風(fēng)沙環(huán)境下混凝土受沖蝕損傷機理及評價研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用日益廣泛，結(jié)構(gòu)在惡劣環(huán)境（比如沙塵暴、嚴(yán)寒、霜凍、酸、堿和鹽等）中遭受侵蝕或者腐蝕作用，使得結(jié)構(gòu)耐久性降低，服役期限縮短，致使結(jié)構(gòu)存在安全隱患，影響人們的正常使用。
　　本文主要研究區(qū)域為內(nèi)蒙古中西部沙漠地區(qū)，該地區(qū)公路和橋梁等混凝土設(shè)施長期受到沙塵暴自然災(zāi)害的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性降低，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。本文在研究內(nèi)蒙古中西部地區(qū)風(fēng)沙環(huán)境的特點和混凝土物理、力學(xué)性能和沖蝕接觸力

2、學(xué)行為及其理論的基礎(chǔ)上，采用氣流挾沙噴射試驗方法，研究了混凝土的沖蝕磨損量或沖蝕率在不同強度和不同風(fēng)沙環(huán)境沖蝕參數(shù)下的關(guān)系，得出混凝土的沖蝕規(guī)律和沖蝕機理，結(jié)合混凝土和風(fēng)沙環(huán)境特征，提出了一種混凝土的沖蝕磨損量評價方法，該方法可評價混凝土受沖蝕磨損的程度，使得試驗結(jié)果更具有實際意義。具體內(nèi)容如下：
　　1．本文對內(nèi)蒙古中西部地區(qū)的風(fēng)沙氣象環(huán)境進(jìn)行了大量的研究，分析其特點后選擇風(fēng)沙沖蝕參數(shù)。結(jié)合內(nèi)蒙古中西部的氣候特點設(shè)計混凝土的抗沖

3、蝕試驗工況，設(shè)計了三組不同強度等級的混凝土，進(jìn)行混凝土在不同強度和不同風(fēng)沙環(huán)境沖蝕參數(shù)的對比試驗研究。
　　2．采用氣流挾沙噴射法進(jìn)行混凝土抗沖蝕性能的試驗研究，對研究結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明：（1）同強度混凝土的沖蝕率在相同條件下隨著風(fēng)沙流沖蝕角度的增大而增大，90°時達(dá)到最大；（2）同強度混凝土的沖蝕率在相同條件下隨著風(fēng)沙流沖蝕速度的提高而增大，并且二者近似成指數(shù)關(guān)系；（3）同強度混凝土的沖蝕率在相同條件下隨著下沙率的增大呈

4、先增大后減小的趨勢；（4）試驗表明混凝土在沖蝕過程中沒有明顯的孕育期，但是有上升期和穩(wěn)定期。通過SEM掃描電鏡觀察了沖蝕損傷部位表面形貌，其破壞機理表現(xiàn)為：在低沖蝕角下破壞機制表現(xiàn)為類似表面劃傷破壞作用；在高沖蝕角下破壞機制表現(xiàn)為沖擊壓痕破碎作用。
　　3．通過建立風(fēng)沙流粒子沖蝕磨損力學(xué)模型，在建立的力學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)沙流作用下混凝土沖蝕磨損力學(xué)行為及其理論計算分析。
　　4．本文提出了一種混凝土在風(fēng)沙環(huán)境下抗沖蝕磨損程度