第1章 绪论 1
1.1 研究目的和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 混凝土结构的耐久性研究现状 2
1.2.2 混凝土结构耐久性评估方法现状 3
1.2.3 混凝土自防水耐久防裂研究现状 5
1.3 地下环境对地下结构的劣化作用分析 7
参考文献 9
第2章 地下结构混凝土碳化及其模型分析 11
2.1 混凝土碳化机理 11
2.2 混凝土碳化速度的影响因素 12
2.2.1 混凝土原材 12
2.2.2 原材配比与施工 13
2.2.3 外部环境 14
2.3 混凝土碳化深度预测模型回顾 15
2.4 地下结构混凝土碳化计算模型 17
参考文献 19
第3章 近海地下结构氯离子侵入混凝土计算模型 22
3.1 引言 22
3.2 氯离子对钢筋混凝土结构的破坏作用 22
3.3 氯离子侵入混凝土机理分析 23
3.3.1 混凝土中孔的结构 23
3.3.2 孔与水的相互作用 24
3.3.3 扩散作用机理 24
3.3.4 毛细管吸附作用机理 25
3.3.5 渗透作用机理 26
3.4 氯离子侵入混凝土模型研究 27
3.4.1 标准扩散模型简介 27
3.4.2 标准扩散模型的修正 27
3.4.3 考虑毛细管吸附作用的模型 30
3.4.4 计算参数选取 33
3.4.5 计算模型的程序实现 34
3.5 实例验证 35
3.5.1 干湿循环下的混凝土试件试验 35
3.5.2 粉煤灰混凝土试件10年浸泡试验 35
参考文献 36
第4章 基于正常使用极限状态地下结构构件耐久性寿命计算 38
4.1 引言 38
4.2 地下结构工作寿命分析 38
4.3 混凝土中钢筋锈蚀机理与锈蚀速度 39
4.3.1 钢筋锈蚀的机理 39
4.3.2 钢筋的锈蚀速度 40
4.4 混凝土构件锈胀开裂时的锈蚀量计算 41
4.5 锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系 42
4.6 基于构件纵向开裂的耐久性寿命分析 43
4.6.1 纵向裂缝耐久性寿命的可靠度分析方法 43
4.6.2 失效概率的蒙特卡罗法求解 44
4.6.3 耐久性寿命影响因素的统计特征 45
4.6.4 构件适用性可靠度的计算步骤 46
4.7 地下工程梁正常使用的可靠度经时变化规律 47
4.7.1 近海地下人防工程正常使用寿命算例及分析 47
4.7.2 耐久性寿命影响因素敏感性分析 50
参考文献 51
第5章 基于抗弯极限状态的地下结构构件耐久性寿命分析 53
5.1 引言 53
5.2 锈蚀钢筋对梁承载力的影响 53
5.2.1 锈蚀钢筋的截面积 53
5.2.2 锈蚀钢筋的强度 54
5.2.3 锈蚀钢筋的粘结性能 55
5.3 锈蚀钢筋混凝土梁的承载力计算模型 56
5.3.1 研究现状及评述 56
5.3.2 锈蚀钢筋混凝土梁的受力过程及破坏特征 57
5.3.3 锈蚀梁承载力计算 58
5.4 地下工程梁板结构承载力分析 59
5.4.1 地下人防工程主体结构上的荷载 59
5.4.2 动荷载作用下材料力学性能参数 60
5.4.3 梁板结构内力分析 61
5.4.4 支承梁跨中T形截面受弯承载力计算 62
5.5 锈蚀地下结构抗弯梁承载力计算方法研究 62
5.5.1 锈蚀地下工程构件承载力计算的难点及处理 62
5.5.2 动载下锈蚀梁的承载力与内力 63
5.5.3 锈蚀地下工程梁的承载力极限状态分析 63
5.6 地下结构梁耐久性寿命的可靠度算法 64
5.6.1 承载力耐久寿命的蒙特卡罗法求解 64
5.6.2 影响承载力寿命的各因素统计特征 65
5.6.3 构件耐久性寿命可靠度的计算过程 66
5.7 锈蚀地下结构梁承载力的时变可靠度分析 67
5.7.1 近海地下工程梁算例及分析 67
