国家自然科学基金(51178341)
- 作品数：25 被引量：108H指数：6
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- PHC管桩劈裂试验裂缝开展特征被引量：6
- 2014年
- 为研究预应力高强度混凝土管桩(PHC)受环向压力时裂缝开展特征,针对PHC300型管桩,设计一种裂缝生成劈裂试验方法,该方法能够在钢筋附近生成裂缝,为该型管桩最不利裂缝生成方式,通过对该型号PHC管桩进行劈裂试验,研究其裂缝开展特征.结果表明:PHC管桩受劈裂产生裂缝时,外表面混凝土层裂缝呈现较好的V型特征,裂缝深度随裂缝宽度增大而增大,当裂缝宽度达到0.18 mm时,即形成贯穿裂缝;内表面水泥浆层和砂浆层则易发生整层断裂,裂缝延伸性较好,当裂缝宽度达到0.1 mm时,裂缝贯穿管壁;与实心混凝土相比,PHC管桩空心结构造成混凝土之间有效粘结面积较小,裂缝恢复能力较低,外表面裂缝恢复值随裂缝宽度增大而增大,但裂缝恢复率随裂缝宽度增大而减小,PHC管桩外表面裂缝宽度(COD)恢复率一般在50%以下.
- 岳著文李镜培邵伟
- 关键词：PHC管桩劈裂裂缝
- 考虑位移的柔性挡墙上土压力计算被引量：13
- 2012年
- 针对地下连续墙等柔性挡土结构,根据土体的渐进破坏机制,建立了非极限状态下改进的库仑土压力公式,并推导了填土内摩擦角及墙土接触面上外摩擦角的发挥与土体位移的非线性关系。将这一公式运用到改进的弹性抗力法中,得到了一种新的考虑位移的柔性挡墙上土压力计算方法。算例分析表明,模型板上土压力计算值和试验实测值吻合得较好。该计算方法可用于柔性挡墙的设计及验算。
- 李镜培马原饶平平
- 关键词：柔性挡墙土压力摩擦角
- 硫酸盐渍土中灌注桩竖向承载力演变规律被引量：8
- 2017年
- 盐渍土中硫酸盐含量极高,对灌注桩具有极强的腐蚀作用从而影响其承载特性,为明确和分析混凝土灌注桩在硫酸盐盐渍土腐蚀下竖向承载力的演变规律,以及桩径、桩长对灌注桩腐蚀后承载力变化规律的影响,根据硫酸盐环境下混凝土劣化的腐蚀反应和机理,建立了硫酸盐渍土腐蚀环境下单桩承载力的评价模型;结合案例对硫酸盐渍土地区混凝土灌注桩的侧阻力、端阻力及桩体强度进行研究,分析和对比了桩长及桩径对硫酸盐腐蚀下灌注桩的承载特性演变规律的影响.结果表明:硫酸盐渍土腐蚀作用下灌注桩的侧阻力、端阻力及桩体强度均发生变化;桩侧阻力受到腐蚀产物积累、膨胀引起的桩周混凝土劣化和桩侧应力重分布的影响,同时也依赖于桩长及桩径变化;端阻力则由于单桩竖向有效面积的减小而降低;硫酸盐腐蚀作用下桩体强度降低幅度较大.由此可知,相同腐蚀条件下,增加桩径可有效提高抵抗硫酸盐腐蚀引起的承载力损失;实际设计中应考虑增加桩径的方法抵抗硫酸盐腐蚀引起的承载力损失.
- 李镜培赵高文李林邵伟姚明博
- 关键词：硫酸盐渍土灌注桩
- 海工环境下预应力高强混凝土管桩使用寿命计算被引量：3
- 2016年
- 针对海工环境中的预应力高强度混凝土（PHC）管桩，考虑离心分层，将其使用寿命分为诱导期和发展期．对诱导期氯离子输运进行计算，采用差分法对Fick第二定律进行解答，求解诱导期寿命，而发展期寿命采用弹性力学理论求解．计算表明，诱导期和发展期寿命与保护层厚度分别呈线性和指数变化关系，砂浆层厚度增大时，发展期寿命急剧减小，内部封闭可增大PHC管桩使用寿命3～4倍．通过对PHC管桩180d氯盐侵蚀实验，验证了诱导期计算理论的准确性．
- 岳著文李镜培李林邵伟
- 关键词：预应力高强度混凝土管桩氯离子使用寿命混凝土耐久性
- 海洋环境下混凝土方桩使用寿命预测模型被引量：6
- 2016年
- 基于Fick第二定律,建立了考虑扩散系数时变性、荷载对扩散系数影响和氯离子结合能力的氯离子扩散方程;通过求解扩散方程得到考虑多因素影响的混凝土方桩使用寿命预测模型;并分析了桩的保护层厚度、裂缝控制宽度、表面氯离子浓度和临界氯离子浓度等因素对桩的使用寿命的影响.分析结果表明:得到的氯离子扩散方程与实测数据吻合较好;对于设计使用寿命为50年的混凝土方桩,保护层厚度应大于45mm,桩身裂缝宽度不宜大于0.1mm.
