系泊链海水疲劳性能初步研究

通过试验研究了直径最大到187 mm的R4和R4S级系泊链在人工海水中的疲劳性能。根据疲劳试验得到了相应载荷振幅下的疲劳循环次数,并将结果和DNVGL OS-E301及API RP 2SK中的设计曲线进行了比较和分析。通过链环有限元计算,结合实际试验结果,验证了链环在拉伸载荷下的应力分布和断裂热点,为进一步分析系泊链疲劳失效机理和海洋平台系泊系统设计提供了有效的试验数据。     

养护期介入电迁阻锈保障混凝土耐久性试验研究

沿海地区氯盐侵蚀会对混凝土结构造成严重的耐久性问题,混凝土设计使用寿命难以保障。对于新建工程,若在自由水含量较高混凝土养护期进行电迁阻锈处理,则有利于电迁移性阻锈剂在钢筋周围聚集以达到更佳的阻锈效果。为此,针对两种电迁移性阻锈剂对处于氯盐侵蚀环境中的混凝土适用性展开研究,并测试了干湿循环前后混凝土内钢筋电化学参数、氯离子扩散特征及钢筋周围电迁移性阻锈剂含量研究两种电迁移性阻锈剂对混凝土耐久性保障的作用。结果表明,试验中养护期介入电迁阻锈后试件阻锈效果良好,经过干湿循环后钢筋腐蚀电位正向高于-162.6 m V,同时,钢筋附近出现明显的阻锈剂聚集现象,能保持钢筋的钝化状态。     

物探测井在地热开发中的应用

地热资源的开发利用愈来愈受到广泛的重视 ,本文阐述了物探测井在地热开发中的作用 ,并介绍了视电阻率、温度、套管磁测井等方法在地热开发中的应用。     

碳酸盐岩化学溶蚀效应

本文根据大量模拟试验成果和野外观察资料,重点讨论了碳酸溶蚀效应、硫酸溶蚀效应以及几种混合液包括碳酸或硫酸加NaCl,MgCl₂及CaCl₂等对碳酸盐岩的混合溶蚀作用,并根据硫酸水溶蚀叠加于碳酸水溶蚀作用的研究,首次提出了碳酸盐岩叠加溶蚀效应的概念,指出由于叠加溶蚀效应的存在,使硫酸溶蚀明显较碳酸溶蚀强烈。     

多龄期钢框架时变损伤模型研究

对3种不同厚度的钢材标准试件进行酸性大气环境气雾加速腐蚀试验,并对锈蚀后的试件进行单向拉伸试验,得到钢材力学性能随失重率的衰变规律。同时考虑构件截面削弱与材料力学性能降低,建立不同锈蚀程度下的钢框架有限元分析模型,利用非线性静力推覆分析得到锈蚀钢框架结构的整体初始刚度随锈蚀程度增大的退化规律,以表征结构因锈蚀造成的损伤。提出同时反映最大变形效应和累积耗能效应的双参数结构整体地震损伤模型,并在此损伤模型的基础上集合钢材材性试验结果及有限元分析结果,提出适用于锈蚀钢结构的"时变"损伤模型。对比分析以层间位移角及时变损伤模型为性能指标建立的不同龄期钢框架结构的地震易损性曲线,结果表明:随着锈蚀程度的增加,在相同地震动强度下结构超越某一极限状态的失效概率均增大。     

考虑主余震作用的近海桥墩时变地震易损性分析

基于OpenSEES平台,以某近海刚构桥桥墩为例,选取符合场地类型的地震波,并根据地震记录构造主余震序列。运用"能力需求比"分析方法建立不同服役时间节点桥墩控制截面在不同损伤状态条件下的地震易损性曲线,研究氯离子侵蚀和主余震序列对桥墩抗震性能的影响。结果表明:同一损伤状态的超越概率随着服役时间延长和PGA增大而不断变大,且随着损伤状态等级提高,超越概率逐渐降低。轻微损伤状态下,主余震序列对桥墩易损性影响较小;中等损伤、严重破坏和完全倒塌状态下,同一服役期,考虑主余震序列作用下桥墩的超越概率相比于仅考虑主震作用明显增大。     

