地下工程混凝土结构耐久性的多指标多模式评价模型.pdf
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1、2 0 1 0年 第 8 期 (总 第 2 5 0 期 ) Numb e r 8 i n 20 1 0( To t a l No 2 5 0) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THE0RETI CAL R ES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 j 。 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 8 0 1 6 地下工程混凝土结构耐久性的多指标多模式评价模型 陈涛 ( 唐 山学 院 土木 工程系 ,河北 唐 山 0 6 3 0 0 0 ) 摘要: 影响地下结构混凝耐久性的因素较多且较复杂, 各种因素对耐久性的作用是交叉影响的。结合实际
2、情况, 选取常见的有代表 性的几个指标, 如与周边岩土介质及 施工条件等相关的应力状态及水平、 混凝土材料配合比、 碳化环境 、 服役期限等, 分析它们交叉影响下 地下结构耐久性的劣化状况 结合所建立的耐久性寿命评判准则, 预测结构的耐久性寿命。 在试验基础上获得多个影响指标与碳化深度的 相关数据, 建立多指标多模式预测模型。 模型经验证町有效用于对同类工程条件下地下结构耐久性寿命的评判与预测, 并可泛化推广至其 他各环境影响因素作用下的耐久性寿 命的类似分析 。 关键词 : 地下结构 ;混凝 土;耐久性 ;多指标多模式 中图分类号 : T U 5 2 8 0 1 文献标志码 : A 文章编号
3、 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 8 0 0 4 5 0 3 Mul t i pl e f ac t or s a nd a t t r i bu t e pr e di c t i on s t u dy o f du r abi l i t y l i f e on u nder g r ound c onc r e t e s t r u c t ur e s CHEN Ta 0 ( De p a r t me n t S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e ri n g , T a n g s h a n C o
4、l l e g e , T a n g s h a n 0 6 3 0 0 0 , C h i n a ) Abs t r a c t : Du r a b i l i t y pr ob l e m o f u n d e r g r o u n d c o n c r e t e s t r uc t u r e s i s b e e o n fin g mo r e a n d mo r e s e r i o u s , b u t t he s t u d y wo r k t O it i s s c a n t NTh e i n flu e n c e f a c ! o r
5、 s o f u n d e r g r o u n d s t r u c t u r e s a r c r e l a t i v e l y n u m e r o u s a n d c o m p l i c a t e d , a n d th e s e f a c t o r s a c t o n e ano t h e r b y t h e m a n n e r o f c r o s s e d in fl u e n c e Co mb i n e d wi t h t h e a c t u a l i n s t a n c e , S C v e r a l
6、 thmi l i a r r e p r e s e n t a t i v e f a c t o r s , s u c h a s s t r e s s s t a t e a n d i t s l e v e l i n t e r r e l a t e d wi t h s u r r o un d i n g r o c k a n d s o i l m e d i u m o r c o n s l r u c t i o n c o nd i t i o n s mi x t u r em t i oo f c o nc r e t em a t e r i a l
7、s , c a r b o n i z a t i o n e nv i r o n m e n t , s e r v i c et i me, e t c , we r e s e l e c t e dt oa n a l y z e d u r a b i l l t y o f u n d e r g r o u n d s t r u c tur e s b a s e d o n t h e t h c t o r s c r o s s e d i n fl u e n c e a n d p r e d i c t s t r u c t u r e s d u r a b
