基于初始缺陷形状的混凝土结构锈胀开裂理论模型

伦培元^1,2，张小刚^1,3，张强²，赵然¹

1. 中南大学土木工程学院2. 北京工业大学建筑工程学院3. 深圳大学土木与交通工程学院

摘 要：为考虑材料初始缺陷形状的影响,将其假定为三维半椭球形.基于断裂力学理论将锈胀裂缝扩展过程划分为两个临界阶段:初始开裂阶段和完全开裂阶段,并分别对两组临界阶段进行了分析,建立了混凝土构件保护层胀裂时的锈胀力及开裂时间预测模型.为了验证所提出预测模型的正确性,分别采用已有的室内锈蚀实验、现场测试数据进行验证,计算结果吻合较好,说明本文预测模型具有一定合理性.在此基础上,对初始缺陷长度、混凝土保护层厚度、钢筋半径、相对保护层厚度等参数进行敏感性分析,结果表明增加混凝土保护层厚度和相对保护层厚度,有利于提高钢筋混凝土结构的服役性能.

关键词：钢筋锈蚀;初始缺陷形状;临界锈胀力;开裂时间;耐久性;