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海工环境中PHC管桩水平承载寿命预测
  • ISSN号:1000-131X
  • 期刊名称:土木工程学报
  • 时间:2013.12
  • 页码:110-117
  • 分类:TU473.13[建筑科学—结构工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海200092, [2]同济大学地下建筑与工程系,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金(51178341)和国家电网公司基础性前瞻性科技项目(GC7113004)
  • 相关项目:往复荷载作用下PHC管桩的海水腐蚀机理与水平承载性状研究
中文摘要:

海工环境中水平承载PHC管桩在氯离子的侵蚀作用下承载性能会逐步下降。通过分析氯离子扩散机理、钢筋锈蚀机理,得到PHC管桩中钢筋的初锈时间;通过与单、双面配筋矩形受弯构件的锈蚀机理类比,推导出考虑钢筋锈蚀的PHC管桩抗弯刚度计算公式,求得PHC管桩水平承载力丧失时间;结合单桩水平承载力弹塑性理论,进一步建立PHC管桩水平承载寿命预测模型。分析发现PHC管桩在海工环境下水平承载寿命经历明显的三个阶段,即由氯离子开始扩散至钢筋初锈阶段、承载力缓慢下降阶段和桩体崩塌阶段。PHC管桩水平承载寿命较短的主要原因是钢筋的直径和保护层厚度较小,此外环境温度、临界氯离子含量和桩型也会对其产生重要的影响。提出以钢筋锈蚀率达到10%的时间作为受腐蚀情况下PHC管桩水平承载的极限寿命。

英文摘要:

Horizontal bearing capacity of PHC pipe pile gradually decreases due to chloride ion penetration in marine environments. The initiation time of steel corrosion in PHC pipe pile was attained based on chloride ion diffusion and steel corrosion mechanism. The calculation formula of bending stiffness of PHC pipe pile was derived by analogy with the corrosion mechanism of rectangular reinforced concrete beams, and the degradation time of horizontal bearing capacity was predicted. By combining the elastic-plastic theory for horizontal bearing capacity of single pile, the service life prediction model of PHC pipe pile was established. Based on the calculations and analyses, it shows that the service life of horizontal bearing capacity of PHC pipe pile in marine environments experiences three stages, namely, the stage from chloride ion diffusion to initiation of steel corrosion, the bearing capacity degradation stage and the pile collapse stage. The short service life of horizontal bearing capacity of PHC pipe pile is mainly attributed to the small steel diameter and thin protective layer. In addition, environment temperature, critical chloride ion content and pile types are also important influencing factors. Furthermore, it is proposed that the time when the steel corrosion rate reaches 10% may be viewed as the limit service life of horizontal bearing capacity of PHC pipe pile.

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期刊信息
  • 《土木工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:这么住房和城乡建设部
  • 主办单位:中国土木工程学会
  • 主编:袁驷
  • 地址:北京三里河路9号建设部内
  • 邮编:100835
  • 邮箱:tumuxuebao@263.net
  • 电话:010-58934211 58933912
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-131X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2120/TU
  • 邮发代号:2-582
  • 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,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40506