本書系統(tǒng)深入地論述了隧道襯砌混凝土在復(fù)雜惡劣服役環(huán)境下的耐久性損傷機(jī)理與性能退化規(guī)律。全書共三部分,第一部分為一般大氣環(huán)境襯砌混凝土耐久性,包括第1~4章,重點(diǎn)論述了在CO2、汽車尾氣等環(huán)境作用下襯砌混凝土碳化機(jī)理、中性化機(jī)理和中性化深度預(yù)測(cè)模型;第二部分為地下水鹽蝕環(huán)境襯砌混凝土耐久性,包括第5,6章,著重論述了氯鹽與硫酸鹽侵蝕環(huán)境下襯砌混凝土耐久性劣化機(jī)理與規(guī)律;第三部分為高地?zé)岘h(huán)境襯砌混凝土耐久性,包括第7~9章,闡述了溫度場(chǎng)與硫酸鹽侵蝕共同作用下襯砌混凝土劣化機(jī)理與性能退化規(guī)律。
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(1) 2006-9至2011-6, 西安建筑科技大學(xué), 結(jié)構(gòu)工程, 博士
(2) 2004-9至2007-6, 西安建筑科技大學(xué), 防災(zāi)減災(zāi)及防護(hù)工程, 碩士
(3) 2000-9至2004-6, 西安建筑科技大學(xué), 土木工程, 學(xué)士
(1) 2020-12至今, 西安建筑科技大學(xué), 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 教授/博士生導(dǎo)師
(2) 2016-2至2017-2, 華盛頓州立大學(xué), 土木與環(huán)境學(xué)院, 訪問(wèn)學(xué)者
(3) 2015-11至2020-12, 西安建筑科技大學(xué), 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 副教授/碩士生導(dǎo)師
(4) 2011-6至2015-10, 西安建筑科技大學(xué), 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 講師
土木工程,建筑結(jié)構(gòu)耐久性1. 作為通訊作者、第一作者發(fā)表論文60篇,其中SCI檢索25篇、EI檢索30篇,其他核心期刊檢索5篇。
2. 代表性論文請(qǐng)列出,可按以下格式:姓名,論文名,刊物名,發(fā)表時(shí)間,影響因子,Q區(qū)。
(1) Wang Yan*, Zhang Shaohui, Niu Ditao, Fu Qiang; Quantitative evaluation of the characteristics of air voids and their relationship with the permeability and salt freeze–thaw resistance of hybrid steel-polypropylene fiber–reinforced concrete composites, Cement and Concrete Composites, 2021: 104292. IF=10.8,一區(qū)
(2) Wang Yan*, Zhang Shaohui, Luo Daming, Shi Xianming; Effect of chemically modified recycled carbon(1) 中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)先進(jìn)材料分會(huì)理事
(2) 中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)綠色建造與運(yùn)維分會(huì)理事
(3) 中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土分會(huì)理事
(4) 陜西省巖土力學(xué)與工程學(xué)會(huì)理事
目錄
前言
第1章 隧道襯砌耐久性環(huán)境調(diào)查 1
1.1 一般大氣環(huán)境 1
