Аналитическая модель для коррозионно-индуцированные трещины в железобетонных конструкциях

Crack ширина параметр наиболее практическое значение для разработки и оценки железобетонных конструкций. Практический опыт и наблюдения говорят о том, что коррозия пострадавших железобетонных конструкций конкретных, более склонны к растрескиванию, чем другие формы структурной деградации. Кроме того, растрескивание бетона несет значительные затраты на ремонт и неудобств для общественности, в связи с перебоями. Это приводит к необходимости проведения тщательного расследования для достижения экономической эффективности в поддержании работоспособности железобетонных конструкций. Это исследование попытки получить аналитические модели для коррозионно-индуцированной трещины на основе концепции размытых трещин. Заслуга полученные модели является то, что непосредственно связано с важнейшими факторами, которые влияют на коррозионно-индуцированной растрескивание бетона. После проверки полученных модель, параметрическая было проведено исследование, чтобы количественно оценить эффект этих факторов на развитие крекинга. Было установлено, что скорость коррозии в лице коррозионного тока I ^ ^ к югу Тренд, является самым важным фактором, который влияет как раз на поверхности трещин и роста трещины.

Ключевые слова: коррозии, растрескиванию; механики разрушения; подкрепления.

(ProQuest-CSA LLC: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Коррозия арматуры в бетоне является доминирующим причинным фактором в преждевременного износа железобетонных (RC) структур. Практический опыт и наблюдения показывают, что, хотя многие структуры RC рассматриваются как "плохо" ухудшилось, характеризующейся массового растрескивание бетона и сколов, они по-прежнему структурно звука (Брумфилд 1997; Li 2003; Оцуки и др.. 2000). Причина этого объясняется характер проблемы: продукты коррозии оказывают широкие упор на конкретные чья прочность на разрыв, как правило, низка. Кроме того, частично из-за того, что факторы безопасности, используемые в конструкции на прочность, как правило, больше, чем за работоспособность из-за исключительной важности структурных безопасности. В результате коррозии пострадавших RC структур более склонны к растрескивание бетона (по сравнению, например, потеря прочности), что влечет значительные затраты на ремонт и неудобств для общественности, в связи с перебоями. Это приводит к необходимости проведения тщательного расследования коррозионно-индуцированной крекинг-процесса для достижения экономической эффективности в поддержании работоспособности структуры RC ..

Значительные исследования были проведены на коррозионно-индуцированной крекинг-процесса, причем, возможно более численных и экспериментальных исследований, чем аналитических исследований. Численные исследования используют в основном метод конечных элементов с различными моделями роста продуктов коррозии (то есть широкие давления) и поведение трещины бетона. Например, Dagher и Kulendran (1992) и Pantazopoulou и Papoulia (2001) предполагают, что трещин в бетоне размыты и используют механики разрушения для определения напряжений в бетоне и, следовательно, ее растрескиванию. Молина и др.. (1993) модель конкретного материала в виде линейных размягчения и продуктов коррозии в виде слоя с пониженным модулем упругости. В данной модели длина трещины в бетоне эволюции может быть определена. Noghabai (1996) и Коронелли (2002) также объединить коррозионно-техногенной нагрузки (стресс) с давлением производства связь действий при определении напряжений в бетоне. Уэда и др.. (1998) использовать метод конечных элементов для изучения факторов, влияющих на коррозионно-индуцированных трещин в бетонных и считают, что предел прочности и ползучести бетона являются важными факторами ..

В экспериментальных исследованиях на коррозионно-индуцированных трещин в бетоне, коррозионного процесса, как правило, ускоряется различных средств, с тем, что растрескивание бетона может быть достигнуто в сравнительно короткие сроки (Alonso и др.. 1998; Андраде и др.. 1993; Li 2000; Лю и Уэйерс 1998; Франсуа и Arliguie 1998). Большинство экспериментов представляется, акцент на поверхностных трещин конкретных, а не на прямые измерения ширины трещин во времени (ACI Комитет 224 2001; Лю и Уэйерс 1998). После экспериментальных результатов производства, эмпирические модели могут быть легко разработанные для коррозии, вызванной растрескивание бетона на основе математической регрессии, в том числе и детерминированных моделей, таких как "Аль Алонсо и др. (1998) и др. Родригес. (1996), и вероятностные модели, такие, как Thoft-Кристенсен (2001) и Ву и Стюарт (2002). Факторы, влияющие на коррозионно-индуцированного растрескивания также были изучены в эксперименте. Например, Алонсо и др.. (1998) считают, что, помимо конкретных свойств, скорости коррозии и бетона до бара диаметру являются решающими факторами ..

