本书围绕隧道与地下工程结构在建设施工或运营过程中可能出现的耐久性损伤积累问题及寿命分析与预测课题开展研究,侧重于介绍研究采用的思想理念、方法手段、范围与角度及取得的理论与应用方面的成果。
全书共分八章,主要包括:绪论、工程结构可靠度的基本理论介绍、地下混凝土结构劣化度及耐久性研究体系的建立、基于碳化作用的地下混凝土结构损伤劣化模型建立、细观损伤理论在地下混凝土结构耐久性研究及寿命分析预测中的应用、地下混凝土结构耐久性寿命智能预测研究、地下混凝土结构基于耐久性与劣化度的可靠性分析、基于氯离子渗流耦合作用的地下混凝土结构耐久性研究。
本书可供从事混凝土结构或隧道及地下工程损伤与耐久性研究,以及相应设计、施工及运营管理相关人员交流、学习或参考,也可供高等院校相关专业教师、研究生和高年级本科生使用。
笔者所在研究团队十余年来坚持对地下工程结构的耐久性问题开展研究工作,迄今已在国内外核心期刊公开发表研究成果论文20余篇,并先后主持或参与国家自然科学基金项目“地下混凝土衬砌结构的耐久性与使用寿命”及“软岩多元分析的智能化随机模糊决策与工程控制”及湖北省自然科学基金项目“基于地下水渗流耦合作用的地下混凝土结构耐久性的研究”、河南省科技攻关项目“重大地下工程项目耐久性失效风险评估的关键技术研究”等项目的研究工作,本书的写作即是在上述课题研究成果的基础上进一步归纳、总结和延展而成的,同时也得到了其中的湖北省自然科学基金项目及所在单位学科建设资金的资助。
本书从不同的耐久性影响因素耦合作用的情形,以及不同的研究手段与目标角度出发,对一般地下混凝土工程结构在建设与使用过程中可能遇到的常见耐久性问题进行较全面的考虑和系统研究。旨在对该领域进行一些探索性和开创性的研究工作并获得一定的基础理论成果或可供借鉴的研究思路与方法,并努力将这些成果与实际工程问题联系起来且能最大限度地解决这些问题或提供一些有益思路及方法措施。本书研究的主要内容包括:对地下工程结构耐久性的研究现状及区别于地面结构的特点进行全面的总结、归纳和评析;对影响地下结构耐久性的各因素进行归类、分析;提出广义耐久性及劣化度函数的理念,建立地下结构耐久性的研究、分析与评价体系;
考虑几种典型环境下的多因素耦合作用的情形,开展试验及理论建模研究,其中尤其对于外荷载作用下混凝土的碳化腐蚀及钢筋锈蚀破坏,以及地应力、地下水渗流耦合作用时的氯离子侵蚀破坏进行了较深入的研究及说明,以探寻其耐久性劣化的机理规律及建立结构耐久性损伤的劣化模型;应用损伤力学、可靠度理论或人工神经网络的方法原理开展地下结构耐久性寿命评判与预测的相关研究工作。
本书在写作过程中,既注重理论及基础知识的阐述,又重视其在实际工程中的应用和基本方法、操作过程与步骤等的介绍;既总结介绍国内外最新研究成果、发展趋势,又详细说明著作者的研究思路与成果。编者们编辑成书过程也力求全书研究内容及章节知识的系统性,相信该书的出版将在一定程度上推动我国在地下工程结构耐久性研究领域的关注和发展。