]盐湖环境下受腐钢筋力学性能退化规律研究[J]. 李双营,赵建昌. 实验技术与管理. 2019(11)
[3]锈蚀疲劳耦合作用下的斜拉索钢绞线损伤分析[J]. 王晓军,王家琦,晋民杰,杨春霞. 太原科技大学学报. 2019(06)
[4]基于不同保护层厚度下混凝土构件角区锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系研究[J]. 杨晓明,杨治邦,杨亮. 硅酸盐通报. 2019(10)
[5]混凝土中钢筋锈蚀的防护措施综述[J]. 王晗,杨一鸣,沙志远,赵健. 江西建材. 2019(05)
[6]海洋灾害应急管理体系研究——以连江海洋减灾综合示范区为例[J]. 陈新平,曾银东,李雪丁,陈金瑞,郑祥靖,李星. 海洋开发与管理. 2019(03)
[7]沿海服役混凝土结构氯离子质量分数检测和分析[J]. 延永东,刘荣桂,陆春华,陈妤. 水利水运工程学报. 2018(04)
[8]H型钢混凝土柱的极限承载力试验及有限元分析[J]. 陈惠惠,刘凡. 江西建材. 2018(03)
[9]海洋环境中复合桩基水平方向波浪荷载研究[J]. 向宝山,王少华,蔡子龙,祝兵,张启博. 西南交通大学学报. 2018(01)
[10]不锈钢筋在跨海桥梁耐久性设计中的应用[J]. 张兴志,朴泷,樊翔宇,叶锡钧,李承昌. 公路交通科技. 2017(S1)
博士论文
[1]落石冲击作用下桥梁墩柱损伤和防护研究[D]. 顾乡.西南交通大学 2017
[2]荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究[D]. 苏林王.华南理工大学 2016
[3]跨海大桥深水桥墩波浪效应研究[D]. 左生荣.武汉理工大学 2013
[4]桥梁墩柱受波浪激励响应的反演分析及防护对策研究[D]. 王子健.重庆交通大学 2013
[5]混凝土中氯盐的传输机理及钢筋锈胀模型[D]. 付传清.浙江大学 2012
[6]弧形防浪墙水动力特性的试验研究与数值模拟[D]. 李雪艳.大连理工大学 2012
硕士论文
[1]波浪作用下海工混凝土墩柱轴心受压承载力试验研究[D]. 蒋俊南.江苏大学 2019
[2]锈胀钢筋混凝土构件承压性能退化规律研究[D]. 董行.山东大学 2019
[3]基于ABAQUS受损钢筋混凝土梁性能数值模拟分析[D]. 田如镇.华北理工大学 2019
[4]腐蚀与疲劳作用下混凝土梁疲劳性能试验研究与分析[D]. 曹泽阳.北方工业大学 2018
[5]海洋环境下水下区预应力混凝土构件氯盐侵蚀效应相似关系研究[D]. 徐现正.江苏大学 2017
[6]桥梁群桩—承台结构在波浪作用下的水动力特性研究[D]. 周子明.西南交通大学 2017
[7]斜拉桥单塔结构在波浪作用下的数值模拟与试验研究[D]. 李璐璐.大连理工大学 2017
[8]吉林省西部地区受盐冻腐蚀混凝土受压构件受力性能的损伤研究[D]. 王亭亭.长春工程学院 2017
[9]酸雨腐蚀后钢管混凝土柱抗震性能及轴压承载力研究[D]. 林博洋.华东交通大学 2016
[10]锈蚀钢筋混凝土柱力学性能退化研究[D]. 王磊.西安科技大学 2016
本文编号：3186389
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 波浪作用模拟方法研究现状
1.2.2 钢筋混凝土构件锈蚀和疲劳损伤研究现状
1.2.3 锈蚀和疲劳损伤模型研究现状
1.2.4 钢筋混凝土柱轴心受压承载力研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 技术路线图
第二章 波浪作用下海工混凝土墩柱承载性能试验
2.1 引言
2.2 材料简介
2.3 试件设计及制作
2.4 试验方案
2.4.1 轴向持续加载试验
2.4.2 干湿循环试验
2.4.3 波浪作用模拟试验
2.4.4 轴心受压试验
2.5 试验结果分析
2.5.1 钢筋质量锈蚀率
2.5.2 混凝土残余应变变化规律分析
2.5.3 钢筋残余应变变化规律分析
2.5.4 波浪冲击次数-挠度变化曲线
2.5.5 墩柱承载性能分析
2.6 本章小结
第三章 波浪作用下海工混凝土墩柱轴心受压承载力计算
3.1 引言
3.2 波浪作用下海工混凝土墩柱轴心受压承载力计算
3.2.1 考虑锈蚀作用的公式推导
3.2.2 考虑疲劳作用公式的推导
3.2.3 考虑锈蚀和疲劳作用计算公式的推导
3.3 公式计算结果与试验结果比较
