机构名称：
¥ 23.0
混凝土结构的使用寿命不够长，而且失效现象十分常见。原因有两个：1）荷载的随机性，例如交通、自然灾害、环境和随机振动等荷载；2）材料特性和失效机制的不确定性。虽然前者已经取得了重大进展，但后者的进展直到最近才变得显著。混凝土结构的耐久性通常受到某些腐蚀的影响，这些腐蚀总是由宽度大于 0.1 毫米的裂缝发展引起，这些裂缝允许带有腐蚀性离子的水进入，从而控制使用寿命。历史上，大型桥梁发生失效事件的频率约为千分之一，这是不可接受的。一般认为，桥梁、核安全壳、飞机等的失效概率不得超过百万分之一，也就是被倒下的树木、闪电或野生动物击中而死亡的概率。因此，合理制定设计规范条款需要大量实验证据的推断。例如，在钢筋混凝土的剪切失效中，全球数据库包含约 800 个试验，但其中 95% 涉及 0.4 m 以下的截面深度，而实际发生的截面深度可达 15 m。对于控制桥梁和其他结构耐久性的混凝土徐变和收缩，现有数据库包含 50,000 多个数据点，但其中 96% 是通过 6 年试验获得的，99% 是通过 12 年试验获得的，而设计中通常规定 150 年的寿命。实验室测试和随机有限元代码无法提供低于 1/20 的故障概率信息，因此，如果没有间接验证的理论，就无法推断出 10 -6。本讲座认为，一种有效的扩展方法是确定规模、时间和风险范围两端的渐近定律。此类定律可以在范围的低端通过实验校准，比中间过渡简单得多。使用渐近匹配就足够了，这在流体力学中已经是一种长期常见的做法。渐近匹配可以采用多种方法，通过几个典型示例进行解释 - 1）准脆性和延性断裂缩放的尺寸效应定律，2）钢筋混凝土梁的缩放和剪切破坏，3）在水分扩散和长期水化存在下，混凝土的收缩、自生收缩、自干燥、膨胀和徐变的时间缩放，以及 4）基于交替串并联连接的概率模型将基本失效统计数据外推到失效概率 10 -6，该模型类似于对角拉的鱼网，并描述威布尔分布和高斯分布之间的过渡。
2022 年国际科学院院士
主要关键词
相关文件推荐
