本书结合工程现场实际、现场模拟试验研究了高寒盐沼泽区桥梁桩基工程特性在不同龄期的变化规律，确定了高寒盐沼泽区桥梁桩基受损伤的主要范围；室内试验研究了高寒盐沼泽区桥梁桩基材料长龄期的损伤力学特性和微观变化机理；探明了高寒盐沼泽区桥梁桩基混凝土在长期浸泡、干湿循环、养护冻融、浸泡冻融、干湿-冻融等不同条件下的损伤规律；分析了高寒盐沼泽区桥梁桩基腐蚀前后的竖向与横轴向承载特性；构建了高寒盐沼泽区桥梁桩基安全评价体系；提出了高寒盐沼泽区桥梁桩基的设计计算参数与方法，完善了高寒盐沼泽区桥梁桩基工程技术。
本书可为公路、铁路、工业与民用建筑等行业的基础工程设计和高等院校、科研院所的科研人员提供参考。
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前言
高寒盐沼泽区具有明显区别于其他地区的环
境特性，腐蚀性离子成分复杂、冻融循环与干湿
循环显著等共同构成了特殊的环境条件。位于高
寒盐沼泽区的桥梁桩基，受盐度、水分、温度等
因素耦合作用，桩身混凝土与钢筋受到不同程度
的损伤，使桥梁桩基抵抗外荷载的能力大大降低
，甚至会造成桥梁结构整体功能丧失。
桩基础属于隐蔽性工程，对高寒盐沼泽区桥
梁桩基损伤过程力学特性的现场试验及室内模拟
试验少有人涉及，位于高寒盐沼泽区桥梁桩基的
设计计算理论较少有结合现场实际及室内模拟特
点指导工程设计，大多感性的、粗放的设计对在
役桥梁的承载特性影响如何，至今仍是工程技术
人员期望探明的问题。
本书在总结和借鉴国内外相关研究成果的基
础上，基于现场模拟试验、室内模拟试验、数值
模拟及理论分析，分析盐度、水分、温度等因素
耦合作用下桥梁桩基损伤过程的力学特性及微观
腐蚀机理，分析高寒盐沼泽区桥梁桩基腐蚀前后
的承载特性，构建高寒盐沼泽区桥梁桩基安全评
价体系，提出适用于高寒盐沼泽区桥梁桩基的工
程技术。
全书共分八章，第一章以青海高寒盐沼泽区
为例，从气候特点、地质地貌特征、水文条件、
土质条件四个方面阐述高寒盐沼泽区的环境特点
，分析了典型的高寒盐沼泽区干湿循环区域结构
混凝土材料的腐蚀病害现象、程度及成因。第二
章调查分析德香高速公路桥址盐沼泽区域气候特
征、地形地貌特征、岩土体类型，分析桥涵区域
水体腐蚀特性，为研究盐沼泽对桥梁基础产生的
腐蚀机理分析及腐蚀防治措施的提出奠定基础。
第三章针对高寒盐沼泽区桥梁桩基地面以下不同
深度处遭受干湿循环和冻融循环时的损伤问题，
通过现场试验，着重研究桩基在地面以下不同深
度、不同混凝土配合比、不同龄期、不同防护措
施等条件下公路桥梁桩基的力学性能及其微观腐
蚀机理。第四章采用室内模拟试验，研究高寒盐
沼泽区桥梁桩基在长期浸泡、干湿循环、养护冻
融、浸泡冻融、干湿-冻融循环等不同条件下的
长期力学性能变化规律，并对其微观机理进行分
析。第五章在采用粗糙集理论评价桥梁桩基混凝
土力学性能影响因素的基础上，基于高寒盐沼泽
区桥梁桩基混凝土损伤机理及损伤力学理论，采
用回归分析的方法，建立桥梁桩基混凝土在长期
浸泡、干湿循环、养护冻融、浸泡冻融、干湿-
冻融和复合盐浓度等外部环境作用下的腐蚀规律
的经验公式。第六章采用数值模拟方法，研究桩
基腐蚀深度及剥落厚度变化对桩基竖向与横轴向
承载特性的影响，探究高寒盐沼泽腐蚀造成的桥
梁桩基工作性能变化特征。第七章基于模糊层次
综合评价法，建立盐沼泽区桥梁桩基的腐蚀损伤
模型，提出盐沼泽区桥梁桩基的损伤指标体系，
提出盐沼泽区桥梁桩基损伤评价等级，构建盐沼
泽区桥梁桩基工程安全评价体系。第八章对高寒
盐沼泽区独特的腐蚀环境，从耐腐蚀混凝土技术
、钢筋阻锈技术、隔离防腐技术等几个方面，提
出适于高寒盐沼泽区桥梁桩基的设计技术。
在本书脱稿之际，作者对青海省交通运输厅
、青海省高等级公路建设管理局、青海省公路科
研勘测设计院及其相关专家与技术人员给予的支
持表示感谢，对郑扬、蔺亚敏、胡海波、杜海丽
、黄涛等在现场试验、室内试验、数值模拟、资
料整理过程中的付出表示感谢。
由于时间紧促、水平有限，书中不足之处在
所难免，敬请读者指正。
第一章 绪论
1.1 高寒盐沼泽区环境特点
1.1.1 青海高寒盐沼泽区气候特点
1.1.2 青海高寒盐沼泽区地质地貌特征
1.1.3 青海高寒盐沼泽区水文条件