Это исследование попытки расследовать коррозионно-индуцированной крекинг-процесса в аналитической основе, в котором теоретическая модель для коррозионно-индуцированной трещины в конструкциях RC происходит. В данном исследовании механики разрушения используется для анализа напряжений и деформаций в бетоне окружающих арматурной стали бар. Коррозии вызванной трещин в бетоне считаются вымазаны и конкретные считается квази-хрупкого материала. Заслуга полученные модели является то, что это напрямую связано с факторами, которые влияют на коррозионно-индуцированной крекинг-процесса, такие, как скорость коррозии, бетон геометрии и собственности. Полученные модели также проверяются на экспериментальных и численных результатов, полученных в научной литературе. Наконец, параметрическое исследование проводится с целью количественной оценки влияния этих факторов на развитие крекинга.

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Определение коррозионной вызванных трещины имеет важное значение для прогнозирования работоспособности коррозионно-RC пострадавших структур и принятии решений в отношении ремонта структур (ACI Комитет 365 2000). Несмотря на значительные исследования были проведены на коррозионно-индуцированной крекинг-процесса, изучение научной литературы (см. предыдущие ссылки) предполагает, что мало работы было проведено непосредственно на коррозионно-индуцированной трещины шириной с течением времени, как численно, так и экспериментально, и не аналитической модели для трещины была опубликована на сегодняшний день. Это трещины, которые непосредственно используются в качестве практики разработки и оценки критерия. Для широкого применения крекинга моделей к коррозии пострадавших RC структур широкого круга пользователей, желательно иметь формулу для расчета ширины трещин напрямую (например, Бажант [1979] и Лю и Уэйерс [1998]). Кроме того, на коррозию пострадавших структур RC, затраты на ремонт за счет растрескивание бетона и сколов превышал размера дохода от других форм ухудшения на значительный запас (Брумфилд 1997).

Поэтому крайне важно, чтобы точно предсказать трещины для достижения рентабельности по управлению активами структур RC. Именно в этой связи, что нынешние попытки бумаги для получения аналитической модели для коррозионно-индуцированной трещины в зависимости от времени и проверить модель с обеих экспериментальных и расчетных данных (хотя и ограниченной). Модели, полученные в документ может служить полезным инструментом или руководство для инженеров, операторов и управляющих активами в процессе принятия решений в отношении технического обслуживания и ремонта пострадавших коррозионно-структур RC ..

Коррозионно-индуцированного крекинг-процесса

Как известно, бетон со встроенным арматурной стали баре можно смоделировать в виде толстостенных цилиндров (Бажант 1979; Pantazopoulou и Papoulia 2001; Tepfers 1979). Это показано на рис. 1 (а), где D является диаметр арматуры, г ^ ^ к югу 0-толщина кольцевого слоя бетона пор (то есть, пор-диапазон) на границе между баром и бетона, и С бетонное перекрытие. Обычно г ^ ^ к югу 0 постоянна раз бетона жестче. Внутренний и наружный радиусы цилиндра толщиной стенки = (D 2d ^ югу 0 ^) / 2 и B = C (D 2d ^ югу 0 ^) / 2. Когда арматурную сталь корродирует в бетоне, свою продукцию (то есть, ржавеет, в основном черные и гидроокислов железа, Fe (OH) 2 ^ ^ к югу и Fe (OH) 3 ^ ^ к югу) заполняют поры группа полностью. Как коррозии распространяется в бетон, кольца коррозии форм изделий, толщина которого, г ^ к югу S ^ (т) (рис. 1 (б)), может быть определена из (Liu и Уэйерс 1998)

... (1)

где масса продуктов коррозии. Очевидно, что W ^ югу ржавчины (Т) увеличивается с течением времени и может быть определена из (Liu и Уэйерс 1998)

... (2)

где я ^ югу корр ^ (т) является коррозия плотность тока (в мкА / см ^ 2 ^ SUP), которая является мерой скорости коррозии.

