硫酸钠侵蚀混凝土的单轴受压力学性能尺寸效应研究

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1、硕士学位论文硫酸钠侵蚀混凝土的单轴受压力学性能尺寸效应研究RESEARCHONSIZEEFFECTOFUNIAXIALCOMPRESSIVEMECHANICALPROPERTIESOFSULPHATEATTACKEDCONCRETE王传洲哈尔滨工业大学2017年12月国内图书分类号：TU528.01学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文硫酸钠侵蚀混凝土的单轴受压力学性能尺寸效应研究硕士研究生：王传洲导师：邹笃建助理教授申请学位：工学硕士学科：土木工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2017年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classif

2、iedIndex:TU528.01U.D.C:624AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringRESEARCHONSIZEEFFECTOFUNIAXIALCOMPRESSIVEMECHANICALPROPERTIESOFSULPHATEATTACKEDCONCRETECandidate：ChuanzhouWangSupervisor：Prof.DujianZouAcademicDegreeAppliedfor：M

3、asterofEngineeringSpeciality：StructuralEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要服役混凝土结构在环境侵蚀作用下会不可避免的出现损伤积累，而长期的损伤积累则可导致材料的力学性能退化，进而降低了结构的安全性和适用性，甚至引起结构早期失效。混凝土结构的耐久性设计能有效提高硫酸钠侵蚀环境中服

4、役结构的安全性，然而目前硫酸盐侵蚀混凝土的劣化计算模型尚未清晰，以各向同性假定为基础的混凝土本构关系建立方法不适用于环境侵蚀混凝土，劣化区域混凝土的本构关系并未真实得到。针对上述问题本课题在以下几个方面展开系统研究：进行硫酸钠侵蚀混凝土的单轴受压力学性能试验研究。对不同侵蚀周期、不同尺寸、不同工况下的试件进行单轴受压试验，并对试验结果进行分析。考虑侵蚀程度的不均匀性，建立了硫酸钠侵蚀区域混凝土的时变损伤本构关系，并通过不同尺寸的混凝土试件试验数据进行验证。试验结果表明：硫酸钠侵蚀对混凝土强度尺寸效应有影响，侵蚀后的混凝土比未侵蚀混凝土的强度尺寸效应现象更显著；尺寸效应

5、对于峰值应力有显著影响，随着试件尺寸的增大，峰值应力均逐渐减小；尺寸效应对于峰值应变有一定影响，随着时间尺寸增大，峰值应变大致呈减小的趋势；尺寸效应对于弹性模量几乎没有影响。进行硫酸钠侵蚀区域损伤演化过程的压电智能监测研究。搭建混凝土结构的压电智能监测系统，明确适用于混凝土损伤监测的监测指标；在混凝土试件不同深度与位置处埋入压电智能传感器，进行不同程度的硫酸钠加速侵蚀，并运行监测平台监测硫酸钠侵蚀损伤发展过程中监测指标的变化，给出了不同深度处硫酸钠侵蚀的损伤演化方程。基于ABAQUS有限元平台，建立了多种尺寸的二维多边形随机骨料模型。基于受压试验得到的混凝土力学特征值

6、公式对不同尺寸、不同侵蚀时间的混凝土材料力学性能计算，并将不同计算结果赋予模型不同区域的单元。将模拟结果与试验结果进行比较，证明了模拟方法的合理性，利用数值模拟的方法将受压试验过程进行了重现。关键词：硫酸钠侵蚀；抗压试验；尺寸效应；本构关系；侵蚀监测；数值模拟-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTDamageandaccumulationofconcretestructureswillinevitablyoccurundertheactionofenvironmentalerosion.Long-termdamageaccumulationcanlead

7、todeteriorationofmechanicalpropertiesofmaterials,therebyreducingthesafetyandapplicabilityofstructures,andevencausingearlyfailureofstructures.Thedurabilityoftheconcretestructuredesigncaneffectivelyimprovethesulfatecorrosionenvironmentservingthesafetyofthestructure,butthedeterior