西宁盐渍土地区混凝土劣化机理试验研究

对不同组混凝土试件在多种情况下进行了耐久性试验,结合试验数据选取试件的相对质量评价参数和相对动弹性模量评价参数作为评价指标,探究了混凝土的表观损伤特征、相对质量及相对动弹性模量的变化规律,同时对不同组混凝土试件取样进行电镜扫描、EDS能谱分析及化学成分测定,以揭示混凝土的微观结构及损伤劣化机理.研究结果表明,相对质量评价参数和相对动弹性模量评价参数能直观地表征混凝土的劣化过程;西宁盐渍土地区混凝土的破坏形式为盐分的化学腐蚀和物理结晶,化学腐蚀对混凝土劣化具有加速效应,二者相互作用使混凝土发生了严重的破坏,主要的腐蚀产物有石膏、碳酸钙及硅灰石膏,特别地在西宁盐渍土地区混凝土发现了更为危害的硅灰石膏型硫酸盐侵蚀;西宁地区现场暴露混凝土已经受到盐渍土的侵蚀,其评价参数波动性变化,经过1 230d的试验还处于劣化初期.     

温度循环退化模型的橡胶混凝土可靠寿命预估

提出了修正Coffin-Manson模型的加速寿命评估方法.进行混凝土温度循环加速寿命试验,以相对质量和相对动弹性模量作为竞争失效退化因子,运用修正Coffin-Manson模型建立混凝土温度循环加速因子模型,用线性回归算出加速因子参数估计值,得到正常温度循环应力下的加速因子值和失效寿命,并运用最佳线性无偏估计得到正常温度循环应力下的可靠度函数.研究结果表明:随着橡胶颗粒的加入,温度循环作用下混凝土相对动弹性模量的下降速率降低,混凝土温度循环应力下退化起主导作用的为相对动弹性模量,普通混凝土和橡胶混凝土试件在正常温度循环应力下,可靠度为60%的可靠寿命分别为8.69和12.83 a.     

西部地区混凝土基于Weibull分布的寿命预测研究

对混凝土试件进行了模拟特殊自然环境条件下的加速失效试验,并得到了加速寿命数据.首先,结合寿命数据采用Weibull分布函数对其退化过程进行建模;其次,应用不同参数估计方法得到了基于Weibull分布参数的估计值;最后,建立了服役寿命的可靠度函数及概率密度函数.结果表明:Weibull分布函数可以有效地描述混凝土试件的加速耐久性能退化过程,建立的混凝土加速寿命可靠度函数能够直观地反映试件的服役寿命,并且与试验结果较一致;在参数估计方法的适用性方面,最小二乘法以及极大似然估计法比较适合小样本完全寿命数据的情况,这为混凝土加速失效试验的寿命预测及可靠性评估提供了直接而有效的参数估计方法.     

盐雾环境下基于Weibull分布的钢筋混凝土腐蚀劣化行为

针对西部地区大气环境下钢筋混凝土病害严重问题,模拟当地腐蚀环境,设计盐雾与烘干相结合的室内加速腐蚀试验,采用电化学参数和混凝土损伤度表征钢筋混凝土的腐蚀劣化规律;基于Weibull分布函数建立钢筋混凝土在盐雾环境下的劣化模型,并进行竞争失效分析.结果表明：在盐雾干湿循环作用下,钢筋混凝土保护层及内部钢筋的耐腐蚀性均呈现出先强化后劣化的变化趋势;Weibull分布函数可以有效地描述钢筋混凝土在盐雾环境下的性能劣化过程;在盐雾干湿循环前期,混凝土损伤度比腐蚀电流密度更为敏感,而在后期,腐蚀电流密度为钢筋混凝土劣化的主导因素.     

基于随机开裂理论的钢筋混凝土粘结损伤拉伸弹性性能

为了研究钢筋混凝土构件在界面脱粘后导致的宏观力学性能的变化,考虑混凝土随机开裂和界面脱粘两种损伤机制,建立了钢筋混凝土单胞的拉伸损伤分析模型,基于单胞模型的拉伸损伤分析给出了界面粘结强度、界面脱粘长度、平均裂缝间距与模型等效拉伸弹性模量的函数关系。基于模型分析把钢筋混凝土的损伤过程分成3个阶段,推导得到各个损伤阶段的等效弹性模量,并分析单胞分析模型中钢筋体积分数和混凝土体积分数,混凝土轴心抗拉强度标准值和弹性模量,Weibull分布参数m对等效弹性模量的影响。分析表明:等效弹性模量的变化趋势与实际钢筋混凝土损伤状态相符,可为钢筋混凝土构件的宏观力学性能劣化与细观损伤形态之间的双尺度理论分析提供依据。     