自然腐蚀环境下钢筋混凝土梁疲劳应用性能试验研究

在海岸与近海结构工程中被广泛应用的钢筋混凝土构件,由于长期处在有海水腐蚀、干湿交替和循环荷载的严酷环境中,导致钢筋因侵蚀结构严重损伤。本文对6根钢筋混凝土试验梁进行了腐蚀与循环荷载作用下的疲劳试验研究,循环荷载幅值设计为2%～40%P_u和2%～60%P_u两种,对试验梁在大气环境中、淡水环境中和海水腐蚀环境中疲劳破坏情况进行试验探索,研究在三种环境与循环荷载作用下钢筋混凝土构件的力学性能及刚度损伤演化规律,同时分析了破坏形态、裂缝宽度、挠度的发展规律和疲劳寿命。结果表明:腐蚀与循环荷载共同作用下,短期内腐蚀溶液不会对梁内部钢筋造成显著影响从而降低耐久性;在循环次数达到一定范围内,试验梁耐久性降低42%,其中两个试验梁在循环荷载上限为0.6P_u时的耐久性分别降低54%和37%。     

典型海洋大气环境中AZ80镁合金电偶腐蚀行为研究

镁合金作为最轻的金属结构材料,具有比强度高、比刚度高、减震性能好、电磁屏蔽等优点。随着海洋强国战略的实施,先进镁合金结构材料逐步在海洋装备上开始应用。已列装的新型高强AZ80镁合金,通过与QBe1.7铍青铜紧固件连接,共同构成整体在典型海洋大气环境中服役。在高盐、高湿的海洋环境环境中,镁合金与电位更正的QBe1.7铍青铜偶接后,极易发生电偶腐蚀。电位相对更负的高强AZ80镁合金,作为电偶腐蚀的阳极被加速溶解。本研究对高强AZ80镁合金电偶腐蚀样品经过12个月青岛海洋大气暴露试验,发现空白对照组、电偶1组(紧固件铍青铜直径Ψ=10mm)和电偶2组(紧固件铍青铜直径Ψ=20mm)的平均腐蚀速率分别为108.1071、133.8929、173.6250g/(m~2·a)。电偶对表面的主要腐蚀产物为:Mg(OH)_2、MgSO_4和MgCl_2。空白样品、电偶1组和电偶2组平均腐蚀深度分别为:0.175、0.330、0.315mm/a。样品中部腐蚀深度最大,边部腐蚀深度则相对较小。不同样品在青岛试验站的腐蚀产物对基体保护能力的量度(n值)分别为1.1337、1.1378、1.0895,表明随着暴露时间的延长,试样在海洋大气环境中的腐蚀速率会加快,试样表面的腐蚀产物对基体根本起不到保护作用。通过灰色关联分析法,计算了青岛海洋大气腐蚀站点的环境因素与AZ80镁合金腐蚀深度和腐蚀失重之间的关联度,结果表明:青岛海洋大气环境因素对高强AZ80镁合金空白样品腐蚀失重影响前三位分别为:SO_4~(2-)非水溶性硫酸盐转化率;对电偶1组样品影响前三位的环境因素分别为:SO_2硫酸盐转化率NO_2;对电偶2组样品影响前三位的环境因素分别为:水溶性降尘SO_2NH_3。对比电偶对2组和1组,唯一的差别是电偶对的面积比,但决定镁合金腐蚀速度的大气成分完全不同,相关机制会在未来工作中详细研究。     

中性厌氧环境中硫酸盐还原菌导致锌的腐蚀行为研究

以锌为研究对象,使用表面表征方法和电化学测试,研究了一个培养周期内硫酸盐还原菌（Sulfate-reducing bacteria,SRB）Desulfovibrio vulgaris（D.vulgaris）引起锌（Zn）试样腐蚀行为的影响。实验结果表明,SRB导致Zn试样发生了严重的均匀腐蚀和点蚀。浸泡7天后,SRB体系中的Zn试样平均失重为32.2 mg/cm²,是无菌培养基中试样平均失重的42倍,腐蚀产物主要为ZnS。生物膜和腐蚀产物膜的累积在培养初期可以减缓金属基体与溶液界面的电子传输过程,导致腐蚀速率减缓。培养中后期,由于生物膜和腐蚀产物膜的阻隔作用,导致混合膜层底部有机碳源缺乏,SRB转向Zn获取自身所需电子,表现为腐蚀速率上升。