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硅酸盐学报2024年第11期:高原大温差环境桥墩混凝土开裂机理

来源:期刊VIP网 时间:


作者:董昊良;李化建;石贺男;杨志强;温家馨;黄法礼;王振;易忠来;

单位:中国铁道科学研究院;中国铁道科学研究院研究生部;中国铁道科学研究院集团有限公司,高速铁路轨道系统全国重点实验室;

摘要:高原大温差环境下昼夜温差使得桥墩混凝土结构存在开裂风险。针对这一现象,本工作建立了温度疲劳应力作用下桥墩混凝土的损伤模型,采用有限元分析方法研究了高原大温差环境桥墩混凝土的初裂时间和温度梯度分布等特征,并从温度疲劳应力演变规律、损伤发展和能量累积3个角度分析了高原大温差环境桥墩混凝土的开裂机理。结果表明:桥墩混凝土在温度疲劳应力作用下产生的裂缝呈现沿底部向上延伸的发展规律,且裂缝主要出现在向阳面;桥墩混凝土的初裂时间随着温差的增加而逐渐缩短,温差为60℃时桥墩的初裂时间由温差20℃时的970 d缩短至100 d,且随着温差的增加,桥墩混凝土累积塑性耗散能逐渐增加,其原因为单次温度循环时产生的温度疲劳应力和损伤累积速率随着温差的增加而提升。以期为高原大温差环境桥墩混凝土开裂预测和耐久性评估提供参考。

关键词:高原大温差;桥墩混凝土;开裂机理;有限元分析;初裂时间

基金资助:国家自然科学基金(52208299,52108260)