[发明专利]海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的概率预测方法

说明书

海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的概率预测方法，包括以下步骤：(1)建立海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的随机样本点计算模型；(2)确定海洋水下区不同种类混凝土的概率模型参数的统计特征值，并产生概率模型参数的随机样本点；(3)产生海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的随机样本点，确定海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的概率密度函数。该方法不仅能够合理描述海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的概率分布特性，而且可以校准传统确定性模型的预测精度，从而克服传统确定性模型存在的技术缺陷。

技术领域

本发明涉及混凝土表面氯离子浓度的预测方法，具体是一种海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的概率预测方法。

背景技术

在海洋水下区氯化物环境中，由于混凝土结构长期浸泡在海水中，导致海水中的腐蚀性氯离子很容易侵入混凝土内部，从而引起钢筋锈蚀和混凝土锈胀开裂。由于混凝土表面氯离子浓度是反映海洋水下区氯化物腐蚀环境作用的重要量化指标，同时也是混凝土结构耐久性定量分析与设计的重要边界条件，所以建立海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的预测方法，对于海洋水下区混凝土结构的耐久性分析与服役寿命预测具有重要意义。

海洋水下区混凝土的表面氯离子浓度主要受材料参数、环境条件和暴露时间等重要因素的影响。其中，水胶比和胶凝材料种类是影响海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的重要材料参数；海水氯离子浓度是影响海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的重要环境条件。此外，海洋水下区混凝土的表面氯离子浓度会随着暴露时间的增加呈现明显的时变特性。因此，海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的预测模型有必要综合考虑上述环境条件、材料参数和暴露时间的影响。

目前，日本规范《Standard specifications for concrete structures-2007,“design”》和中国规范《海港工程高性能混凝土质量控制标准》为了便于工程应用，将海洋水下区混凝土表面氯离子浓度选取为常数，没有考虑环境条件、材料参数和暴露时间对混凝土表面氯离子浓度的影响。

2000年欧盟发布的技术报告《Final technical report:probabilisticperformance based durability design of concrete structures》，考虑水胶比和矿物掺合料种类的影响，建立了海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的计算模型，但是该模型没有考虑环境条件(如海水氯离子浓度)和暴露时间的影响。

2007年发布的葡萄牙技术规程《Concrete-Part 1:specification,performance,production and conformity》考虑海水深度、温度、海水氯离子浓度以及水胶比的影响，建立了海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的计算模型，但是该模型没有考虑暴露时间和矿物掺合料种类对混凝土表面氯离子浓度的影响。

2010年赵羽习、王传坤、金伟良发表的一篇名称为《混凝土表面氯离子浓度时变规律试验研究》的论文中，基于室内浸泡试验数据，提出了考虑时变特性的混凝土表面氯离子浓度模型，但是没有考虑材料参数和环境条件的影响。

上述模型均属于确定性预测模型，只能保证预测结果与试验测试值的总体最优，而无法描述混凝土表面氯离子浓度的概率分布特性。

2013年钟小平、金伟良、王毅发表的一篇名称为《港口工程混凝土结构可变作用取值标准》的论文中，结合文献调研和工程经验，确定了海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的均值和标准差，但是无法考虑水胶比、矿物掺合料种类和暴露时间对海洋水下区混凝土表面氯离子浓度的概率分布特性的影响。

目前还未见有一种不仅能够综合考虑水胶比、混凝土种类、海水氯离子浓度和暴露时间的影响，而且能够合理描述海洋水下区混凝土表面氯离子浓度概率分布特性的概率预测方法的报道。

发明内容