地下工程混凝土结构耐久性的多指标多模式评价模型

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发布时间：2021-09-10

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地下工程混凝土结构耐久性的多指标多模式评价模型
陈涛
(唐山学院土木工程系，河北唐山063000)
摘要：影响地下结构混凝±耐久性的因素较多且较复杂，各种因素对耐久性的作用是交叉影响的。结合实际情况，选取常见的有代表
性的几个指标，如与周边岩土介质及施工条件等相关的应力状态及水平、混凝土材料配合比、碳化环境、服役期限等，分析它们交叉影响下
地下结构耐久性的劣化状况．结合所建立的耐久性寿命评判准则，预测结构的耐久性寿命。在试验基础上获得多个影响指标与碳化深度的
相关数据，建立多指标多模式预测模型。模型经验证町有效用于对同类工程条件下地下结构耐久性寿命的评判与预测，并可泛化推广至其
他各环境影响因素作用下的耐久性寿命的类似分析。
关键词：地下结构；混凝土；耐久性；多指标多模式
中图分类号： TU528 01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)08—0045—03
Multiple factors and attribute prediction study of durability life on underground concrete structures
CHEN Ta0
(Department School ofCivil Engineering，Tangshan College，Tangshan 063000，China)
Abstract： Durability problem ofunderground concrete structures is beeonfing more and more serious，but the study work tO it is scantNThe influ—
ence fac!ors ofunderground structures arc relatively numerous and complicated，and these factors act one another by the manner ofcrossed influence．
Combined with the actual instance，SCveral thmiliar representative factors，such as stress state and its level interrelated with surrounding rock and soil
medium or conslruction conditions mixturemtioofconcretematerials，carbonization environm ent，servicetime，etc．，were selectedtoanalyze dura—
billty ofunderground structures based on the thctors’crossed influence and predict structures’durability life considering thejudgment rule ofdurabil—
ity life established AN2q model was constituted by gaining the related data of influence factors and carbonization depth based on experiment．The
model can be used in judgrnent and prediction ofmldergromld structures’durability life under homogeneous engineering conditions eficiently by
verit~ingit．and canbegeneralizedtotheanalogousanalysisofdurabilitylife underthe actionofotherenvironmentinfluencefactors．
Key words： un derground structures；concrete；durability；multiple factors and attribute
0 引言
混凝土结构的耐久性问题已引超人们的普遍关注，但其研
究作仍不够深入，目前取得的一些研究成果主要集中在地面
及水工结构，而j三L其研究方法主要还是停留在术才料的层次上?
对于地下结构耐久性的研究极少有人涉及，并且往往认为地下
结构不会m现耐久性问题而自然破坏；在研究的层面上很少考
虑到结构力学层次方面的因素；此外研究的角度也多足开展单
因素影响下的耐久性研究，而极少考虑实际_【程中几种凼素综
合作用下的耐久性破坏情形。
事实上，地下混凝土结构的耐久性问题非常严重，随着近
几十年来大型地下工程的大量涌现而愈发突出I】l，而且由于地
下结构相对于地面结构的特殊性，其耐久性问题更有其独特性
和复杂性，主要表现在：地下结构与复杂的岩土地质条件紧密
联系，且应力状况复杂多变，其耐久性状况难以观测、试验和模
拟；岩土体具有非均质性和流变性等特点，容易造成结构的不
均匀沉降；耐久性影Ⅱ向因素众多．除一般地面结构物可能面对
的CO 等侵蚀性物质外，地下岩土中的各种腐蚀性离子、地下
水、杂散电流、施T工艺及质量等其他因素都可能影响到地下
丁程混凝土结构物的上E常使用和耐久性寿命。因此对地下结构
收稿臼期：2010—03—30
的耐久性研究也将有别于一般地面结构的研究方法，尤其是研
究角度方面须考虑多个因素的综合交叉影响。
本文拟以地下结构混凝土在各种复杂的岩土、施工及环境因
素影响下经受碳化作用时的耐久性问题为例进行探讨，为研究
方便，进一步将该问题的耐久『生影响因素归结为应力状态及水平、
混凝土材料自身性质、碳化情形、作用龄期等几个方面，通过建立
碳化深度及抗压强度与各影响因素的关系，并结合所选取的寿
命评判准则，可以对结构的耐久性寿命进行分析与预测。
1 多指标多模式预测模型的建立
1．1 多重属性回归预测
总的来说，滑坡稳定性可受到多方面因素的影响作朋，对
于影响因素的选取，宦结合滑坡实际条件和稳定状况综合确定，
同时应避免因素间存在相同标准差而不具备变异性的情况，否
则只选取对滑坡稳定性极具影响作用的因素。假设对滑坡稳定
性有，。个影响因素( ⋯ )，确定其相互问有预设函数K(x)
的作用并再考虑误差项的影响，则稳定系数与各影响因素
之间叮形成式(1)关系，为：
K： ( )十I b+a 1+ 2+⋯+Otr；Cn+~ (1)
若针对滑坡整体稳定性有m组研究对象可予以反映，则建