Рост кольцо продуктов коррозии (так называемые группы ржавчины) оказывает давление на внешнюю конкретных на границе между зоной ржавчины и бетона. В соответствии с этим широкие давления, конкретные цилиндра проходит три фазы в условиях трещин: 1) отсутствие растрескивания, 2) частично трещины, и 3) совершенно трещины. На этом этапе не имеет трещин, бетонный цилиндр можно считать упругоизотропной так что теория упругости может быть использован для определения радиального напряжения в любой точке (г) в цилиндре (Тимошенко и Гудьер 1970). От радиальных напряжений

... (3)

где E ^ ^ к югу эффектов является эффективным модулем упругости бетона и? ^ с ^ к югу коэффициент Пуассона бетона. Следует отметить, что уравнение. (3) то же, что и было получено в Лю и Уэйерс (1998). С касательное напряжение ^ к югу Т ^ прочности бетона.

После инициации, трещины в бетоне цилиндра распространяется вдоль радиальном направлении и останавливается произвольно г ^ ^ к югу 0 (который зависит от радиуса и б) чтобы достичь состояния selfequilibrium. Трещина делит толстостенных цилиндров в два коаксиальных цилиндров: внутренний и внешний трещины без трещин из них, как показано на рис. 1 (с). Для внешнего без трещин конкретные цилиндр, теории упругости сохраняет свою актуальность. В силу симметрии, нет тангенциальное смещение в цилиндре. По словам Тимошенко, и Гудьер (1970), радиальные перемещения (г) в конкретных без трещин цилиндр должен удовлетворять следующим уравнением

... (4)

Очевидно, что решение уравнения. (4), в форме

... (5)

где коэффициенты с ^ ^ 1 подпункта (г ^ к югу 0 ^) и суб C ^ 2 ^ (г, к югу 0 ^) зависят от г ^ ^ к югу 0, поскольку она колеблется между А и В. Таким образом, радиальных и тангенциальных напряжений может быть выражена следующим образом

... (6)

... (7)

Для внутренней трещины конкретные цилиндра, пусть это будет предположить, что трещины размыты и равномерно распределенных по окружности цилиндра трещины (Pantazopoulou и Papoulia 2001). Кроме того, предполагается, что бетон квази-хрупкого материала. При этих предположениях, механики разрушения могут быть применены для определения распределения напряжений в трещины цилиндра (Каннинен и Popelar 1985). По Бажант и Йирасек (2002) и Я. Ноль (1972), существует остаточной жесткости в тангенциальных трещин бетона. Поскольку остаточная тангенциальных жесткости в каждой точке поверхности вдоль трещины радиальном направлении зависит от тангенциальной деформации от этой точки, она является функцией радиальной координаты г. В связи с отсутствием знаний о остаточной жесткости из треснувшего бетона, будем считать в данном документе, что остаточные тангенциальные жесткость постоянна вдоль трещины поверхности, то есть на отрезке [а, г, к югу 0 ^] , а также представлены

... (8)

где ... обозначает среднее тангенциальные деформации и растрескивания Трещин в радиальном направлении делает конкретные анизотропного материала на месте в районе трещин. То есть, модуль упругости в радиальном направлении отличается от такового в тангенциальном направлении, так учредительных отношения между напряжением и деформацией становится (Pantazopoulou и Papoulia 2001)

... (9)

... (10)

где На основе анизотропных требование (Шэн и др.. 1991), уравнения. (9) и (10) можно переписать в виде

... (11)

... (12)

При отсутствии тела сила, действующая на конкретные цилиндр, стресс равновесие в радиальном направлении, необходимо, чтобы (Феннер 1989)

... (13)

Деформаций перемещения совместимость требует, чтобы

... (14)

... (15)

Замена формулы. (11), (12), (14) и (15) в уравнение. (13) приводит к

... (16)

Это основное уравнение для перемещения в конкретных трещины цилиндра. Решение уравнения. (16) может быть в форме (Plaat 1971)

... (17)

где коэффициенты с ^ ^ 3 подпункта (г ^ к югу 0 ^) и суб с ^ 4 ^ (г ^ к югу 0 ^) также функция г ^ ^ 0 к югу. Соответствующие радиальные и касательные напряжения равны, соответственно,

... (18)

... (19)

Из граничных условий для конкретного цилиндра, т. е.

