【摘要】：混凝土結(jié)構(gòu)耐久性劣化問題日益嚴(yán)重,特別是在沿海地區(qū),由于氯離子侵蝕而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效破壞問題引起了人們的高度重視。因此,進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測研究具有重要的意義�；炷谅入x子擴(kuò)散系數(shù)是描述混凝土抵抗氯離子侵蝕能力的一個(gè)重要指標(biāo),直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。但是,現(xiàn)有的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測模型多為單因素模型,考慮因素較少,導(dǎo)致計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)壽命與實(shí)際壽命相差較大,因此較難在實(shí)際工程中推廣使用。針對(duì)以上問題,本文主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)基于279組無應(yīng)力作用下由RCM法測量得到的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及434組應(yīng)力作用下由RCM法、NEL法、自然擴(kuò)散法測量得到的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用單因素分析,分別分析了水灰比、砂率、粉煤灰摻量、礦粉摻量、硅灰摻量、應(yīng)力比、齡期等對(duì)混凝土抗氯離子侵蝕性能的影響,為混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型的建立奠定基礎(chǔ)。(2)以水灰比、砂率、粉煤灰摻量、礦粉摻量、硅灰摻量、減水劑摻量作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入影響因素,選取混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)作為輸出結(jié)果,建立了無應(yīng)力作用下混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測樣本線性相關(guān)系數(shù)為0.81696。使用遺傳算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型輸入影響因素進(jìn)行優(yōu)化篩選,結(jié)果表明使用水灰比、砂率、粉煤灰摻量、礦粉摻量、硅灰摻量等5個(gè)影響因素重新建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有較好的性能,模型預(yù)測樣本線性相關(guān)系數(shù)為0.90393。(3)為避免神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型陷入局部最優(yōu),使用遺傳算法對(duì)已建立的無應(yīng)力作用下混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型權(quán)值、閾值進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)遺傳算法優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型性能得到進(jìn)一步提高,模型預(yù)測輸出平均絕對(duì)誤差為13.74%,網(wǎng)絡(luò)模型均方誤差為2.1961,明顯低于采用傳統(tǒng)回歸方法建立的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測模型。(4)選取水灰比、砂率、粉煤灰摻量、礦粉摻量、硅灰摻量、應(yīng)力比、混凝土齡期、氯離子擴(kuò)散系數(shù)測試方法作為輸入影響因素,混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)應(yīng)力影響系數(shù)D/D_0作為輸出結(jié)果,建立了應(yīng)力作用下混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。經(jīng)遺傳算法優(yōu)化后,網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測輸出平均絕對(duì)誤差為16.80%。(5)結(jié)合本文提出的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型與DuraCrete模型,建立了氯離子侵蝕下混凝土結(jié)構(gòu)壽命預(yù)測模型。該模型能夠較準(zhǔn)確表現(xiàn)出水灰比、礦物摻合料、應(yīng)力、混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)、表面氯離子濃度、氯離子擴(kuò)散系數(shù)衰減指數(shù)、混凝土保護(hù)層厚度等對(duì)氯離子擴(kuò)散速率及混凝土結(jié)構(gòu)服役壽命的影響。
【圖文】：

第二章 混凝土抗氯離子侵蝕性能影響因素分析CM 法 法即非穩(wěn)態(tài)快速氯離子電遷移測定法，可以在較短時(shí)間內(nèi)定量測量系數(shù)，試驗(yàn)周期短且操作簡單，但得到的氯離子擴(kuò)散系數(shù)與實(shí)際稍有偏制作圓柱形試件，經(jīng)真空保水處理后置于一定濃度氯化鈉溶液中，在加速氯離子滲透，一定時(shí)間后，將試件劈開，噴灑硝酸銀溶液，用生氯離子滲透深度，從而計(jì)算氯離子擴(kuò)散系數(shù)，其試驗(yàn)裝置如圖 2-1。

第二章 混凝土抗氯離子侵蝕性能影響因素分析2.2.1.3 自然擴(kuò)散法自然擴(kuò)散法即將混凝土長期浸泡于一定濃度的氯鹽溶液中，然后通過鉆芯取樣及化學(xué)分析的方法得到混凝土不同深度下的氯離子濃度，最后以 Fick 第二定律計(jì)算得到混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)。美國規(guī)范 AASSTO T259 及歐洲規(guī)范 NT Built443-94 均制定了自然擴(kuò)散法的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[33,34]，試驗(yàn)裝置如圖 2-2 所示。自然擴(kuò)散法可以較為準(zhǔn)確的測量混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，并且可以用于混凝土壽命預(yù)測評(píng)估。但是，，自然擴(kuò)散法試驗(yàn)周期長，操作繁瑣，可重復(fù)性差，無法測量混凝土早期氯離子擴(kuò)散系數(shù)，很難在實(shí)際工程中推廣使用。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU528

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