8、i l i t y l i f e c o n s i d e ri n g t h e j u d g me n t r u l e o f d ura b i l i ty l i f e e s t a b l i s h e d AN 2 q m o d e l wa s c o n s t i t u t e d b y g a i nin g the r e l a t e d d a t a o f i n fl ue n c e f a c t o r s a nd c a r bo n i z a t i o n de pt h b a s e d o n e x pe r
9、i me n t Th e mo d e l c a n b e u s e d i n j u d g r n e n t a n d p r e d i c t i o n o f ml d e r g r o ml d s t r u c t u r e s d u r a b i l i t y l i f e u n d e r h o mo g e n e o u s e n g i n e e r i n g c o n d i t i o n s e ffic i e n t l y b y v e r i t i n g i t a n d c a nb e g e n e
10、r a l i z e d t o t h ea n a l o g o u s a n a l y s i s o f d u r a b i l i t yl i f e u n d e r t h e a c t i o n o f o t h e r e n v i r o n me n t i n fl u e n c e f a c t o r s Ke y wor ds : un d e r g r o u n d s t ruc t u r e s ; c o n c r e t e; d u r a b i l i t y; mul t i p l e f a c t o r
11、 s a n d a t t r i b u t e 0 引言 混凝土结构的耐久性问题已引超人们的普遍关注, 但其研 究 作仍不够深入, 目前取得的一些研究成果主要集中在地面 及水工结构,而j 三 L 其研究方法主要还是停留在术 才 料的层次上? 对于地下结构耐久性的研究极少有人涉及, 并且往往认为地下 结构不会m现耐久性问题而 自然破坏; 在研究的层面上很少考 虑到结构力学层次方面的因素; 此外研究的角度也多足开展单 因素影响下的耐久性研究 , 而极少考虑实际_ 【 程中几种凼素综 合作用下的耐久性破坏情形。 事实上 , 地下混 凝土结构 的耐久性 问题 非常严重 , 随着 近 几十年来大型
12、地下工程的大量涌现而愈发突出I 】 l , 而且由于地 下结构相对 于地 面结构 的特殊性 , 其耐久性问题更有其 独特性 和复杂性, 主要表现在: 地下结构与复杂的岩土地质条件紧密 联系, 且应力状况复杂多变, 其耐久性状况难以观测、 试验和模 拟 ; 岩土体具 有非均质 性和流变性 等特点 , 容易造 成结构 的不 均匀沉降; 耐久性影 向因素众多 除一般地面结构物可能面对 的 C O 等侵蚀性物质外, 地下岩土中的各种腐蚀性离子、 地下 水、 杂散电流 、 施T工艺及质量等其他因素都可能影响到地下 丁程混凝土结构物的上 E 常使用和耐久性寿命。因此对地下结构 收稿 臼期 :2 0 1 0
13、 0 3 3 0 的耐久性研究也将有别于一般地面结构的研究方法, 尤其是研 究角度方面须考虑多个因素的综合交叉影响。 本文拟以地下结构混凝土在各种复杂的岩土 、 施工及环境因 素影 响下经受碳化作用 时的耐 久性 问题 为例进行探 讨 , 为研究 方便 , 进一步将该问题的耐久 生 影响因素归结为应力状态及水平 、 混凝土材料自身性质、 碳化情形、 作用龄期等几个方面, 通过建立 碳化深度及抗压强度与各影响因素的关系, 并结合所选取的寿 命评判准则, 可以对结构的耐久性寿命进行分析与预测。 1 多指标 多模式预测模型 的建 立 1 1 多重属 性 回归预 测 总的来说 , 滑坡稳定性可受到多方
14、面因素的影响作朋, 对 于影响因素的选取, 宦结合滑坡实际条件和稳定状况综合确定 , 同时应避免因素间存在相同标准差而不具备变异性的情况, 否 则只选取对滑坡稳定性极具影响作用的因素。 假设对滑坡稳定 性有 , 。 个影响因素( ) , 确定其相互问有预设函数 K( x ) 的作用并再考虑误差项 的影响, 则稳定系数 与各影响因素 之间 叮形成式( 1 ) 关系 , 为: K : ( ) 十 I b + a 1 + 2 + + O t r ; C n + ( 1 ) 若针对滑坡整体稳定性有 m组研究对象可予以反映, 则建 45 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 立
15、总体数据集如式( 2 ) : m , Xi ,n; 纠 ( i = 1 , 2 , , m) 其均满足式( 1 ) , 即有 : K l = b + o t 1 l 1 + o 2 x l 2 + + O t n x 1 善 1 K2 =b +o q x2 l +o t 2 x o + +O t n X K =b+ o r ixm l+o t z x ( 2 ) ( 3 ) 式中: K ( 1 , 2 , , m) 对应于m组研究对象的稳定系数值; 6 表示 n 个影响因素 , 均为零时K的截距项, 无实际意义, 主要起平衡和调节作用 ; O t l 、 仅 2 、 、 。 一对应于 n个影响
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