... (20)

... (21)

и требование непрерывности для смещения и радиальной деформации при г ^ 0 ^ к югу, то есть,

... (22)

... (23)

с ^ ^ 1 подпункта (г ^ к югу 0 ^), с ^ подпункта 2 ^ (г, к югу 0 ^), с ^ ^ 3 подпункта (г ^ к югу 0 ^), и с ^ ^ 4 подпункта (г ^ к югу 0 ^) может быть получено путем решения уравнения. (20), (23) одновременно, как следует

... (24)

... (25)

... (26)

где ...

... (27)

где ...

и

... (28)

Подставляя уравнения. (24), (27) обратно в формуле. (6), (7), (18) и (19), соответственно, радиальных напряжений 0 ^ и Они могут быть определены следующим образом.

Потому что конец трещины при г ^ ^ к югу 0, то из уравнения. (7),

... (29)

Очевидно, что напряжение соответствует прочности е ^ к югу Т ^ растрескивания деформации. Как следует из формулы. (15) и (5), тангенциальные растрескивания деформации при г ^ ^ к югу 0,

... (30)

Таким образом, средняя тангенциальные деформации крекинга на [а, г ^ ^ к югу 0] равен

... (31)

Кроме того, средние тангенциальные деформации по разбитому поверхности может быть определено по формуле. (15) и (17) следующим

... (32)

Замена формулы. (31) и (32) в уравнение. (8) приводит к

... (33)

где ...

Как видно, г \ к югу 0 ^ и (29) и (33).

Трещины ПО бетонной поверхности

В конце концов, трещина будет распространяться на поверхности бетона цилиндра. В то время, например, T = T ^ 2 ^ к югу, что трещины проникает в бетонную поверхность цилиндра конкретные переломов полностью. В этом случае г \ к югу 0 = б в формуле. (29) и (33), т. е.

... (34)

... (35)

где ...

Из уравнения. (34) и (35), время для конкретных цилиндра, чтобы стать полностью взломан, то есть, т ^ ^ 2 подпункта, могут быть определены.

При конкретных цилиндра полностью взломан, уравнения. (16) является руководящим уравнение для перемещения в цилиндре, но решение должно быть разными, так как граничные условия изменились. Опять же, решение уравнения. (16) может быть выражено в форме (Plaat 1971)

... (36)

Граничные условия требуют, чтобы

... (37)

... (38)

Реорганизация уравнения. (37) и (38) в терминах C ^ 5 ^ к югу и к югу с ^ 6 ^ приводит к

... (39)

... (40)

Соответствующие средние тангенциальные деформации может быть выражена следующим образом

... (41)

Таким образом, коэффициент жесткости уменьшение (33) становится

... (42)

Решая. (39), (40) и (42) одновременно, с ^ ^ 5 к югу, с ^ ^ 6 к югу, и

Группа C ^ 5 ^ к югу и с ^ ^ 6 югу известно, тангенциальные деформации при Ь можно определить по формуле. (36), т. е.

... (43)

Очевидно, что трещины на поверхности цилиндра конкретные должны быть

W ^ югу с = 2

, где

... (45)

где Поскольку

... (46)

Ключевых переменных в формуле. (46) являются толщина продуктов коррозии, г ^ с ^ к югу и жесткость Бывший (Д ^ с ^ к югу), непосредственно связанных с скорость коррозии, как показано в формуле. (1) и (2), а второй ( Очевидно, что с накоплением продуктов коррозии, трещины со временем увеличивается. Это имеет смысл, как теоретически, как это показано в уравнении. (46), и практически, как опытные и наблюдается (др. Андраде и др. 1993; Лю и Уэйерс 1998). Следует отметить, что из-за случайного характера возникновения трещины, может быть больше, чем одна трещина, происходящие одновременно или в течение короткого периода времени. В этом случае, в предположении, что трещины всех трещин равно может быть сделано в соответствии с "Аль-Молина и др.. (1993). Таким образом, уравнение. (46) по-прежнему применим, но туалет должна быть разделена в равных долях количество трещин. В любом случае, уравнение. (46) представляет собой максимальную ширину трещины на поверхности бетона.

