硫酸环境中混凝土摩擦桩耐久性能与承载力时变性研究

基本信息
批准号:51808133
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:肖杰
学科分类:
依托单位:广东工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李龙,吉小明,钟锐,冯德銮,熊哲,邓辉,方壮城,李宇鸿,陈颖
关键词:
轴压荷载与静水压力混凝土结构桩侧摩阻力腐蚀区应力应变关系硫酸腐蚀
结项摘要

After the concrete pile foundation corroded by sulfuric acid, the cross-sectional area of the pile becomes smaller and the side surface of the pile becomes uneven. Furthermore, the corrosion products will remain around the pile. The durability of the pile foundation will be seriously affected and then the pile shaft mechanical properties and the shaft friction will be affected. There are hidden dangers in concrete pile foundation safety. Applicants have carried out the study of the effect of aggregate chemical composition on the durability and compressive strength of sulfuric acid corroded concrete specimens and the effect of sulfuric acid corrosion on the mechanical properties of the interface between concrete slab and sand (excluding the corrosion layer). However, concrete piles are often subjected to superstructure loads and groundwater pressure in service. The stress distribution on the cross-section of concrete piles is not uniform after the sulfuric acid corrosion and the root causes of the decrease of compressive ability of concrete piles are the reduction of the corrosion cross-sectional area and the degradation of mechanical properties of concrete in the corrosion zone. Moreover, pile-soil contact surface area and pile side frictional resistance will be changed by sulfuric aicd corrosion effects. The durability evolution and bearing capacity deterioration mechanism of concrete friction piles in sulfuric acid environment need to be studied urgently. This application intends to conduct research at the environment, materials and components levels to reveal the evolution of the durability and mechanical properties of concrete under coupling of load, water pressure and sulfuric acid corrosion, and to establish the stress-strain relationship of corroded concrete, and then to propose the frictional resistance revised calculation method for sulfuric aicd corroded concrete pile. The expected results of the study are of great significance for the design of the newly constructed concrete pile foundation and the evaluation of the existing concrete pile foundation in the sulfuric acid environment.

硫酸环境中混凝土桩基腐蚀后,截面积变小,桩侧变得凹凸不平,腐蚀产物停留在桩侧,严重影响桩基的耐久性,进而影响桩身和桩侧力学性能,桩基安全存在隐患。申请者已开展骨料成分对硫酸腐蚀混凝土耐久性和试件抗压强度的研究及腐蚀作用对混凝土板与砂土接触面(无腐蚀层)力学性能影响的研究,但未考虑到混凝土桩承受上部结构荷载和地下水压力作用,混凝土硫酸腐蚀后截面应力分布不均匀,桩体抗压能力降低的根源是腐蚀截面积减小以及腐蚀区混凝土力学性能退化,腐蚀作用改变了桩-土接触表面积及桩侧摩阻力,硫酸环境中混凝土摩擦桩耐久性能及承载力衰变规律亟待研究。本申请拟在环境、材料和构件三个层次上开展研究,揭示荷载、水压力、硫酸腐蚀耦合作用下混凝土的耐久性和力学性能演变规律,建立腐蚀区混凝土应力应变关系,提出硫酸腐蚀后混凝土桩侧摩阻力的修正方法,研究成果对硫酸环境中新建结构混凝土桩基的设计以及在役混凝土桩基的评估具有重要意义。

项目摘要

硫酸土壤环境中构筑物的混凝土桩基础,因硫酸对混凝土的腐蚀作用,其桩身的截面积、硫酸腐蚀混凝土的力学性能及桩土间的摩擦阻力具有时变性,桩基安全受到质疑,硫酸腐蚀土壤环境中混凝土桩的时变性亟需进行研究。项目从环境层次出发,开展了荷载、水压力作用下混凝土硫酸腐蚀性能研究;在材料层次上,开展了含4种骨料组合的混凝土试件在硫酸环境中的加速腐蚀试验,获得了加速腐蚀深度、质量损失、表面腐蚀形貌的分形维数、抗压强度、弹性模量等指标的时变规律,采用腐蚀深度或分形维数为“腐蚀当量”建立了实验加速腐蚀试验的结果与自然腐蚀环境中长期的实际结果之间的相关关系。在构件层次上,开展了大型接触面直接剪切试验来硫酸腐蚀作用对混凝土桩侧摩阻力的影响。硫酸环境中混凝土桩时变性研究是涉及环境、岩土、混凝土材料、混凝土构件、混凝土结构的综合课题。作为一项长期研究计划的一个重要组成部分,在本项目的资助下获得了丰硕的成果,对于正确评价硫酸环境中混凝土桩耐久性性能和工程安全都有重要的理论价值和实用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
3

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

1例脊肌萎缩症伴脊柱侧凸患儿后路脊柱矫形术的麻醉护理配合

DOI:10.3870/j.issn.1001-4152.2021.10.047
发表时间:2021
4

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
5

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018

肖杰的其他基金

批准号:39970393
批准年份:1999
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:61502422
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:19301003
批准年份:1993
资助金额:1.60
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51904136
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51608053
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31701556
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:18901006
批准年份:1989
资助金额:1.10
项目类别:青年科学基金项目
批准号:19771006
批准年份:1997
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:21406148
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10926002
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:数学天元基金项目

相似国自然基金

1

干湿交替环境下混凝土硫酸盐侵蚀机理与耐久性评估

批准号:51778632
批准年份:2017
负责人:刘鹏
学科分类:E0806
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
2

多场耦合作用下结构混凝土时变性能与服役性能关系研究

批准号:51178413
批准年份:2011
负责人:金南国
学科分类:E0804
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
3

海洋环境下纳米粘土钢筋混凝土构件承载力和耐久性研究

批准号:51578099
批准年份:2015
负责人:范颖芳
学科分类:E0805
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
4

混凝土电性能与耐久性关系的理论与实验研究

批准号:59608014
批准年份:1996
负责人:路新瀛
学科分类:E08
资助金额:10.00
项目类别:青年科学基金项目