钢筋非均匀锈蚀条件下道床板损伤行为分析

发布时间：2025-05-01 15:14

　　无砟轨道结构长期暴露于自然环境中,不仅承受列车荷载、温度梯度作用,还会受到环境中化学物质的侵蚀,引发钢筋锈蚀,进而导致道床板锈胀开裂。关于混凝土中钢筋锈蚀问题,已有较全面的研究成果,但对道床板钢筋锈胀开裂的研究尚需深入。为研究道床板锈胀开裂特性,根据混凝土中钢筋锈蚀特征和道床板结构特点,确定力学分析模型中的边界条件、材料参数,选定混凝土本构模型、荷载加载方式,建立了钢筋非均匀锈蚀条件下道床板损伤力学分析模型。基于道床板锈胀损伤力学分析模型,通过控制锈胀径向位移大小,得到了道床板锈胀裂纹的发展趋势及开裂临界径向位移;分析了钢筋直径、保护层厚度、混凝土抗拉强度对锈胀开裂的影响,并通过回归分析拟合了临界径向位移计算公式;分别对列车荷载和温度荷载作用下道床板锈胀损伤行为进行分析,得到了列车荷载、温度荷载作用下,道床板损伤特性。结果表明:(1)道床板锈胀裂纹呈倒“T”型分布,开裂分为以下几个阶段:裂纹萌生、内裂、内裂发展、外裂、内外裂纹发展,内裂临界位移为0.002m,外裂临界位移为0.016mm。(2)拟合得到的内裂、外裂临界径向位移计算公式表明:开裂临界径向位移与混凝土抗拉强度、保护层厚度呈正...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 道床板常见病害
        1.2.1 道床板病害类型
        1.2.2 道床板病害对钢筋锈蚀的影响
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 钢筋锈蚀机理与锈蚀速率研究
        1.3.2 锈蚀钢筋力学性能与粘结性能及锈胀开裂研究
        1.3.3 现有研究不足
    1.4 研究内容与研究思路
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究思路
第2章 道床板钢筋锈胀开裂力学分析模型及参数
    2.1 道床板结构特点及混凝土锈胀开裂规律
        2.1.1 道床板结构
        2.1.2 钢筋锈蚀机理
        2.1.3 混凝土锈胀开裂过程
    2.2 道床板锈胀开裂力学分析模型
        2.2.1 主要技术参数
        2.2.2 边界条件
        2.2.3 荷载加载方式
        2.2.4 计算模型图
    2.3 力学模型求解
        2.3.1 混凝土本构模型及破坏准则
        2.3.2 单元选取及网格划分
    本章小结
第3章 钢筋非均匀锈蚀对道床结构损伤影响分析
    3.1 道床板锈胀裂纹扩展趋势
        3.1.1 边界条件对道床板锈胀损伤影响研究
        3.1.2 道床板锈胀裂纹扩展趋势分析
    3.2 锈胀裂纹临界径向位移
    3.3 钢筋直径对锈蚀裂纹的影响
        3.3.1 结果分析
        3.3.2 不同钢筋直径锈胀裂纹临界径向位移
    3.4 混凝土保护层厚度对锈蚀裂纹的影响
        3.4.1 结果分析
        3.4.2 不同混凝土保护层厚度锈胀裂纹临界径向位移
    3.5 钢筋间距对锈蚀裂纹的影响
        3.5.1 计算结果及分析
        3.5.2 不同混凝土保护层厚度锈胀裂纹临界径向位移
    3.6 混凝土抗拉强度对锈胀裂纹的影响
        3.6.1 计算结果及分析
        3.6.2 不同混凝土抗拉强度锈胀裂纹临界径向位移
    3.7 锈胀临界径向位移计算公式
    本章小结
第4章 列车荷载、温度梯度与锈胀共同作用下道床板损伤特性
    4.1 列车荷载与锈胀共同作用下道床板损伤分析
        4.1.1 列车荷载作用于上层两根钢筋中间
        4.1.2 列车荷载作用于钢筋上方
    4.2 温度梯度与锈胀共同作用下道床板损伤分析
        4.2.1 模型两侧固定道床板损伤情况
        4.2.2 模型单侧固定道床板损伤情况
        4.2.3 模型两侧自由道床板损伤情况
        4.2.4 温度梯度附加作用下临界径向位移
    本章小结
结论与展望
    主要结论
    研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：4042490