Используя значения основных переменных в таблице 1 для иллюстрации полученных моделей, трещины в зависимости от времени может быть определена по формуле. (46) и показано на рис. 2. Как можно видеть, что трещины со временем увеличивается, как ожидалось. В то время, конкретные цилиндра полностью трещины, то есть в момент T ^ 2 ^ к югу, то резкое увеличение трещины, которая отражает предполагаемый квазихрупкое природе бетона. Особый интерес в том, что Есть соответствующие, внезапное снижение как широкие давления P ^ югу 1 ^ и касательной жесткости 3 и 4. Это свидетельствует о последовательности в получении трещины на основе как изотропных, эластичный бетон (то есть упругие механики) и анизотропной, квази-хрупкого бетона (то есть, механики разрушения).

ПРОВЕРКА И параметрическое исследование

В идеале, сайт-специфические данные о трещины шириной от практических структур за период времени будут доступны для проверки полученных модель трещины, то есть уравнение. (46). Это было установлено, не возможно, из-за нехватки данных мониторинга для крекинг-процесса, в частности, развития трещины в конструкциях RC в обслуживании. Вместо этого, в настоящем документе обращается к тем результатам, экспериментальные и численные, опубликованных в научной литературе для проверки модели.

Как уже говорилось в предыдущих разделах, большинство современных исследований по коррозии вызванной крекинг-процесса сосредоточена на коррозионно-индуцированных поверхностных трещин (например, ACI Комитет 224 [2001]; Лю и Уэйерс [1998]; Pantazopoulou и Papoulia [2001]) . По этой причине, данные о времени поверхностных трещин, т. е. т ^ 2 ^ к югу в этой статье, были собраны из научной литературы. Для исследования времени поверхностных трещин железобетонных конструкций поврежденного коррозией вызванных внутренним давлением, Лю и Уэйерс (1998) провел комплексный эксперимент по плит RC подвергаются хлоридно-индуцированной коррозии. Они наблюдали за поведением поверхностных трещин коррозии пострадавших плит RC с различными конкретными геометрии и свойств на срок до 5 лет. Их результаты для T ^ 2 ^ к югу, показаны на рис. 5. Используя те же значения своих переменных испытаний, рассчитанные T ^ 2 ^ к югу от формулы. (34) и (35) также показано на рис. 5. Как можно видеть, аналитические результаты хорошо согласуются с результатами экспериментов, с максимальной разницей примерно в 10% для целого ряда различных конкретных охватывает ..

Также было отмечено выше, Pantazopoulou и Papoulia (2001) разработал численный алгоритм для определения времени в поверхностных трещин железобетонных конструкций подвергаются хлоридно-индуцированной коррозии. В их алгоритм, проблема коррозии вызванной растрескивание бетона моделируется краевой и решается с помощью методом конечных разностей. Кроме того, трещин в бетоне, как предполагается, будут вымазаны и конкретные считается квазихрупкое и анизотропных материалов. Это те же предположения, принятые в этой бумаги и, следовательно, их результаты могут быть использованы для сравнения. Как показано в таблице 2, разница во времени в поверхностных трещин между численными и аналитическими результатами составляет около 1%.

Дальнейшее сравнение может быть сделано с экспериментальными результатами по трещины. Как можно оценивать данные о прямых измерений ширины трещин в течение периода времени, либо в лаборатории или в поле, не хватает. Меньше данные доступны для лабораторных образцов практического размера (Vu и Стюарт 2002). В связи с этим результаты, сообщенные др. Андраде и др. (1993), как представляется, весьма ограниченные данные о трещины в зависимости от времени и, следовательно, используются в настоящем документе. В их испытания образцов 15 Коррозии был ускорен путем введения электрического тока (до 100 мкА / см ^ 2 ^ SUP), так что измеримые ширины трещин может быть достигнуто в течение испытательного срока до 100 дней. Некоторые результаты их измеренной ширине трещины на рис. 6. Используя те же значения своих переменных испытания, например, скорость коррозии, бетон геометрии и свойств, расчетная ширина трещины также показано на рис. 6. Как видно из результатов анализа находятся в разумном согласии с экспериментальными результатами. Интересно здесь то, что почти все измеренные ширины трещины меньше (или равен) рассчитывается ширина трещины, что свидетельствует о полученных модель действительно обеспечивает максимальную ширину трещины, как это предусмотрено в формуле.