1.1.4 青海高寒盐沼泽区土质条件
1.2 高寒盐沼泽区结构腐蚀病害
1.2.1 腐蚀病害程度
1.2.2 腐蚀病害成因
1.3 本书主要目标
第二章 德香高速公路桥址盐沼泽分布信息调查与分析
2.1 概述
2.2 德香高速公路盐沼泽区自然环境资料调查与分析
2.2.1 沿线盐沼泽分布
2.2.2 沿线气象资料
2.2.3 沿线地形地貌特征
2.2.4 沿线盐碱沼泽、盐渍土
2.2.5 沿线桥涵区段盐沼泽水质成分
2.3 小结
第三章 高寒盐沼泽区桥梁桩基损伤现场试验
3.1 概述
3.2 现场试验设计
3.2.1 现场试验环境条件及模拟试验思路
3.2.2 现场试验工况与材料参数选取
3.2.3 测试方法
3.3 试验结果分析
3.3.1 不同深度处桥梁桩基混凝土质量变化规律
3.3.2 不同深度处桥梁桩基桩身抗压强度变化规律
3.3.3 不同掺合料和防护措施下桥梁桩基混凝土抗侵蚀系数
3.3.4 不同深度处桥梁桩基混凝土抗侵蚀系数
3.3.5 不同深度处桥梁桩基钢筋锈蚀状态
3.3.6 不同掺合料下桥梁桩基钢筋锈蚀状态
3.3.7 桥梁桩基混凝土微观结构损伤机理
3.4 小结
第四章 高寒盐沼泽区桥梁桩基损伤室内模拟试验
4.1 概述
4.2 室内试验方案
4.2.1 试验工况设计
4.2.2 复合盐浓度制备
4.2.3 桥梁桩基混凝土材料的选择
4.2.4 桥梁桩基混凝土配合比设计
4.2.5 桥梁桩基混凝土试件的制作与试验条件
4.3 试验结果分析
4.3.1 长期浸泡作用下桥梁桩基混凝土的力学性能和微观机理
4.3.2 干湿循环作用下桥梁桩基混凝土的力学性能和微观机理
4.3.3 养护冻融循环作用下桥梁桩基混凝土的力学性能和微观机理
4.3.4 浸泡冻融循环作用下桥梁桩基混凝土的力学性能和微观机理
4.3.5 干湿-冻融循环作用下桥梁桩基混凝土的力学性能和微观机理
4.4 小结
第五章 高寒盐沼泽区桥梁桩基力学性能影响因素评价及分析
5.1 概述
5.2 基于粗糙集理论的桥梁桩基混凝土力学性能影响因素评价
5.2.1 粗糙集理论
5.2.2 粗糙集软件ROSETTA简介
5.2.3 基于粗糙集理论的桩基混凝土力学性能影响因素权重分析
5.3 基于损伤力学的桥梁桩基混凝土腐蚀损伤分析
5.3.1 长期浸泡作用下桥梁桩基混凝土的损伤度
5.3.2 干湿循环作用下桥梁桩基混凝土的损伤度
5.3.3 养护冻融作用下桥梁桩基混凝土的损伤度
5.3.4 浸泡冻融作用下桥梁桩基混凝土的损伤度
5.3.5 干湿-冻融循环作用下桥梁桩基混凝土的损伤度
5.4 桥梁桩基混凝土相对动弹性模量与抗侵蚀系数的相关性分析
5.5 小结
第六章 高寒盐沼泽区桥梁桩基腐蚀前后承载特性数值模拟计算与分析
6.1 概述
6.2 计算模型
6.2.1 几何模型
6.2.2 单元划分
6.2.3 本构模型
6.3 计算参数选取
6.4 计算方案
6.4.1 计算工况设计
6.4.2 计算分析方案
6.5 计算成果与分析
6.5.1 腐蚀深度变化对桩基竖向承载力的影响
6.5.2 剥落厚度变化对桩基竖向承载力的影响
6.5.3 腐蚀深度变化对桩基横轴向承载力的影响
6.5.4 剥落厚度变化对桩基横轴向承载力的影响
6.6 小结
第七章 高寒盐沼泽区桥梁桩基安全评价技术
7.1 概述
7.2 安全评价方法及适用性分析
7.2.1 安全评价方法概述
7.2.2 安全评价方法适用性分析
7.3 高寒盐沼泽区桥梁桩基安全评价方法及安全评价模型建立
7.3.1 高寒盐沼泽区桥梁桩基安全评价方法研究
7.3.2 高寒盐沼泽区桥梁桩基损伤安全评价模型建立
7.3.3 高寒盐沼泽区桥梁桩基气候、环境作用风险评价
7.4 小结
第八章 高寒盐沼泽区桥梁桩基设计技术
8.1 概述
8.2 耐腐蚀混凝土技术
8.2.1 掺合料
8.2.2 耐腐蚀混凝土配合比
8.3 钢筋阻锈技术
8.3.1 钢筋锈蚀危害
8.3.2 环氧树脂阻锈
8.3.3 钢筋阻锈剂
8.4 隔离防腐技术
8.4.1 桥梁桩基隔离防腐
8.4.2 桥梁桩基隔离防腐优化
8.5 小结
参考文献
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