基于等效裂纹发展的RC梁腐蚀疲劳寿命预测及更新方法

项目名称： 基于等效裂纹发展的RC梁腐蚀疲劳寿命预测及更新方法

项目编号： No.51508036

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 建筑科学

项目作者： 马亚飞

作者单位： 长沙理工大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 腐蚀会显著降低钢筋混凝土(RC)梁的使用寿命。腐蚀疲劳导致的材料复合损伤机理复杂，RC梁腐蚀疲劳寿命评估中存在多种不确定性。本项目旨在通过从材料到构件的跨尺度疲劳试验，同时考虑多种不确定信息，提出基于不确定信息融合和更新的RC梁腐蚀疲劳寿命预测方法。主要研究内容为：进行钢筋的疲劳试验，揭示钢筋疲劳裂纹发生发展机理，建立腐蚀疲劳耦合下裂纹扩展模型，提出基于材料物理失效机理的等效初始裂纹尺度寿命预测模型；开展RC梁的静力和疲劳试验，研究腐蚀、混凝土疲劳劣化对混凝土中钢筋应力的影响，基于已建立的钢筋裂纹扩展模型，提出RC梁疲劳寿命预测方法，并结合试验进行验证；量化RC梁腐蚀疲劳跨尺度分析过程中的多种不确定性因素，发展基于反一次二阶矩原理的疲劳寿命高效预测分析方法；基于上述研究，采用信息融合和不确定更新理论动态更新先验模型，完善服役RC桥梁剩余寿命预测理论。

中文关键词： 钢筋混凝土梁；腐蚀；疲劳；不确定性；信息更新

英文摘要： Corrosion significantly reduce the remaining life of reinforced concrete (RC) beams. The damage mechanism under the coupled effect of corrosion and fatigue is very complex. Huge uncertainties exist for corrosion fatigue life assessment of RC bridges. The objective of this study is to propose a novel information fusion and uncertainty updating-based corrosion fatigue life prediction framework for RC beams considering cross-scale test. The main research tasks include: corrosion fatigue crack initiation and propagation function under the coupled effect of corrosion and fatigue based on fatigue test of rebars, and mechanism-based equivalent initial crack model for the corrosion fatigue damage prediction; the effects of corrosion level, fatigue degradation of concrete and other factors on steel bars, and proposing a systematic corrosion fatigue life prediction method for RC beams combining the preceding crack propagation model; multi uncertainties quantification in cross-scale analysis, developing an inverse first-order reliability method for probabilistic corrosion fatigue life prediction of RC beams; a posterior prediction model based on information fusion and uncertainty updating methods. This study will be useful for the remaining life prediction for existing RC bridges.

英文关键词： reinforced concrete beam;corrosion;fatigue;uncertainty;information updating