3.4 本章小结
第四章 波浪作用下海工混凝土墩柱承载力模拟
4.1 引言
4.2 钢筋和混凝土单元的选取
4.3 混凝土本构关系选取
4.3.1 混凝土应力-应变关系
4.3.2 损伤因子及其他参数取值
4.4 钢筋本构关系选取
4.5 钢筋混凝土墩柱受压承载力数值模拟
4.5.1 算例介绍
4.5.2 混凝土本构关系和损伤因子的计算结果
4.5.3 钢筋本构关系的计算
4.5.4 模拟结果分析
4.6 本章小结
第五章 工程实例计算
5.1 引言
5.2 工程实例承载力评估
5.2.1 实例简介
5.2.2 墩柱承载力评估
5.3 钢筋锈蚀防护
5.4 墩柱防护措施
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
致谢
硕士在读期间发表论文及其他科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土内自然锈蚀钢筋力学性能试验及数值模拟[J]. 陆春华,王一健,成璞. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]盐湖环境下受腐钢筋力学性能退化规律研究[J]. 李双营,赵建昌. 实验技术与管理. 2019(11)
[3]锈蚀疲劳耦合作用下的斜拉索钢绞线损伤分析[J]. 王晓军,王家琦,晋民杰,杨春霞. 太原科技大学学报. 2019(06)
[4]基于不同保护层厚度下混凝土构件角区锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系研究[J]. 杨晓明,杨治邦,杨亮. 硅酸盐通报. 2019(10)
[5]混凝土中钢筋锈蚀的防护措施综述[J]. 王晗,杨一鸣,沙志远,赵健. 江西建材. 2019(05)
[6]海洋灾害应急管理体系研究——以连江海洋减灾综合示范区为例[J]. 陈新平,曾银东,李雪丁,陈金瑞,郑祥靖,李星. 海洋开发与管理. 2019(03)
[7]沿海服役混凝土结构氯离子质量分数检测和分析[J]. 延永东,刘荣桂,陆春华,陈妤. 水利水运工程学报. 2018(04)
[8]H型钢混凝土柱的极限承载力试验及有限元分析[J]. 陈惠惠,刘凡. 江西建材. 2018(03)
[9]海洋环境中复合桩基水平方向波浪荷载研究[J]. 向宝山,王少华,蔡子龙,祝兵,张启博. 西南交通大学学报. 2018(01)
[10]不锈钢筋在跨海桥梁耐久性设计中的应用[J]. 张兴志,朴泷,樊翔宇,叶锡钧,李承昌. 公路交通科技. 2017(S1)
博士论文
[1]落石冲击作用下桥梁墩柱损伤和防护研究[D]. 顾乡.西南交通大学 2017
[2]荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究[D]. 苏林王.华南理工大学 2016
[3]跨海大桥深水桥墩波浪效应研究[D]. 左生荣.武汉理工大学 2013
[4]桥梁墩柱受波浪激励响应的反演分析及防护对策研究[D]. 王子健.重庆交通大学 2013
[5]混凝土中氯盐的传输机理及钢筋锈胀模型[D]. 付传清.浙江大学 2012
[6]弧形防浪墙水动力特性的试验研究与数值模拟[D]. 李雪艳.大连理工大学 2012
硕士论文
[1]波浪作用下海工混凝土墩柱轴心受压承载力试验研究[D]. 蒋俊南.江苏大学 2019
[2]锈胀钢筋混凝土构件承压性能退化规律研究[D]. 董行.山东大学 2019
[3]基于ABAQUS受损钢筋混凝土梁性能数值模拟分析[D]. 田如镇.华北理工大学 2019
[4]腐蚀与疲劳作用下混凝土梁疲劳性能试验研究与分析[D]. 曹泽阳.北方工业大学 2018
[5]海洋环境下水下区预应力混凝土构件氯盐侵蚀效应相似关系研究[D]. 徐现正.江苏大学 2017
[6]桥梁群桩—承台结构在波浪作用下的水动力特性研究[D]. 周子明.西南交通大学 2017
[7]斜拉桥单塔结构在波浪作用下的数值模拟与试验研究[D]. 李璐璐.大连理工大学 2017
[8]吉林省西部地区受盐冻腐蚀混凝土受压构件受力性能的损伤研究[D]. 王亭亭.长春工程学院 2017
[9]酸雨腐蚀后钢管混凝土柱抗震性能及轴压承载力研究[D]. 林博洋.华东交通大学 2016
[10]锈蚀钢筋混凝土柱力学性能退化研究[D]. 王磊.西安科技大学 2016
本文编号：3186389
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