Было признано, что данные, имеющиеся в научной литературе ограничены, но может служить целью проверки теоретической модели строго, полученных в настоящем документе. Хотя нехватка данных в исследовательской литературе может оправдать новизну и необходимость исследований в коррозионно-индуцированной трещины шириной с течением времени, следует отметить, что большая база данных, необходимых для оценки модели в своем распоряжении могут быть приняты для практического использования. Это создает проблемы, а также возможностей для дальнейших исследований в этой области. В связи с этим, модель трещины вытекающие здесь могут служить руководством для практиков и исследователей в их расследовании и оценке коррозии пострадавших железобетонных конструкций, поскольку она непосредственно связана с важнейшими факторами, которые влияют на коррозионно-индуцированной крекинг-процесса, а именно: Скорость коррозии, геометрия, а также имущество бетона.

Одним из преимуществ аналитической модели является возможность изучить чувствительность различных факторов, влияющих на рост трещин. Параметрическое исследование было проведено четыре переменные, которые, как считается, иметь важное значение для роста трещины (Alonso и др.. 1998; Лю и Уэйерс 1998; Уэда и др.. 1998). К ним относятся: 1) скорость коррозии в лице коррозионного тока I ^ ^ к югу Тренд, 2) геометрия железобетона в лице коэффициент покрытия для прутка диаметром C / D и 3) конкретные собственности в лице прочность на растяжение е ^ ^ т к югу и ползучести коэффициент Результаты приведены на рис. 7 до 12 лет. Как видно, скорость коррозии я ^ ^ к югу корр является наиболее важным фактором, влияющим на развитие крекинга. Это согласуется с практическим опытом и лабораторных наблюдений (Андраде и др.. 1993; Лю и Уэйерс 1998). Как можно оценивать, я ^ ^ к югу Тренд может быть получен только на конкретных участках измерения. Таким образом, точные измерения я ^ ^ корр югу имеет важное значение для прогнозирования крекинг-процесса.

С точки зрения практического применения, было бы идеально, если отношения не могут быть установлены между трещины, как проектирование и оценка параметров и скорости коррозии, которая может быть измерена на сайте. Это была предпринята в исследовании, как показано на рис. 8. Как можно видеть, а может существовать линейная зависимость между шириной трещин и скорость коррозии в точке времени для поверхностных трещин (а также предложил в аль Алонсо и др. [1998]), то рост трещины, очевидно, не зависит только от на скорость коррозии после раскрытия трещин. Другие факторы, такие как бетон геометрии и имущества, а также играть роль как это было предложено после нелинейности поверхностных трещин ..

Рисунок 9 показывает, что геометрия RC в лице крышку прутка диаметром соотношение C / D влияет на время в поверхностных трещин более трещины роста. Увеличение C / D кажется, пропорционально задержки времени растрескивание поверхности, как показано на рис. 10. Этот результат был замечен также др. Алонсо и др. (1998) в своих опытах. Рис 11 и 12 показывают, что конкретные свойства, такие как прочность на растяжение е ^ ^ т к югу и ползучести коэффициент Тем не менее, их влияние на рост трещины, то есть трещины, мала. Опять же, результаты о влиянии различных переменных развития трещины шириной согласуются как с экспериментальными наблюдениями (например, Алонсо и др.. [1998] и Лю и Уэйерс [1998]) и численного анализа (например, Pantazopoulou и Papoulia [ 2001] и др. Уэда. [1998]).

