基于时变可靠度的考虑气候变化影响的RC结构抗碳化和氯离子侵蚀的研究

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在过去的二十年里,气候变化已由一个环境问题发展为一个全球政治、经济、社会和科技等的全方位问题。伴随着气候变化影响程度、范围的加深,保障人类生产生活正常进行的混凝土基础设施也不可避免的受到了它的影响。其中,气候变化对于RC结构耐久性的影响日益显现,研究和评估其对于RC结构耐久性的影响以及现行的混凝土结构耐久性设计规范的规定是否能够适应气候变化的影响,为RC结构适应气候变化的影响提供可行的耐久性措施就显得十分必要和迫切。本文基于IPCC2007年综合报告提出的碳排放情景及全球气候变化预测数据,运用蒙特卡罗时变可靠度计算方法,利用Matlab和Origin软件对未来我国RC结构遭受考虑气候变化影响的碳化和氯离子侵蚀进行计算和模拟。本文首先对气候变化影响下我国现行耐久性设计规范中Ⅰ、Ⅲ类环境中的RC结构在各排放情景下的混凝土碳化深度、钢筋表面氯离子浓度进行了计算和分析;其次,计算并分析了相应的RC结构初始侵蚀可靠度和侵蚀破坏可靠度;最后,根据可靠度敏感性分析的结果和可靠度计算分析的结论,提出了RC结构适应气候变化的耐久性措施,并对我国耐久性规范提出适应气候变化的修改建议。通过以上计算和分析,本文得到了以下几点结论:(1)气候变化增大了Ⅰ类环境中各排放情景下RC结构的混凝土碳化深度,同时也降低了RC结构碳化初始侵蚀和碳化侵蚀破坏可靠度,由此可以得出气候变化对于Ⅰ类环境中的RC结构耐久性影响很大,不可忽略。(2)我国现行耐久性设计规范中,Ⅰ-A、Ⅰ-B等级的耐久性规定不能够完全适应气候变化对于RC结构耐久性的影响,需要采取增加保护层厚度或适当减小混凝土水灰比等技术措施来适应气候变化对于Ⅰ类环境中的RC结构耐久性的影响。(3)气候变化对于Ⅲ类环境中各排放情景下的RC结构钢筋表面氯离子浓度、氯离子初始侵蚀可靠度影响都不大,但对于氯离子侵蚀破坏阶段的可靠度影响较大,因此气候变化对于Ⅲ类环境中RC结构耐久性影响也不容忽略。(4)耐久性设计规范中,Ⅲ-C. Ⅲ-F等级的耐久性规定也不能够完全适应气候变化对于RC结构耐久性的影响,需要采取增加保护层厚度、减小混凝土水灰比、喷涂隔离层等措施来适应气候变化对于Ⅲ类环境中的RC结构耐久性的影响。
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