水运工程检测与评估2016复习题

水运工程检测与评估河海大学港口海岸与近海工程学院1、码头工程检测与评估的原因？1.码头改造与升级2.码头的所有权发生变化3.码头的安全使用4.发生意外事故，码头建筑物遭到破损。2、混凝土强度无损检测和有损检测方法种类及检测原理？无损检测1.回弹法，回弹法是用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆（传力杆），弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值（反弹距离与弹簧初始长度之比）作为与强度相关的指标，来推定混凝土强度的一种方法。2.超声波法，超声波在混凝土中的传播速度与混凝土的弹性性质密切相关，而混凝土的弹性性质又可以反映其强度大小，从而可以在混凝土超声波传播速度与其强度之间建立起一种相关关系，这种关系通常为非线性关系，可用经验公式或专用测强曲线来表示。3.超声-回弹综合法，超声-回弹综合法是利用测试混凝土的回弹值和超声声速值这两个参数确定混凝土强度，所得的混凝土强度换算值是根据用综合法取得的测值换算成相当于被测结构物所处条件及龄期下、边长150mm立方体试块的抗压强度值。有损检测1.拔出法，把一端带有挡板的螺杆预埋在混凝土表层一定的深度中，把一端露在外面，待混凝土硬化后，拔出预埋件，记录拔出力。挡板周围的混凝土受剪力和拉力破坏，按照已建立的拉拔力与混凝土强度之间的相互关系，换算混凝土的抗压强度。2.拉剥试验法，把一圆形钢制拉剥盘，用环氧树脂粘接剂粘到处于试验条件下的混凝土表面上。当环氧树脂粘接剂硬化后，慢慢地增加拉剥盘上的拉力。通过拉剥试验，计算出混凝土的抗拉强度。3.钻芯法，在结构物上直接钻取混凝土试样进行压力测试，测得的强度值能真实反映混凝土的质量。4.射钉法，利用发射枪对准混凝土表面发射子弹,弹内火药燃烧释放出来的能量推动钢钉高速进入混凝土中,能量因摩擦和挤压消耗，根据贯入阻力和混凝土强度的经验关系式得到混凝土强度。3、什么是混凝土的耐久性？引起混凝土结构耐久性下降的主要原因有哪些？混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力称为耐久性。引起混凝土结构耐久性下降的主要原因：混凝土结构裂缝的出现，混凝土的碳化，有害介质的侵蚀，碱-骨料反应，冻融循环，钢筋的锈蚀。4、什么是混凝土的碳化？影响因素有哪些？混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化。影响因素：水泥用量，水泥品种，水灰比，集料品种和级配，混凝土抗压强度，施工质量及养护方法，光照和温度，相对湿度，CO2的浓度，氯离子浓度。5、混凝土的氯离子侵蚀机理？在海水中，对钢筋混凝土腐蚀最强的当属C1-。C1-的离子半径很小，具有很强的穿透力。C1-透过混凝土保护层被吸附在钢筋阳极区的钝化膜上，C1-与钝化膜中的氧化铁反应生成无保护作用的氯化铁，从而在钢筋上形成大阴极小阳极的电化腐蚀。钢筋锈蚀速度很快，锈蚀的钢筋体积膨胀，挤压破坏混凝土保护层，产生通常所说顺筋破坏。6、什么是混凝土的碱－骨料反应？机理及破坏特征？碱-骨料反应(Alkali-AggregateReaction，简称AAR）条件是在混凝土配制时形成的，即配制的混凝土中只有足够的碱和反应性骨料，在混凝土浇筑后就会逐渐反应，在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候，工程便开始出现裂缝。这种裂缝和对工程的损害随着碱骨料反应的发展而发展，严重时会使工程崩溃。机理：碱—硅酸反应(ASR）反应机理：Na+(K+)+SiO2+OH-→Na(K)-Si-Hgel膨胀机理：吸水后的碱硅酸凝胶体体积远远大于反应前固体体积，最大时体积可增大3倍以上，大量凝胶体在混凝土骨料界面区的积聚、膨胀，导致混凝土沿着界面产生不均匀膨胀、开裂。碱—碳酸盐反应(ACR）反应机理：碱与白云石发生反应,去白云化。(1)CaMg(CO3)2+2ROH=Mg(OH)2+CaCO3+R2CO3(2)R2CO3+Ca(OH)2=2ROH+CaCO3膨胀机理：Gillott：黏土吸水膨胀，从而造成破坏作用。一方面，R+、OH-和水等进入受限制的紧密空间产生膨胀，另一方面，固相反应产物的框架体积的增大以及水镁石和方解石晶体生长形成的结晶压，产生膨胀应力。破坏特征：混凝土膨胀开裂,大量微裂缝的产生不仅降低混凝土的力学性能,更重要的是加速了水、腐蚀离子渗入混凝土内部,从而诱发碱骨料反应、钢筋锈蚀、冻融破坏协同效应,严重影响了混凝土工程耐久性能。再有碱骨料反应是在混凝土碱活性骨料周围缓慢、长期发生的,不仅无法阻止其破坏继续发展,且破坏后不宜修复,因此被称为混凝土的“癌症”。7、重力式码头结构加固、改造的影响因素，列举常见的方法及适用何种情况?影响因素：拟改造码头的结构特点、现状情况和使用要求。常见的方法：1.在原有码头平台前沿增加新平台，将码头前沿线外移，新旧码头相互独立。适用于新旧码头结构等级相差较大的情况2.在原有码头平台前沿增加新结构，新旧结构连成一体。适用于既有结构水平承载力不足，港池不需要加深或码头前沿底高程需要进行有限浚深的情况。3.在原有码头结构平台前内部嵌入新建靠船平台，新旧结构相互独立。适用于码头前沿线受限制的情况。4.在原有码头结构中增加受力措施。