ВЫВОДЫ

Аналитической модели для коррозионно-индуцированной трещины в конструкциях RC была получена на основе механики разрушения и проверить как с экспериментальных и численных результатов. Модель непосредственно связана с важнейшими факторами, которые влияют на коррозионно-индуцированной крекинг-процесса, а именно скорость коррозии, бетон геометрии и собственности. Параметрическое исследование было проведено для количественной оценки влияния этих факторов на развитие крекинга. Было установлено, что скорость коррозии в лице коррозионного тока I ^ ^ к югу корр является наиболее важным фактором, который влияет как раз на поверхности трещин и роста трещины. Кроме того, было установлено, что геометрия железобетона, в лице крышку прутка диаметром соотношение C / D и конкретного имущества, в лице прочности е ^ ^ т к югу и ползучести коэффициент большее влияние на время растрескивание поверхности, чем на рост трещины. Можно сделать вывод, что модель, полученных в работе может предсказать, коррозионно-индуцированной трещины шириной с достаточной степенью точности и, следовательно, может служить полезным инструментом для инженеров, операторов и управляющих активами в процессе принятия решений в отношении работоспособности коррозии бетонных конструкций. .

Авторы

Финансовая поддержка со стороны технических и физических наук научно-исследовательского совета (EPSRC), Великобритании, GR/R28348; Королевской инженерной академии Великобритании, с СОР 10177/93, а также австралийского исследовательского Совета LX0559653 с благодарностью признана.

Ссылки

ACI Комитет 224, 2001, "Управление растрескивания в бетонных конструкций (ACI 224R-01)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 46 с.

ACI Комитет 365, 2000 ", срок службы прогнозирования (ACI 365.1R-00)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 44 с.

Алонсо, C.; Андраде, C.; Родригес, J.; и Diez, JM, 1998, "Факторы Управление растрескивание бетона, пострадавших от коррозии арматуры", материалов и конструкций, V. 31, № 8, с. 435 - 441.

Андраде, C.; Молина, FJ, и Алонсо, C., 1993, "Обложка крекинг как функция Rebar коррозии: Часть I-эксперимент испытаний", материалов и конструкций, V. 26, с. 453-464.

Бажант, ZP, 1979, "Физическая модель коррозии стали в бетоне моря структуры теории," Журнал структурной отдела ASCE, V. 105, № ST6, с. 1137-1153.

Бажант, ZP, а Йирасек, М., 2002, "Нелокальные Интегральные Формулировки пластичности и повреждения: Обзор" и "Прогресс", журнал "Инженерная механика", ASCE, В. 128, № 11, с. 1119-1149.

Бажант, ZP, а Planas, J., 1998, разрушения и размерного эффекта в бетон и другие материалы квазихрупком, CRC Press, 640 с.

Брумфилд, J., 1997, Коррозия стали в бетоне: Понимание, расследования и ремонт, E

Коронелли Д., 2002 ", коррозионного растрескивания и моделирование прочности для Corroded Бары из железобетона," Структурные ACI Journal, В. 99, № 3, май-июнь, с. 267-276.

Dagher, HJ, и Kulendran, S., 1992, "Конечные Моделирование элементов ущерба от коррозии железобетонных конструкций", ACI Структурные Journal, В. 89, № 6, ноябрь-декабрь, с. 699-708.

Феннер, РТ, 1989, механики твердых тел, Blackwell научных публикаций, Оксфорд, 648 с.

Франсуа Р., Arliguie, Г., 1998, "Влияние службы трещин на усиление коррозии стали" Журнал материалы в области строительства, ASCE, V. 10, No 1, с. 14-20.

Каннинен М.Ф., Popelar, CH, 1985, Advanced Механика деформируемого твердого тела, Oxford University Press, Нью-Йорк, 576 с.

Лехницкого С.Г., 1963, "Теория упругости анизотропного упругого тела, Холден-Day, Сан-Франциско, Калифорния, 404 с.

Li, CQ, 2000, "Защита от коррозии Начало арматурной стали в бетоне в условиях естественной соляного раствора и обслуживание погрузочно-Результаты и анализ", ACI материалы Journal, В. 97, № 6, ноябрь-декабрь, с. 690-697 .

Li, CQ, 2003, "жизненный цикл моделирования пострадавших коррозии железобетонных конструкций-Распространение" Журнал строительной техники, ASCE, В. 129, № 6, с. 753-761.

Лю, Ю. и Уэйерс, RE, 1998, "Моделирование Время-коррозионного растрескивания в хлорид загрязненных Железобетонные конструкции", ACI журнал Материалы, В. 95, № 6, ноябрь-декабрь, с. 675 -681.

