基于Weibull模型的混凝土凍融損傷壽命預測及應用

楊冬鵬，郭衛(wèi)民，王寶民

(1.遼寧省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110006；2.遼寧省交通規(guī)劃設計院有限責任公司，遼寧 沈陽 110166；3.大連理工大學 土木工程學院，遼寧 大連 116024)

1 研究背景

混凝土作為當今應用最廣泛、最重要的一種人造建筑材料，其耐久性能直接影響著工程的使用壽命。混凝土耐久性受內外部因素的共同影響，其中內部因素主要有混凝土組成材料用量、材料性質及微觀結構[1]；外部因素主要是指其服役環(huán)境包括應力條件、溫度濕度條件等各種外部因素[2-4]。不同環(huán)境條件下，各影響因素造成的影響權重大不相同。對于我國北方嚴寒和寒冷地區(qū)，混凝土的抗凍性能是影響混凝土服役壽命的關鍵因素。目前基于凍融損傷作用下的混凝土損傷模型研究已取得一定研究成果[5-6]。宋玉普等[7]基于三參數(shù)Weibull分布建立了一種混凝土結構凍融損傷可靠度分析模型，并利用等效損傷原理推導了計算混凝土凍融損傷失效概率及剩余壽命計算公式；關宇剛等[8]結合可靠度與損傷理論，提出了適用于不同邊界條件以及包括單因素和多因素復合作用下的混凝土壽命預測多元Weibull分布模型；余紅發(fā)等[9-10]基于Fick第二擴散定律建立了多種因素作用下的混凝土氯離子擴散理論模型，解決了Fick擴散理論在混凝土中的適應性問題。不同的科研工作者對于表征混凝土凍融損傷程度的指標選取各不相同，依據(jù)不同的選取指標主要有基于凍融損傷過程的質量衰減模型、相對動彈性模量衰減模型、強度衰減模型、能量耗散模型、超聲波聲速變化規(guī)律模型等。……