适用较广。5.在原有码头平台前设置板桩结构。适用于建成时间较久、新旧结构使用年限相差较大以及原结构不能满足改造使用要求的情况。8、低应变反射波法检测桩基完整性原理？在桩顶竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在着明显波阻抗差异的界面（如桩底、断桩和离析等）或桩身截面积发生变化（如缩颈或扩颈），将产生反射波，经接收、放大、滤波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息。通过对反射信息进行分析计算，判断桩身混凝土的完整性，判定桩身缺陷的程度及其位置。9、高桩码头和板桩码头破坏特点及检测内容？高桩码头破坏特点：1.上部结构大多为梁板式结构，其破坏多为混凝土出现裂缝、露筋、剥皮、掉角和耐久性钢筋锈蚀破坏；桩基在使用过程中，在土坡蠕动及船舶、重物的撞击等过大水平力作用下，码头变形时会发生局部变位而产生开裂甚至断裂；沿海高桩梁板式码头出现钢筋混凝土构件的腐蚀损坏；钢管桩高桩码头其钢管经长年水流冲刷、靠船碰撞，表面防腐涂层磨损严重，钢管桩出现锈蚀现象等；高桩老码头后方接岸岸坡和挡土结构的变形，一般岸坡的变形随时间而发展。高桩码头检测内容：构件的承载力检测、质量检测、完整性检测、耐久性检测。变形、变位检测等。板桩码头破坏特点：1.钢板桩锈蚀，钢板桩壁厚不均匀损失，局部有出现坑蚀等现象；2.由于年代久远，钢板桩的拉杆都有不同程度的锈蚀，发生截面损失；3.钢板桩个别出现锁口脱节现象，导致漏沙现象4.钢筋混凝土胸墙受水流的浸泡和冲刷，混凝土表面出现麻面和露石，局部混凝土破损严重，钢筋外露等。板桩码头检测内容：码头过去使用情况与现状；杆、锚碇板的检测；码头面沉降测量；码头前沿线位移测量；钢板桩变形测量；钢板桩锈蚀测量。10、混凝土粘钢加固和碳纤维加固机理及特点？粘钢加固机理：将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面，钢板与混凝土形成统一的整体，利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。粘钢加固特点：1.施工简便、快捷、基本不增加被加固构件断面尺寸和重量;不改变构建外形和使用空间。2.钢板端部锚固非常重要，处理不当易出现撕脱现象，属脆性破坏。3.加固钢板宜在2～6mm之间，若此厚度不能满足设计要求，可用湿式外包钢法或粘碳纤维法。4.基层温度在5℃以下时使用粘钢法需辅以升温措施，加快固化。5.若加固梁柱钢板较厚时，建议采用外包钢法。此方法在增层及抗震加固中经常使用。6.当原构件处于高应力状态时，宜采用卸荷方案，消除新旧材料的应变不同步。7.框架节点负弯矩段构造较难处理，建议采用局部调幅法，尽量优先粘贴梁底。纤维加固机理：将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料（单向连续纤维）；用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。纤维加固特点：碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外，采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。因此，碳素纤维作为划时代的补强材料，而备受青睐和关注。1.抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍。2.重量轻，密度只有普通钢材的1/4。3.耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。4.施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。5.适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。11、简单介绍混凝土结构中钢筋锈蚀的机理？在潮湿的环境中，在有水和氧气侵入的情况下，首先形成氢氧化铁，随着时间的推移，一部分氢氧化铁进一步氧化，生成疏松的、易剥落的沉积物——铁锈。铁锈的体积膨胀（一般增加2~4倍）可把混凝土保护层胀开，而使钢筋外露。12、混凝土结构的影响钢筋锈蚀的主要因素和影响规律？1.混凝土溶液的PH值。其值越低，腐蚀电流越大，加速腐蚀。2.氯离子浓度。浓度升高，腐蚀电流越大，加速腐蚀。3.应力情况。应力增大会破坏混凝土、钝化层已经钢筋和混凝土接触的界面，加速腐蚀。4.温度。温度升高，腐蚀电流越大，加速腐蚀。5.材料因素。混凝土的厚度增大、增加阻锈剂等可以减缓锈蚀。13、简述高桩码头基桩常用的加固方法？补桩、钢套筒加固、沉井、修复加固14、海洋钢结构检测主要分为哪几部分内容？1.连接焊缝检测。2.保护层厚度检测。3.电化学法保护检测。15、简要说明钢管桩牺牲阳极保护的原理？利用原电池的原理，防止金属腐蚀的方法。将还原性强的金属作为保护极，与被保护的金属相连构成原电池，还原性强的金属将作为负极发生氧化还原反应而牺牲消耗，被保护的金属作为作为正极，免于被腐蚀。16、简要说明钢管桩强制电流阴极保护的原理？向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。