【技术实现步骤摘要】
在役隧道衬砌结构硫酸盐腐蚀损伤预测方法及系统
[0001]本专利技术涉及混凝土硫酸盐侵蚀的寿命预测领域，尤其涉及在役隧道衬砌结构硫酸盐腐蚀损伤预测方法及系统。
技术介绍
[0002]由于我国隧道工程的大规模开发和建造，无论是高速公路还是铁路隧道都在快速发展并越来越多。但是随着国家基础建设的完善，建造隧道已经慢慢降温，相应的如何维护和修护隧道成为了主要研究方向。在我国西南地区，隧道饱受硫酸盐侵蚀的困扰，硫酸盐的物理结晶作用以及化学侵蚀作用是导致西南地区铁路隧道衬砌混凝土表层剥落和失去胶结强度的重要原因，硫酸盐侵蚀引起的混凝土结构劣化破坏，表现为侵蚀性离子通过混凝土中水化产物发生反应，生成膨胀物质石膏和钙矾石。在混凝土试件外表孔隙处会产生结晶盐，内部产生的侵蚀产物具有膨胀性，所以产生结晶盐膨胀应力，导致混凝土开裂剥落，质量和Erd大幅度下降
[0003]目前隧道混凝土硫酸盐侵蚀的寿命预测与钢筋混凝土的氯离子侵蚀寿命预测趋近一致。为了快速的测出硫酸盐的扩散深度，通过Fick第二扩散定律计算出混凝土的实际寿命。其大多采用测量...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种在役隧道衬砌结构硫酸盐腐蚀损伤预测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取在役隧道上的混凝土在被硫酸盐腐蚀过程中，所述混凝土的相对动弹模量或质量损失的时间序列；基于所述混凝土的相对动弹模量或质量损失的时间序列，构建以混凝土过去的相对动弹模量或质量损失的时间序列为输入量，以混凝土将来的相对动弹模量或质量损失的时间序列为输出的ARIMA模型；基于所述ARIMA模型对所述混凝土将来的相对动弹模量或质量损失的时间序列进行预测，并根据预测的将来的相对动弹模量或质量损失对在役隧道衬砌结构硫酸盐腐蚀损伤进行预测。2.根据权利要求1所述的在役隧道衬砌结构硫酸盐腐蚀损伤预测方法，其特征在于，获取在役隧道上的混凝土在被硫酸盐腐蚀过程中，所述混凝土的相对动弹模量的时间序列，包括以下步骤：现场取芯制备的混凝土试件，该混凝土试件已受到长时间的硫酸盐侵蚀，并保留其内部的环境因素的影响；将制备好的混凝土试件放入与所述实际工作环境一致的硫酸盐溶液中，采用干湿循环的方式对混凝土试件进行加速硫酸盐腐蚀；以预设的采用周期对加速硫酸盐腐蚀过程中的所述混凝土试件进行多次超声波无损检测采样：对所述混凝土试件的每一次超声波无损检测采样时，均采集所述混凝土试件多个不同方向的纵波波速，并采用三维层次分析法对每次采样的混凝土试件的多个不同方向的纵波波速进行分析，得到每次采样的混凝土试件的综合纵波波速，并根据每次采样的混凝土试件的综合纵波波速与混凝土试件未被硫酸盐腐蚀时的综合初始纵波波速计算每次采样的混凝土试件的相对动弹模量；按时间顺序对每次采样的混凝土试件的相对动弹模量进行排序，得到所述混凝土试件的相对动弹模量的时间序列。3.根据权利要求2所述的在役隧道衬砌结构硫酸盐腐蚀损伤预测方法，其特征在于，采用三维层次分析法对本次采样的多个不同方向纵波波速进行分析，得到本次采样的混凝土试件的综合纵波波速，通过以下公式实现：其中，V1'、V2'、V3'、V4'和V5'分别为本次采集的从混凝土试件侧面四个方向以及轴向方向采集的纵波波速，单位为m/s；V0′
为本次采集的混凝土试件的综合纵波波速，单位为m/s；w1、w2、w3、w4和w5为本次采集的从混凝土试件侧面四个方向以及轴向方向采集的纵波波速的权重。4.根据权利要求3所述的在役隧道衬砌结构硫酸盐腐蚀损伤预测方法，其特征在于，根据本次采样的混凝土试件的综合纵波波速与混凝土试件未被硫酸盐腐蚀时的初始综合纵波波速计算本次采样的混凝土试件的相对动弹模量，通过以下公式实现：
其中，E
rd
为t时刻采集的混凝土试件的相对动弹模量；V0，V
t
分别为混凝土试件未被硫酸盐腐蚀时的初始综合纵波波速和t时刻采集的混凝土试件的综合纵波波速。5.根据权利要求1所述的在役隧道衬砌结构硫酸盐腐蚀损伤预测方法，其特征在于，获取在役隧道上的混凝土在被硫酸盐腐蚀过程时，所述混凝土的质量损失的时间序列，包括以下步骤：现场取芯制备的混凝土试件，该混凝土试件已受到长时间的硫酸盐侵蚀，并保留其内部的环境因素的影响；将制备好的混凝土试件放入与所述实际工作环境一致的硫...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘敦文，唐宇，陈皓斐，曹坤鹏，龚纯，张万茂，卢国兴，胡恒，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。