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混凝土结构耐久性环境区划标准中的现场冻融循环次数

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:表7-1现场年冻融循环次数与文献统计结果对比续表7.2.1.2现场冻融循环次数与最冷月平均气温实际工程中,具体地区的年均负温天数并不易统计,是否能够获得历史气象资料、资料是否完备以及对历年数据进行统计的工作量都是需要考虑的问题。现有规范或技术标准[7-2,7-9]中多采用最冷月平均气温和混凝土饱水程度来区分冻融循环环境作用的严酷程度。

混凝土结构耐久性环境区划标准中的现场冻融循环次数

7.2.1.1 现场冻融循环次数与负温天数

建立一种普适性较强且易于操作的统计各地冻融循环次数的方法,对于现场冻融循环环境的量化工作和冻融循环环境下混凝土的耐久性评估预测工作都具有非常重要的实用意义。

利用中国气象局采集的200个城市50年间的历史气象数据[7-8],统计各地现场环境的累年年均正负温交替次数,绘出各地年均正负温交替次数的分布如图7-1所示。从图7-1中可以看出,寒冷的东北及西北地区的正负温交替次数反而比华北等地区小,这与工程经验相矛盾[7-13],说明简单地以年均正负温交替次数来表征各地的冻融循环次数不甚合理。因此,考虑严寒地区的持续性负温天气,用年均负温天数nf来表征冻融损伤程度,现场年均冻融循环次数nact与年均负温天数nf的关系可表示为:

式中:λ为修正系数,结合我国部分地区的实测或统计冻融循环次数数据[7-13,7-14],取λ=0.7,由此得到的年均冻融循环次数如图7-2所示,其变异系数如图7-3所示,除了南部偶尔受冻地区变异系数较大外,其余地区均在10%以下,并较好地服从正态分布,这表明利用公式(7-1)可以很好地表征各地的冻融循环的频繁程度。

图7-1 现场环境年正负温交替次数

图7-2 现场环境年冻融循环次数

图7-3 现场环境年冻融循环次数的变异系数

表7-1为本章统计结果与已有典型地区统计结果的比较,可看出用该统计方法确定的自然环境中的年冻融循环次数是合理的,计算值与文献[7-1]预测值的一致性也较好。然而,文献[7-1]中利用有限差分法的逐时计算方法需要大量的逐时数据和复杂的计算,不便于工程实践和推广。(www.xing528.com)

表7-1 现场年冻融循环次数与文献统计结果对比

续表

7.2.1.2 现场冻融循环次数与最冷月平均气温

实际工程中,具体地区的年均负温天数并不易统计,是否能够获得历史气象资料、资料是否完备以及对历年数据进行统计的工作量都是需要考虑的问题。因此,有必要建立冻融循环次数与某一易于统计的当地环境气候特征参数之间的关系,依据常见的气象资料参数来预估该地的年均冻融循环次数,并依此得出一个可供参考的当地冻融循环次数,以便于进行混凝土抗冻设计及推动混凝土抗冻耐久性设计的定量化发展。

现有规范或技术标准[7-2,7-9]中多采用最冷月平均气温和混凝土饱水程度来区分冻融循环环境作用的严酷程度。而饱水程度与冻融循环次数没有直接关系,本章对统计得到的年均冻融循环次数与最冷月(即1月)平均气温TL(℃)进行了回归分析,结果如图7-4所示。

图7-4 年冻融循环次数与最冷月平均气温的关系

可见,除青藏高原地区受到高原气候的显著影响而需单独考虑外,其余地区的年均冻融循环次数与其最冷月平均气温的关系都较为一致。可用回归公式(7-2)来近似计算各地的年均天然冻融循环次数:

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