煤矿地面工业环境模拟设计与侵蚀机理研究.doc

煤矿地面工业环境设计与机理( 范 超，李友洪吴元周，吕恒林矿业大学与建筑工程学院土木工程系 摘要：立足于煤矿地面工业特殊的环境作用下混凝土结构的损伤劣化特征，依据工程实测的环境信息，提炼了煤矿地面工业环境的主要因素及分布。并结合相似理论的三大定理，研究得出了煤矿地面工业环境模拟环境试验的研究方法， 中图分类号：TU528 文献标识码：A Mine design and ground erosion of industrial environmental simulation mechanism FAN Chao,LI Youhong,WU Yuanzhou,LV Henglin (School of Mechanics Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China) Abstract：Based on the degradation characteristics of damage under specific environmental effects of concrete structures in the ground coal industry, based on the measured environmental information engineering, refining and distribution of the main factors coal ground industrial environments. And combining the three theorems similarity theory, research methods drawn mine surface industrial environmental simulation testing environment. Through the actual project multifactorial mechanism in the internal structure of concrete and mutually balanced relations, designed to demonstrate the scientific simulation environment and rationality, as a further test simulation and life prediction of engineering structures provides an important theoretical basis. Keywords：mine environment, multi-factor, concrete, similarity theory, analog design 煤矿地面工业环境是一种对环境下的结构损伤劣化机理，国内已有部分研究。吕恒林1]通过大量现场检测结果分析，确定煤矿地面工业自然环境中以HCl和Cl2为主的酸雾和固体附着物中钙、镁的氯化物是主要影响因素；姬永生等[2]-[3]研究了干湿交替对于氯离子在混凝土传输的影响，证明氯离子在干湿循环混凝土试件中的侵蚀速度快于溶液浸泡混凝土中的氯离子侵蚀速度4]通过对比试验与扫描电镜分析得出了碳化与氯离子相互作用的关系，发现碳化对氯离子侵蚀的影响具有正负效应，而氯离子侵蚀能够显著提高混凝土的抗碳化能力；牛荻涛等[5]通过对承载混凝土进行酸雨侵蚀中性化作用试验，得到了混凝土结构不同应力状态下的损伤劣化特征；尹健等[6]分析了混凝土在酸雨及碳化耦合条件下的侵蚀规律和碳化规律；Li, C. Q等 [7]-[8]研究了荷载与氯盐、二氧化碳的耦合作用对于混凝土裂缝开展的影响，并在此基础上得到了开裂混凝土残余刚度模型；金立兵9]通过引入与研究对象具有相似环境条件且具有一定服役年限的第三方参照物，以经典的相似理论为基础，提出多重环境时间相似理论。 虽然模拟环境试验研究已有较为广泛和深入的研究，但目前仍存在几点不足。首先，煤矿地面工业环境主要特征的挖掘较少，缺少理论论证；第二，多因素环境耦合的作用规律探讨不够深入，共同努力作用机理有待进一步研究；第三，相似理论在物理试验中的研究尚少，且未有适应于多因素耦合环境模拟的具体方法。本文就针对这三个问题，基于当前的研究成果，提取了煤矿地面工业环境的主要特征信息，并提出了相似理论复杂模拟环境试验设计的方法，分析得到了多因素在混凝土结构中的共同作用机理与相互平衡关系，为环境模拟试验与混凝土结构寿命预测提供重要的理论基础。 1 煤矿地面环境的主要、、、、和等，液态

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