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钢筋混凝土锈裂损伤形态是锈蚀混凝土结构评估的基础,本论文采用试验、调查、理论分析与仿真计算相结合的研究技术路线,对钢筋混凝土锈裂损伤形态规律及钢筋锈蚀引起的相关问题进行研究,研究内容及成果如下: 1、采用机械方法对94个试件进行扩孔,模拟钢筋锈蚀膨胀引起的混凝土破坏状态和裂缝分布形态,得出了两个数学模型:1)混凝土保护层外围应变随径向膨胀位移增大的应变场模型。2)包括混凝土抗拉强度、保护层厚度和保护层厚度与钢筋直径之比c/d等影响因素的裂缝扩展模型。 2、通过电化学方法使30个试件中的钢筋锈蚀,分析钢筋锈蚀后混凝土保护层斜裂纹和垂直裂纹的出现规律以及裂纹扩展为裂缝的过程中变化特点,分析试件破坏,并将试件破坏,取出锈蚀钢筋,得出了钢筋重量损失率与裂缝宽度的关系模型。 3、用弹性力学和断裂力学分析锈蚀膨胀的应力场,得出应力场分布的理论结果,该结果表明,对锈蚀膨胀引起开裂的开裂趋势理论分析与试验和有限元计算相同。用有限元方法进行锈蚀膨胀模拟,仿真模拟结果与试验结果进行比较,二者在误差容许范围内吻合,通过有限元对多个模型、多种影响因素进行分析,得出锈蚀开裂和裂缝分布基本规律。 4、采用有限元程序对多根未锈蚀和不同锈蚀缺损状态、不同缺损程度的钢筋进行数字化模拟拉伸试验,并用机械加工线切割的方法进行实际加工和机械拉伸试验验证。发现钢筋截面的缺损程度与重量损失率是影响锈蚀钢筋强度性能的两个关键因素,提出了锈蚀钢筋极限强度的计算模型。 5、本论文涉及数据量大,关系复杂,因此,开发研制了“锈蚀研究数据管理分析系统”,用以对试验数据进行规范化管理,并为以后数据挖掘和深化分析打下了基础。“锈蚀研究数据管理分析系统”针对锈蚀试验数据、调查数据的特性,提供数据管理、数据查询和检索、数据处理、数据库维护、报表和图形打印等功能,数据库具有开放性,能够形成文本文件,便于跟大型专业分析软件链接,对数据进行进一步分析和研究。