Молина, FJ; Алонсо, C., и Андраде, C., 1993, "Обложка крекинг в зависимости от коррозии арматуры: Часть 2-численные модели", материалов и конструкций, V. 26, с. 532-548.

Noghabai, К., 1996, "Экологические последствия на Бонд в железобетонных конструкциях", долговечности строительных материалов и компонентов, Труды 7-я Международная Конференция, Стокгольм, Швеция, с. 605-614.

Нолл, W., 1972, "Новый математической теории простых материалов," Архив по рациональному анализу механики, т. 48, с. 1-50.

Оцуки, N.; Miyazato, S.; дьола, Н., и Suzuki, H., 2000, "Влияния Гибка Crack и водоцементное отношение на хлорид-коррозии, вызываемой Главного арматуры и хомутов," ACI журнал Материалы, V . 97, № 4, июль-август, с. 454-465.

Pantazopoulou, SJ и Papoulia, К., 2001, "Моделирование Cover-Крекинг из-за коррозии арматуры в RC структуры", журнал "Инженерная механика", ASCE, В. 127, № 4, с. 342-351.

Plaat О., 1971, обыкновенных дифференциальных уравнений, Холден-Day, Сан-Франциско, Калифорния, 295 с.

Родригес, Дж. Ортега, LM; Casal, J.; и Diez, JM, 1996, "Защита от коррозии арматуры и срок службы бетонных конструкций", долговечности строительных материалов и компонентов, Труды 7-я Международная Конференция, Стокгольм, Швеция , с. 117-126.

Шэн, JM; Wang, ZZ, а Цзян, JJ, 1991, метод конечных элементов для железобетонных и предельных Анализ пластин и оболочек, Tsinghua University Press, Пекин, Китай, 510 с.

Tepfers Р., 1979 ", растрескивание бетона Наряду якоре деформированных арматура," Журнал конкретных исследований, V. 31, № 106, с. 3-12.

Thoft-Кристенсен, П., 2001, "Защита от коррозии Crack основе оценки жизненного цикла надежности железобетонных конструкций," Структурные безопасности и надежности, Р. Corotis, Г. И. Шуэллер, М. Shinozuka, ред., Blakem Publishers, стр. 1. -7. (CD-ROM)

Тимошенко С. П., Гудьер, JN, 1970, теории упругости, McGraw-Hill книги Ко, Нью-Йорк, 400 с.

Уэда, T.; Сато, Ю.; Kakuta, Ю. и Камея, H., 1998, "Аналитический обзор Бетонные крышки крекинг из-за коррозии арматуры," Бетон В тяжелом состоянии 2, Труды международной конференции, Тромсе, Норвегия , с. 678-687.

Vu, KAT, и Стюарт, М., 2002, "Пространственная изменчивость структурных Ухудшение и срок службы прогноза железобетонных мостов", Труды международной конференции по мосту обслуживания, безопасности и управления IABMAS-2002, Барселона, Испания. (CD-ROM)

Chun-Цин Ли является профессором Zhejiang технологический университет, Народная Республика Китай, и старший преподаватель в Университете Данди, Великобритания. Его исследовательские интересы включают риск и анализа надежности строительных работ, последствий коррозии стали на структурные поведения, методология целом жизни разработке и оценке инфраструктуры, стохастическое моделирование нагрузок (например, ветра), структурной деградации сопротивление, и общая оценка риска .

Роберт Э. Мелчерс заведует кафедрой гражданского строительства в Университете Ньюкасла, Австралия, и является директором Центра по инфраструктуре производительность и надежность в университете. Его исследовательские интересы включают структурных рисков и надежности инженерных анализа, с учетом рисков принятия решений и управления жизненным циклом, а также ухудшение моделирования, включая коррозию и волокнистых композитов.

Jian-июне Чжэн профессор гражданского строительства и декан факультета строительства и архитектуры в Zhejiang технологический университет. Его исследовательские интересы включают стереологического анализа и компьютерного моделирования конкретных мезоструктуры, размерного эффекта в бетон, нелинейный анализ конкретных структур, среднее значение теоремы механики деформируемого твердого тела, а также методов граничных элементов и их приложения.