地下铁道结构长效服役

梳理:地铁杂散电流对轨下混凝土结构的影响

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电脑跑着模型,闲来无事,将今日发送给相关单位的团队研究成果,整理下发公众号。有关于地铁杂散电流,我们主要关注于杂散电流对混凝土内部钢筋的加速锈蚀作用,并导致轨下混凝土结构力学性能受损。在过去的几年里,团队进行了线上监测、实验室测试以及数值模拟。这部分研究工作,主要由我指导的余朔博士完成。虽然余朔博士已经毕业,但其对科研依旧保持热情。

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(1)地铁杂散电流的线上监测分析

2019年,团队在某城市地铁某线某区段进行了道床内部钢筋电压值监测,获取了一些有用的信息。相关论文【Study on corrosion characteristic of semi-ring steel plate for strengthening shield tunnel under DC stray current, Construction and Building Materials, 2022】

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(2)地铁杂散电流的实验室测试分析

为明确杂散电流在道床及盾构隧道间的传递规律,团队设计了道床-盾构管片间电压传递的足尺试验,如下图所示。这个实验管片由某施工单位资助,道床是我和学生自己浇筑的。图中可以看到,道床其实高度偏低。主要原因是施工能力有限,哈哈!浇筑的时候,就我和学生,一开始立模用的硬纸板,现在想来着实好笑!后来请了一个师傅帮忙,几个人从早一直到半夜,印象贼深刻,难忘图片相关论文【Effect of DC stray current on rebar corrosion in cracked segment of shield tunnel, Construction and Building Materials, 2021】

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(3)地铁杂散电流作用下盾构隧道内钢筋锈蚀的模拟研究

团队建立了电-化-力三场耦合的数值计算模型,分析了杂散电流作用下地铁盾构隧道内钢筋的电压分布及锈蚀变化规律,如下图所示。相关论文【Study on rust layer distribution of cracked segment at tunnel arch waist under stray current and chloride ion corrosion, Structural Concrete, 2022】

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