5.7.2 一般环境下地下工程梁算例及分析 70
参考文献 72
第6章 水下隧道结构应力分布对防水耐久性的影响 74
6.1 前言 74
6.2 某水下隧道结构应力分布规律分析 74
6.2.1 计算模型 74
6.2.2 结构内应力计算分布规律 75
6.2.3 覆土层厚度对应力分布的影响 77
6.3 混凝土渗透系数与应力之间的关系 79
6.4 结构渗流规律 81
6.4.1 计算方法及渗流系数确定 81
6.4.2 计算结果分析 81
6.5 结论 83
参考文献 83
第7章 水下隧道结构自防水防裂混凝土的研制及其性能试验 84
7.1 防裂混凝土设计依据与思路 84
7.1.1 设计原则 84
7.1.2 技术指标 84
7.1.3 外部条件 85
7.2 混合材料的性能、强度等常规性能研究 85
7.2.1 水泥品种、水胶比、掺合料品种和用量、外加剂品种的影响 85
7.2.2 胶凝材料总用量、水泥强度等级的试验研究 87
7.2.3 采用实际生产用原材料对上述试验配合比的验证研究 88
7.2.4 低温下混凝土强度发展规律研究 89
7.2.5 C30P8防裂混凝土原材料与初步配合比 90
7.3 收缩性能研究 91
7.3.1 试验原材料 91
7.3.2 砂浆收缩试验 93
7.4 混凝土收缩性能研究 100
7.4.1 混凝土收缩性能研究 101
7.4.2 试配混凝土与实际应用混凝土的收缩验证 105
7.5 塑性收缩与抗裂性研究 107
7.5.1 塑性收缩与抗裂性研究方法 107
7.5.2 试验设计 108
7.5.3 试验结果 109
7.5.4 试验结果分析 113
7.6 试验结果分析 114
7.6.1 水下隧道防裂自防水混凝土指标 114
7.6.2 混合料验收指标 116
7.6.3 收缩性能研究 117
7.6.4 塑性收缩与抗裂性研究 118
7.6.5 补偿收缩混凝土养护建议 118
7.6.6 对混凝土早期防裂与耐久性认识的提高 119
参考文献 119
第8章 地下工程结构耐久性检测、评估和分级 121
8.1 引言 121
8.2 既有地下钢筋混凝土结构病害 122
8.2.1 病害原因分析 122
8.2.2 按病因分类 123
8.2.3 按表观实态分类 124
8.3 常用地下工程耐久性检测方法 125
8.3.1 衬砌耐久性检测 125
8.3.2 钢筋的检测 127
8.3.3 围岩病害检测 129
8.4 地下工程耐久性评估和分级 130
8.4.1 引言 130
8.4.2 隧道衬砌开裂病害等级 130
8.4.3 隧道衬砌水害分级 132
8.4.4 隧道冻害分级 133
8.4.5 衬砌材料劣化评定 134
8.4.6 地下工程安全性综合评价 135
8.5 地下人防工程耐久性分级初步 136
8.5.1 地下工程主体结构上的承载力极限状态 136
8.5.2 耐久性状态与耐久性等级划分 137
参考文献 138
第9章 近海地下工程耐久性设计方法建议 140
9.1 引言 140
9.2 近海地下结构耐久性设计的主要内容 140
9.2.1 结构设计使用寿命 141
9.2.2 结构工作环境 141
9.2.3 混凝土材料的选择 142
9.2.4 构造措施和裂缝宽度限制 143
9.2.5 施工质量控制与竣工验收 143
9.2.6 使用期内的维护与检测 144
9.2.7 使用年限的定量计算 144
9.3 构造要求与裂缝限制 145
9.3.1 一般设计原则 145
9.3.2 构造要求 145
9.3.3 裂缝宽度限制要求 146
9.4 近海地下结构耐久性寿命的设计验算方法 147
9.4.1 耐久性设计的极限状态 147
9.4.2 结构工作寿命的设计验算步骤 147
9.4.3 耐久性寿命安全系数的确定 148
9.4.4 算例 149
9.5 防腐蚀附加措施 150
参考文献 151