1.2 鹽蝕環(huán)境 3
1.3 高地?zé)岘h(huán)境 5
參考文獻(xiàn) 8
第2章 襯砌混凝土碳化性能 12
2.1 襯砌混凝土碳化研究現(xiàn)狀 12
2.2 襯砌混凝土碳化機(jī)理 13
2.3 試驗(yàn)概況 14
2.4 粉煤灰噴射襯砌混凝土碳化性能 15
2.5 鋼纖維襯砌混凝土碳化性能 17
2.6 碳化后襯砌混凝土力學(xué)性能 18
2.7 一般大氣環(huán)境襯砌混凝土碳化深度預(yù)測(cè)模型 20
2.8 碳化襯砌混凝土微觀結(jié)構(gòu) 21
參考文獻(xiàn) 23
第3章 汽車尾氣侵蝕下襯砌混凝土中性化 24
3.1 酸性氣體侵蝕下襯砌混凝土中性化研究現(xiàn)狀 24
3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法 25
3.3 侵蝕襯砌混凝土表觀形貌 26
3.4 汽車尾氣侵蝕下襯砌混凝土中性化機(jī)理 28
3.4.1 侵蝕產(chǎn)物組成分析 28
3.4.2 侵蝕產(chǎn)物相對(duì)含量分析 29
3.5 襯砌混凝土宏觀性能演化規(guī)律 32
3.5.1 相對(duì)動(dòng)彈性模量 32
3.5.2 質(zhì)量損失率 33
3.5.3 抗壓強(qiáng)度損失率 34
3.5.4 劈裂抗拉強(qiáng)度損失率 35
3.6 HNO3侵蝕下襯砌混凝土pH與NO3–含量變化規(guī)律 36
3.6.1 侵蝕襯砌混凝土pH的變化 37
3.6.2 侵蝕襯砌混凝土NO3–含量的變化 40
參考文獻(xiàn) 42
第4章 環(huán)境共同作用下襯砌混凝土中性化 44
4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法 44
4.2 汽車尾氣-碳化共同作用下襯砌混凝土中性化機(jī)理 46
4.3 汽車尾氣-碳化共同作用下襯砌混凝土宏觀性能演化規(guī)律 50
4.4 汽車尾氣-碳化共同作用下襯砌混凝土中性化規(guī)律 55
4.5 汽車尾氣-碳化共同作用下襯砌混凝土中性化深度預(yù)測(cè)模型 57
4.6 凍融循環(huán)-碳化共同作用下襯砌混凝土強(qiáng)度劣化 59
4.7 凍融循環(huán)-碳化共同作用下襯砌混凝土碳化規(guī)律 61
4.8 凍融循環(huán)-碳化共同作用下襯砌混凝土碳化深度預(yù)測(cè)模型 65
第5章 襯砌混凝土Cl–傳輸 68
5.1 襯砌混凝土氯鹽侵蝕研究現(xiàn)狀 68
5.1.1 襯砌混凝土氯鹽侵蝕機(jī)理 68
5.1.2 混凝土Cl-傳輸模型 70
5.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法 74
5.3 單一氯鹽侵蝕下襯砌混凝土Cl–傳輸 77
5.4 汽車尾氣作用下襯砌混凝土Cl–傳輸 80
5.5 凍融循環(huán)作用下襯砌混凝土Cl–傳輸 84
5.6 圍巖應(yīng)力作用下襯砌混凝土Cl–傳輸 88
5.7 襯砌混凝土Cl–傳輸模型 93
5.7.1 Cl–擴(kuò)散系數(shù) 94
5.7.2 影響Cl–?擴(kuò)散系數(shù)的因素 96
5.7.3 多因素作用下噴射混凝土Cl–?擴(kuò)散模型 102
參考文獻(xiàn) 105
第6章 襯砌混凝土鹽蝕性能 109
6.1 襯砌混凝土硫酸鹽侵蝕研究現(xiàn)狀 109
6.2 硫酸鹽侵蝕下襯砌混凝土宏觀性能演化規(guī)律 112
6.2.1 硫酸鹽侵蝕下襯砌混凝土物理力學(xué)性能變化 112
6.2.2 硫酸鹽侵蝕下襯砌混凝土損傷層厚度變化 114
6.3 硫酸鹽侵蝕下襯砌混凝土性能退化機(jī)理 116
6.3.1 侵蝕產(chǎn)物組成及含量 116
6.3.2 侵蝕產(chǎn)物微觀形貌表征 119
6.4 復(fù)合鹽侵蝕下襯砌混凝土宏觀性能演化規(guī)律 120
6.5 復(fù)合鹽侵蝕下襯砌混凝土性能退化機(jī)理 122
6.5.1 侵蝕產(chǎn)物組成及含量 122