- 李镜培李鹤
- 关键词：混凝土耐久性氯离子扩散使用寿命
- 干湿循环状态下PHC管桩中氯离子的传输研究
- 2014年
- 设计了管桩的加速腐蚀试验,研究了裂缝和预应力对氯离子传输的影响,并采用数值模拟手段进行对比,结果表明,管桩中氯离子浓度分布呈近似对称的U形;裂缝的存在增大了氯离子的传输速率;而PHC管桩的预应力能够有效地抑制氯离子在混凝土中的传输,其效果在预应力筋附近最为显著;通过合理选择模型参数,数值模拟能较好地反映管桩中氯离子传输的基本规律。
- 吕韬李镜培丁士君
- 关键词：PHC管桩氯离子裂缝预应力数值模拟
- 混凝土灌注桩中混含硫酸盐的时变分布规律被引量：3
- 2015年
- 硫酸盐环境下,为模拟混凝土灌注桩施工时混入的硫酸盐在桩中的时变分布行为,基于Fick第二定律并结合初始条件与边界条件,应用分离变量法,建立硫酸盐在桩中的时变分布模型。通过算例将本文解与传统解进行比较,并进一步探讨了硫酸盐扩散分布的影响因素和影响规律。结果表明,传统解用于分析混凝土灌注桩桩中硫酸盐扩散有局限性,而本文解相对于传统解具有一定的优势。混凝土灌注桩半径越小,应用传统解分析灌注桩中硫酸盐时变分布误差较大,同时,误差随时间增大。硫酸盐在混凝土灌注桩中的时变分布呈沙漏形,沿半径方向x=0处和桩表面处扩散行为明显,在x=0处附近区域,初始第一年扩散速率较快,在后续的50a内扩散速率显著减小,但每10a的平均速率基本相同。扩散系数和初始浓度梯度对硫酸盐在混凝土灌注桩中的时变分布影响较大。
- 姚明博李镜培
- 关键词：扩散硫酸盐混凝土灌注桩
- 考虑对流条件下氯离子在混凝土中的输运计算被引量：6
- 2015年
- 将氯离子在混凝土中的输运区分为对流-扩散耦合区和扩散区,分别采用分离变量法和变量代换法对耦合区和扩散区氯离子输运进行求解,得到对流作用条件下氯离子在混凝土中输运的解析解.通过对耦合区解答稳定性分析确定了耦合区氯离子计算参数取值范围:叠加项n≥100,耦合区氯离子影响深度l≥1 000mm.算例分析表明,在对流作用条件下,对流深度、渗流速率和C0(初始自由氯离子质量与混凝土质量比)与C(混凝土中自由氯离子质量与混凝土质量比)累积呈正相关,但随计算时间增大,对流深度和渗流速率增大时,C差异增大,而C0增大时,C差异变小.通过对38年的对流区混凝土中C的拟合验证了计算模型的准确性.
- 岳著文李镜培杨博
- 关键词：混凝土氯离子扩散分离变量法
- 夹泥引起的混凝土内部SO_4^(2-)扩散特性及破坏模式研究与分析被引量：3
- 2017年
- SO_4^(2-)侵蚀引起混凝土特性劣化是混凝土破坏失效重要原因之一,盐渍土地区混凝土灌注桩桩身及地下连续墙由于施工原因引起的夹泥现象使得内部局部硫酸根离子较高,形成侵蚀性离子内部扩散源。以外部SO_4^(2-)在混凝土中扩散及侵蚀机理为理论基础,对外部侵蚀和内部侵蚀进行深入对比,并结合腐蚀反应的特点,提出内部侵蚀问题的影响因素。分析研究表明,内、外部侵蚀过程及破坏形态差异较大,不能简单利用外部侵蚀结论解决内部侵蚀问题;可将内部侵蚀的扩散分为核心区、延伸区和边缘区,而内部侵蚀性硫酸根离子的腐蚀终态可分为填充型、压密型和压碎型;虽然内部侵蚀往往不直接导致桩身混凝土结构破坏失效,但会形成不可见且随机分布的隐患区,因而混凝土内部侵蚀的试验研究亟待加强。
- 李镜培赵高文李林
- 关键词：混凝土破坏模式
- 海洋环境下带裂缝PHC管桩中钢筋锈蚀初始时间预测被引量：5
- 2014年
- 依据Fick第二定律,建立氯离子在带裂缝PHC管桩中的扩散方程,结合初始和边界条件,采用分离变量法和Bessel函数得到带裂缝PHC管桩中氯离子扩散方程的解析解,并推导氯离子在带裂缝PHC管桩中的扩散系数,最后分析裂缝宽度和数目对氯离子在带裂缝PHC管桩中的扩散系数、分布规律及钢筋锈蚀初始时间的影响。结果表明:当裂缝数目较少时,随着裂缝宽度的增大,D/D0的增加幅度较小,相同深度位置处的氯离子浓度随裂缝宽度的增大而无明显增加,钢筋锈蚀初始时间的减幅较小;随着裂缝数目的增多,D/D0的增长趋势加快,相同深度位置处的氯离子浓度随裂缝宽度的增大而增长较快,钢筋锈蚀初始时间随裂缝宽度的增大而减幅加大。
- 邵伟李镜培
- 关键词：PHC管桩裂缝氯离子
