銹蝕鋼筋力學性能退化機理及隨機本構關系.pdf

1、隨著鋼筋銹蝕的發(fā)生與發(fā)展，鋼筋混凝土結構提前發(fā)生破壞甚至倒塌。除了混凝土保護層銹脹開裂直至脫落、鋼筋與混凝土間的粘結性能退化乃至喪失外，鋼筋截面積減小和力學性能劣化是造成銹蝕鋼筋混凝土構件承載能力降低的主要因素。 通過進一步的銹蝕鋼筋拉伸試驗和數據收集，對已有銹蝕鋼筋力學性能數據庫進行了擴充。經過統計分析發(fā)現銹蝕鋼筋屈服荷載、極限荷載、強化應變、極限應變均值降低但變異性增大。在此基礎上，建立了銹蝕鋼筋力學性能退化的隨機過程，并將

2、銹蝕鋼筋應力-應變關系確定型模型發(fā)展為隨機模型。 通過對26根實際工程老構件中銹蝕鋼筋試件和36根試驗室電化學加速銹蝕鋼筋試件的三維激光掃描，獲取銹蝕鋼筋的三維實體模型。利用三維實體模型，對銹蝕鋼筋的表面幾何特征進行統計分析，得到其最大截面銹蝕率與平均截面銹蝕率關系，建立了不同直徑、截斷長度和銹蝕率下的銹蝕鋼筋橫截面積平均值與最小值之比的概率分布模型，指出銹坑可以較好地用雙曲線擬合，并給出了有關參數的取值范圍。在此基礎上，根據銹

3、蝕鋼筋橫截面積平均值與最小值的關系把銹蝕鋼筋名義強度退化規(guī)律轉換為實際強度退化規(guī)律，通過進一步數理統計分析和數值模擬，探討了銹蝕鋼筋橫截面積不均勻性、銹坑幾何形狀及沿圓周不均勻銹蝕對銹蝕鋼筋力學性能退化的影響，指出：銹蝕鋼筋橫截面積不均勻性是銹蝕鋼筋名義強度退化的主要原因，沿圓周的不均勻銹蝕使名義極限強度進一步下降；銹坑處應力集中的存在是銹蝕鋼筋極限延伸率退化、屈服平臺縮短乃至消失的主要原因，沿圓周的不均勻銹蝕顯著加劇其退化。