电化学修复后混凝土柱抗震性能的数值分析与验证

摘要

为掌握电化学修复对混凝土结构抗震性能的影响，本文进行了常规电场强度下混凝土柱抗震性能的数值分析与试验验证。开展了电化学修复后钢筋低周疲劳试验，基于试验数据对OpenSees有限元平台中的Reinforcing Steel材料的本构疲劳破坏参数C_f、强度退化参数C_d和疲劳破坏指数α进行修正；开展了电化学修复前后混凝土柱的低周往复试验，得到了电化学修复对混凝土柱抗震性能指标的影响，建立了电化学修复后混凝土柱有限元纤维模型，并对比分析了数值模拟结果和试验数据。结果表明：钢筋低周疲劳试验加载幅值为±1.0%、±1.6%、±2.0%时，电化学修复钢筋试件比未修复钢筋试件的疲劳寿命分别降低约5%、30%、54%，说明电化学修复过程中产生的氢对钢筋的低周疲劳寿命负面影响随幅值的增大而增大；基于不同加载幅值下的钢筋低周疲劳数据，通过Coffin-Manson疲劳模型拟合得到考虑电化学修复后影响的本构参数C_f、C-d及α分别为0.136、0.361及0.410；电化学修复前后混凝土柱的滞回曲线形状基本一致，峰值荷载与耗能能力基本相同，说明常用电流下的电化学修复对混凝土柱的抗震性能影响较小；混凝土柱的数值模拟结果和低周往复试验结果接近，说明本文提出的有限元纤维模型可用于评估电化学修复对混凝土构件抗震性能的影响。

关键词

混凝土结构 / 电化学修复 / 低周疲劳 / 抗震性能

基金资助

国家自然科学基金项目（51878610）; 四川省重点研发计划项目（2022YFQ0048）