6.5.2 噴射混凝土微觀形貌 128
6.6 復(fù)合鹽侵蝕下襯砌混凝土離子傳輸 133
6.6.1 水溶性離子含量變化與擴(kuò)散過(guò)程 133
6.6.2 酸溶性SO42–含量變化與擴(kuò)散過(guò)程 143
6.6.3 混凝土成型方式對(duì)離子擴(kuò)散的影響 147
6.6.4 噴射混凝土中離子的相互作用 149
6.6.5 水溶性Cl–與SO42–的擴(kuò)散系數(shù) 150
6.6.6 水溶性Cl–與SO42–的擴(kuò)散模型 152
參考文獻(xiàn) 154
第7章 高地?zé)岘h(huán)境下襯砌混凝土性能演化規(guī)律與機(jī)理 159
7.1 高地?zé)岘h(huán)境下襯砌混凝土耐久性研究現(xiàn)狀 159
7.2 高地?zé)岘h(huán)境下襯砌混凝土初始損傷 161
7.3 高地?zé)岘h(huán)境下襯砌混凝土耐久性試驗(yàn)設(shè)計(jì) 163
7.3.1 溫度場(chǎng)與硫酸鹽侵蝕共同作用試驗(yàn)設(shè)計(jì) 163
7.3.2 襯砌混凝土中溫度場(chǎng)特性分析 165
7.3.3 試驗(yàn)測(cè)試方法 172
7.4 溫度場(chǎng)與硫酸鹽侵蝕共同作用下襯砌混凝土宏觀性能演化規(guī)律 178
7.4.1 襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律 178
7.4.2 襯砌混凝土質(zhì)量變化規(guī)律 182
7.4.3 襯砌混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量變化規(guī)律 186
7.4.4 襯砌混凝土吸水率變化規(guī)律 189
7.5 溫度場(chǎng)與硫酸鹽侵蝕共同作用下襯砌混凝土性能演變機(jī)理 192
7.5.1 襯砌混凝土外觀形貌 192
7.5.2 襯砌混凝土侵蝕產(chǎn)物組成及含量 195
7.5.3 襯砌混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)演變 201
7.5.4 襯砌混凝土孔結(jié)構(gòu)變化規(guī)律 204
參考文獻(xiàn) 214
第8章 高地?zé)岘h(huán)境下襯砌混凝土中SO42–擴(kuò)散模型 219
8.1 襯砌混凝土中SO42–分布特征 219
8.2 考慮時(shí)間與空間變化的SO42–擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算方法 224
8.3 襯砌混凝土表面SO42–含量 230
8.4 溫度場(chǎng)與硫酸鹽侵蝕共同作用下襯砌混凝土中SO42–擴(kuò)散模型 238
8.4.1 多因素影響下襯砌混凝土中SO42–擴(kuò)散模型 238
8.4.2 模型驗(yàn)證 242
參考文獻(xiàn) 245
第9章 高地?zé)岘h(huán)境溫度場(chǎng)與硫酸鹽侵蝕共同作用下襯砌混凝土性能損傷理論計(jì)算 247
9.1 襯砌混凝土中侵蝕產(chǎn)物含量計(jì)算方法 247
9.1.1 多因素影響下侵蝕化學(xué)反應(yīng)速率 247
9.1.2 多因素影響下侵蝕產(chǎn)物生成量計(jì)算方法 252
9.2 襯砌混凝土中孔隙形狀及其占比分析 261
9.3 襯砌混凝土中侵蝕產(chǎn)物結(jié)晶壓計(jì)算方法 264
9.3.1 結(jié)晶壓理論基礎(chǔ) 264
9.3.2 不同形狀孔隙內(nèi)晶體結(jié)晶壓計(jì)算方法 266
9.3.3 考慮孔隙形狀的襯砌混凝土中鈣礬石結(jié)晶壓 270
9.4 襯砌混凝土中鈣礬石結(jié)晶壓膨脹應(yīng)力損傷 300
9.4.1 多因素作用下襯砌混凝土中裂紋密度 300
9.4.2 多因素影響下襯砌混凝土中膨脹應(yīng)力損傷 309
9.5 襯砌混凝土中水化產(chǎn)物脫鈣損傷 318
參考文獻(xiàn) 322