干湿循环下基于Wiener退化的水泥基复合加芯墙板寿命预测

西部大部分地区干旱少雨、昼夜温差明显,保温墙板处于恶劣环境地区就会产生局部应力集中导致出现裂纹从而缩短服役寿命.设计干湿循环加速试验,通过测试力学性能,微观观测内部结构演变,测定相对质量和相对动弹性模量进行雷达分析和数值回归,最后基于Wiener模型预测试样的可靠度,综合分析干湿循环加速作用下水泥基复合加芯墙板的性能退化规律.结果表明:随着干湿循环加速试验的持续进行,强度呈现增大的状态,抗压强度达到42.5 MPa,抗折强度9.5 MPa;微观结构内部反应产生较多的沉淀CaCO₃逐渐从较密实向松散发展;评价参数都从1开始增大又减小,但整体上呈降低趋势,质量损失率相对于动弹模量敏感度较低,关联度较高;经过回归模型分析,评价指标满足多项式函数的变化规律,可靠度分析质量损失、动弹性模量的工作寿命分别为4 500、3 500 d.     

竞争失效下多元退化建模的航空发动机可靠性分析

为了解决航空发动机的竞争失效下多元退化系统可靠性评估问题,提出一种多元退化失效和突发失效之间相关竞争失效的可靠性评估方法.以具有随机效应的非线性Wiener过程与Gamma过程描述退化失效过程,选择合适的Copula函数对多元退化失效相关性进行建模,通过马尔科夫链蒙特卡洛方法进行多元退化系统相关失效模型参数估计;引入Weibull分布描述突发失效时间,采用比例危险模型构建关于性能退化量的突发失效率函数,利用两步极大似然估计法识别模型参数.结合航空发动机的性能退化数据实现了竞争失效下多元退化系统可靠性评估,通过分析结果验证了模型的有效性与准确性.     

盐侵-冻融-干湿耦合作用下天然浮石混凝土的耐久性分析

内蒙古河套灌区渠道“重灌轻排”导致土壤盐碱化严重,严重影响了水工建筑的使用寿命。本文研究了河套灌区渠道中盐侵-冻融-干湿耦合作用下天然浮石混凝土耐久性,以天然浮石混凝土作为衬砌材料,模拟河套灌区渠道水工建筑实际排水工程环境进行室内加速试验。以相对动弹模量以及质量损失率为损伤评价参数,分析天然浮石混凝土的宏观损失规律;借助环境扫描电镜和能谱成分分析揭示其退化机理;最后采用Weibull分布对天然浮石混凝土的相对动弹模量的退化轨迹构建模型,获得寿命可靠度函数,并预测出其极限失效次数。结果表明:在盐侵-冻融-干湿耦合作用下天然浮石混凝土的质量损失率总体呈现上升趋势,相对动弹模量呈现出下降趋势;在多因素耦合作用下,盐溶液与混凝土水化产物进行化学反应形成侵蚀产物,侵蚀产物膨胀引起混凝土内部孔隙变大、裂缝扩展,天然浮石混凝土劣化速率提高;在多因素耦合作用下天然浮石混凝土的可靠度为三阶段退化模型,其失效机制为耗损型失效。该研究可以为天然浮石混凝土在河套灌区渠道水工建筑工程应用提供理论依据。     

增强纤维复合材力学性能指标概率分布类型

为明确增强纤维复合材(FRP)力学性能指标的概率分布模型,通过收集整理近1 000份FRP材性试验样本,利用3种拟合优度检验方法口(x2检验、K-S检验、A-D检验)分析FRP极限拉伸强度、弹性模量、厚度的概率分布类型,并检验各指标间的相关性,基于Weibull分布函数重新定义FRP拉伸强度的标准值,将计算值与现行规范取值进行对比.研究结果表明:极限抗拉强度与弹性模量近似服从Weibull分布;厚度近似服从对数正态分布,同时3个指标间呈现一定的弱相关性.采用经验证的Weibull分布函数计算公式可较好估计材性标准值,计算结果较各规范更为合理、安全.     

IP流到达分布研究

在探讨现有IP流到达分布研究成果的基础上,首先对不同来源的大规模网络的IP流到达时间间隔分布和自相关性进行了分析,发现IP流到达时间间隔均服从Weibull分布,但随着IP流到达密度的增加,Weibull分布的参数α逐渐接近于1,则Weibull分布退化为指数分布;IP流的自相关系数随着被考察IP流流长的增加逐渐减弱,流长为100左右的IP流．其到达过程彼此基本不相关。