西园隧洞混凝土碳化概率模型研究.pdf
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1、2 0 1 0 年 第 5 期 (总 第2 4 7 期 ) Nu mb e r 5 i n 2 01 0( To t a 1 No2 4 7) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 T HE0RET I CAL RES E ARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 5 0 0 9 西园隧洞混凝土碳化概率模型研究 彭玉 林,龚爱 民,林志祥 ,宋天文 ( 云南农业大学 水利水电与建筑学院,云南 昆明 6 5 0 2 0 1 ) 摘要: 多种 因素可导致混凝土 劣化, 钢筋 锈蚀是 造成钢筋混凝土结构耐久性变
2、差 的主要因素 , 而在一般大气环境下 , 混凝土碳 化则是 混凝 土中钢筋锈蚀 的前提条件 。因此 , 研究混凝土碳化 , 建立碳化深 度观测模 型对混凝土结构耐久性的评估具有重要的实际意义。基于工 程 实例的实测资料 , 依据碳化深度预测模 型 , 采用可靠性理论方法对钢筋混凝土结构进行耐久性 分析。 关键词 : 混凝土碳化 ;概率模型 中图分类号 : T U 5 2 8 0 1 文献标志码 : A 文章编 号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 5 0 0 2 7 0 2 St udy o f pr oba bi l i s t i c m o del of X
3、i yua n t unne l c on c r e t e c ar bon i z a t i on PE NG Yu l i n, GONG Ai - mi n, LI N Zh i - xi a n g, SONG T i a n we n ( Co l l e g e o f Wa t e r Re s o u r c e , H y d rau l i c P o w e r a n d A r c h i t e c t u r e Y u n n a n A g r i c u l t u r a l Un i v e r s i t y, Ku n mi n g 6 5 0
4、 2 0 1 , C h i n a ) Abs t r ac t : Ma n y f a c t o r s c a n 1 e a d t o de t e r i o r a t i o n o f c o n c r e t e s t e e 1 c o r r o s i o n i S t h e ma i n c a u s e o f d e t e rio r a t i o n o f t h e d u r a b i l i t y o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r uc t u r e s , a n d
5、i n n o r ma l a t mo s p h e ric c o n dit i o n s , c a r bo na t e d c o n c r e t e r e i n f o r c e d c o n c r e t e c o rro s i o n i S a p r e c o n d i t i o n Th e r e f o r e the s tu d y o f c o n c r e c a r b o n a t i o n a n d e s t a b l i s h c a r b o n a t i o n d e p t h o b s
6、e r v a t i o n mo d e l t o a S S e S S t h e d u r a b i l i ty of c o n c r e t e s t r u c tur e s i s of g r e a t p rac t i c a l s i g n i f - i c a n c e B a s e d o n t h e p r o j e c t e x a mp l e a c tua l ma t e r i a l , the b a s i s c a r b o n i z a t i o n d e p t h f o r e c a s
7、t mo d e l , u s e s t h e r e l i a b l e t h e o r y me t h o d t o c a r r y o n t h e d u r a b l e a n a l y s i s t o t h e r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c tur e Ke y wor d s: c o n c r e t e c a r b o n i z a t i o n; p r o b a bi l i s t i c mo d e l 1 工程 概 况 1 1 隧洞结构基本情况 西园隧洞位
8、于滇池草海西岸, 于 1 9 9 6 年 8月完工投入运行, 全长 4 8 k m, 是滇池防洪保护和污水资源化工程。由进口引渠、 隧洞洞身、 出口渠道三部分组成。隧洞设计下泄 4 O m3 s , 起调 水位 1 8 8 7 1 m。隧洞断面形式为圆型断面, 净洞直径D = 4 8 m, 设计水深 h = 3 8 m。 1 2 隧洞工程地质条件 进 口引渠段 , 地形平缓, 系第四系湖相沉积物及残破积层 , 在暗渠段下伏玄武岩和灰岩; 隧洞地形高差达 4 0 0 m, 从进口至 出 口所经地层有 二迭系石灰 岩 、 玄武岩 、 侏罗 系砂岩 、 粉砂岩 、 泥岩及 含盐 地层 , 白垩系砂质
9、泥 岩 、 泥岩夹粉细砂岩 ; 出 口渠道 为沙河河槽 , 地形平缓, 上覆第四系河床冲积物及残坡积层, 厚 度 4 5 m, 下伏 白垩系粉砂质泥岩及泥质粉砂岩。 隧洞引渠段主 要含水层为灰岩 , 洞身玄武岩受西山断裂影响, 岩体破碎, 富水 中等, 洞身后段为侏罗系砂泥岩, 富水性比较弱。 1 3隧洞 运行 情 况 西园隧洞原设计功能为渲泄洪水 , 调控滇池水位 , 故所选 用的混凝土材料抗酸侵蚀性差。 2 0 0 1 年滇池北岸截排污工程实 施后, 将大清河、 船房河等污水截流至西园隧洞排放, 达到滇池 蓄清排污的目的, 此后 , 西园隧洞除承担着滇池防洪保护的任 务外, 旱季还主要排放
10、生活污水。 经检验污水中Hc O治 量高达 3 5 7 mg L , 气体中C O : 含量异 收稿 日期 :2 0 1 0 - 0 1 1 4 常偏高, 达 9 7 8 0 p p m, 加之隧洞较长通风条件差, 洞内形成酸雾, 给不具备抗酸性介质侵蚀的隧洞混凝土造成了严重的影响, 衬 砌混凝土受到 C O : 及酸l 生 气体的腐蚀而呈中性化。 经洞内实地 检查 1 j , 西园隧洞混凝土表面产生脱落, 出现麻面。2 0 0 5年对衬 砌混凝土共检测 1 4 4组混凝土腐蚀深度和碳化深度, 检测结果: 平均腐蚀深度 2 7 4 mm( 最大 3 9 mm、 最小 2 0 mm) , 平均碳
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