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混凝土桥梁氯离子侵蚀过程仿真的细胞自动机模型
  • ISSN号:1005-0930
  • 期刊名称:应用基础与工程科学学报
  • 时间:2013.2.1
  • 页码:127-136
  • 分类:TU375.1[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]天津大学建筑工程学院,天津300072, [2]天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金(51178305);天津市科技支撑计重点项目(1IZCKFSF00300)
  • 相关项目:滨海预应力混凝土桥梁腐蚀与疲劳耦合失效机理及其劣化过程分析方法研究
中文摘要:

为准确高效地模拟钢筋混凝土桥梁在运营期间氯离子的侵蚀过程,并获得梁截面内任意时刻任意位置的氯离子浓度,提出基于细胞自动机理论的混凝土桥梁氯离子侵蚀过程模拟方法.首先,根据细胞自动机原理对氯离子侵蚀过程进行分析,利用简单的局部进化行为模拟复杂的扩散过程.然后,综合考虑时空变异性、水灰比、应力状态等因素对氯离子侵蚀过程的影响,建立多因素耦合作用下的混凝土桥梁的氯离子侵蚀模型.最后,以某T梁为例,分析桥梁服役期间氯离子扩散规律及混凝土水灰比和应力状态对氯离子扩散过程的影响.结果表明,钢筋表面的氯离子浓度值在侵蚀20年时开始趋于稳定,角部区域钢筋更易锈蚀;混凝土水灰比越大,钢筋表面的氯离子浓度增长越快;梁截面拉应力越大,钢筋表面的氯离子浓度增长越快,而压应力越大,钢筋表面的氯离子浓度增长越缓慢.

英文摘要:

To simulate the chloride ion penetration in concrete bridge during the service stage accurately and efficiently, and acquire the values of chloride ion concentration at any time, a Cellular Automata (CA)-based model was proposed. Firstly, the process of chloride ion penetration was analyzed by the CA method and a local evolvement law was used to describe the complex process of chloride ion penetration in concrete bridge. In addition, considering the impact of various factors such as temporal variability, spatial variability, water-cement ratio and stress situation on the process of chloride ion penetration, the model of chloride ion penetration under multi-factor coupling was presented. Finally, a T-type beam was taken as an illustrative example to analyze the process of chloride ion penetration. The results showed that : chloride ion concentration outside the reinforcements tended to be stable after 20 years, and the corner reinforcements were corroded more easily;the higher the water-cement ratio or the tensile stress was, the faster the speed of chloride ion outside the reinforcement increased; while the higher the compressive stress, the speed of chloride ion outside the reinforcement increased slower.

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期刊信息
  • 《应用基础与工程科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国自然资源学会
  • 主编:倪晋仁
  • 地址:北京大学环境大楼312室
  • 邮编:100871
  • 邮箱:jbse@iee.pku.edu.cn
  • 电话:010-62753153
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0930
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3242/TB
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:7313