湿度-温度耦合效应下码头CFRP加固桩基钢筋锈蚀特性试验研究及剩余寿命预测

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51379073
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    77.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1101.海岸工程与海洋工程
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Reinforcement bar corrosion of concrete structure in offshore engineering is a world concerning problem which has become increasingly prominent, especially the pile wharf's pile foundation which suffers wave splashing, tide alternating and temperature changing for long time is prone to cause steel bar corrosion, early destruction and service time reducing. In recent years using Carbon Fiber-Reinforced Polymer (CFRP) which has high strength and excellent corrosion resistance ability to reinforce pile wharf's pile foundation and prevent reinforcement bar corrosion under complex environment is a study of bright prospects in marine engineering. In this research project the humidity-temperature coupled environment system is designed and used to accelerating corrosion of pile strengthened with CFRP, at the same time, combined with theoretical analysis and numerical calculation, the steel bar corrosion morphology under humidity-temperature coupling condition is researched and reinforcement bar corrosion morphology description theory and method is established; the influence law of humidity- temperature coupling and CFRP material to steel bar corrosion is revealed and the progressive corrosion mechanism of pile strengthened with CFRP is also researched; on these basis, the pile rebar's expansion corrosion stage division, definition standard and quantitative analysis theory is explored, the pile's reinforcement steel corrosion prediction model and analysis theory of residual service life under the humidity-temperature coupling condition is built.
近海工程混凝土结构中钢筋锈蚀已成为全世界普遍关注并日益突出的问题,尤其是海港高桩码头桩基长期受浪溅、潮差的干湿交替以及温度变化的影响,其内部钢筋易发生锈蚀破坏,是造成桩基早期破坏,影响码头使用寿命的关键。近年来利用新型碳纤维增强复合材料(CFRP)的高强度和优异耐腐蚀性能加固码头桩基,防止钢筋锈蚀,是目前海工领域一项具有前景的研究。本课题设计干湿交替-温度耦合环境模拟系统进行CFRP加固码头桩基钢筋锈蚀加速试验,结合理论分析、数值模拟方法,研究湿度-温度耦合作用下CFRP加固桩基钢筋锈蚀形态特征,建立CFRP加固桩基钢筋锈蚀的形态描述理论与方法;揭示钢筋锈蚀过程中湿度、温度耦合及CFRP材料对钢筋锈蚀的影响规律,获取CFRP加固桩基钢筋渐进锈蚀机理;在此基础上探索桩基钢筋锈蚀扩展期不同阶段划分、标准界定及其量化分析理论,构建基于湿度-温度耦合下码头桩基钢筋锈蚀剩余寿命预测模型与分析理论。

结项摘要

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有超高的强度质量比、施工方便以及优良的耐腐蚀性能,非常适用于恶劣海洋环境中高桩码头混凝土桩基钢筋锈蚀的防腐加固,也是目前海工领域一项具有前景的研究。本课题通过研发干湿交替-温度耦合环境模拟系统与室内桩基钢筋加速锈蚀试验系统,研究了湿度-温度耦合作用下CFRP加固桩基钢筋腐蚀形态特征,获取了湿度-温度耦合作用下,大气区、干湿交替区和水下区高桩码头CFRP加固桩基钢筋锈蚀的形态渐进性演化特征;研究了干湿交替过程、温度周期变化及CFRP加固材料对桩基钢筋锈蚀的影响规律,获得了湿度-温度耦合作用下CFRP加固桩基钢筋渐进锈蚀机理;对桩基渐进性锈蚀过程的不同发展阶段进行划分、标准界定及其量化,并对湿度-温度耦合作用下码头CFRP加固桩基钢筋锈蚀剩余寿命进行了预测。研究结果表明腐蚀桩基以及未腐蚀桩基的抗腐蚀能力相较于未经加固前具有了显著的提高,形成的海洋环境下CFRP加固不同耐久性码头桩基的修复效果、CFRP加固桩基内部钢筋锈蚀规律以及CFRP加固桩基剩余使用寿命的计算方法等内容,为码头桩基的耐久性修复中应用CFRP加固这一先进的技术提供了试验数据和理论参考。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(1)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(3)
专利数量(7)
Numerical Analysis on Mechanical Properties of Beams Reinforced by CFRP Laminate
CFRP层合板加固梁力学性能数值分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Applied Mechanics and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ning Zhuang;Haodong Sun;Song Ge
  • 通讯作者:
    Song Ge
Stability Analysis on Aquatic-Sand Pile Composite Foundation Reinforcing for New Shore-Connecting Structure
新型接岸结构水生砂桩复合地基加固稳定性分析
  • DOI:
    10.1080/1064119x.2014.966871
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    marine georesources & geotechnology
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Ning Zhuang;Haodong Sun;Junhua Fang
  • 通讯作者:
    Junhua Fang
Effects of steel reinforcement corrosion on carbon-fibre-reinforced polymer repaired slabs
钢筋腐蚀对碳纤维增强聚合物修复板的影响
  • DOI:
    10.1680/stbu.14.00105
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    proceedings of the institution of civil engineers-structures and buildings
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Ning Zhuang;Yujue Zhou;Haodong Sun
  • 通讯作者:
    Haodong Sun
外贴CFRP 布梁碳纤维束铆钉锚固下力学特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    混凝土
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庄宁;赵海宇;董洪汉;杜壹伦
  • 通讯作者:
    杜壹伦
Corrosion activity on cfrp-strengthened rc piles of high-pile wharf in a simulated marine environment.
模拟海洋环境中高桩码头CFRP加固钢筋混凝土桩的腐蚀行为
  • DOI:
    10.1155/2017/7185452
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Advances in Materials Science and Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ning Zhuang;Yujue Zhou;Yeming Ma;Yingdi Liao;Da Chen
  • 通讯作者:
    Da Chen

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其他文献

不同轴力水平下平端板组合节点抗震性能试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    吴兆旗;庄宁;郭兰慧;费晓辉
  • 通讯作者:
    费晓辉
植被对土壤入渗和地表产流过程的影响研究进展
  • DOI:
    10.14123/j.cnki.swcc.2017.0058
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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    --
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采用锚固系统的碳纤维增强聚合物层合板加固钢筋混凝土梁的弯曲试验研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Materials Express
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    庄宁;陈俊舟;郑苗;陈达
  • 通讯作者:
    陈达
采用碳纤维布加固的高桩码头地震响应数值模拟分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    水道港口
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庄宁;郑苗;孙浩东;陈俊舟
  • 通讯作者:
    陈俊舟
整体箱板式高桩码头地震响应数值模拟分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庄宁;许明宇;陈聪;杨文涛
  • 通讯作者:
    杨文涛

其他文献

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热带海洋环境下外海开敞式码头CFRP钢管混凝土桩基腐蚀形态演化与力学性能劣化研究
  • 批准号:
    51679080
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    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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