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CN110836846B - 一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法及其系统 - Google Patents

一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法及其系统 Download PDF

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CN110836846B
CN110836846B CN201911193184.7A CN201911193184A CN110836846B CN 110836846 B CN110836846 B CN 110836846B CN 201911193184 A CN201911193184 A CN 201911193184A CN 110836846 B CN110836846 B CN 110836846B
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Abstract

本发明公开了一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法,首先确定试验中单次喷淋循环过程的干湿比例R;确定试验中单次喷淋循环过程中的干燥时间;根据干湿比例R和干燥时间确定单次喷淋循环过程中的喷淋时间;然后根据单次喷淋循环过程中的干燥时间与喷淋时间确定单次喷淋循环过程中的持续时间,即单次试验周期;最后根据单次喷淋循环过程中的持续时间和预设试验总时间确定喷淋试验过程的总循环次数。本发明提供的方法,能模拟真实海洋潮汐环境特征,为海洋腐蚀试验提供了合理的模拟参数,通过恰当的干湿时间和频率获取前期研究的较为准确的试验数据,为室内开展模拟海洋浪溅区环境提供参数化依据,解决传统试验对于参数确定依据不足的问题。

Description

一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法及其系统
技术领域
本发明涉及混凝土腐蚀模拟试验技术领域,特别是一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法及其系统。
背景技术
由于在腐蚀性环境中,混凝土结构由于离子侵入而引起钢筋锈蚀、混凝土膨胀开裂等现象,致使混凝土构件承载力降低而提前失效,甚至造成混凝土结构被破坏,特别是一些海洋交通运输基础设施,受到海水的周期润湿,长期处于干湿交替状态,以及波浪冲击等因素作用,腐蚀特别严重。浪溅区的腐蚀速度可比海水中高出3~10倍。因此国内外对海洋钢结构浪花飞溅区的防腐技术都十分关注。为了研究混凝土在浪溅区环境下腐蚀过程,往往需要模拟不同材料的构件在浪溅区环境作用下的腐蚀过程。
目前,传统的模拟过程,往往由于模拟因素单一且相对静止,与真实海洋潮汐区环境特征有较大差距,尚不能为海洋腐蚀试验提供合理前期研究数据支持;且模拟过程中由于模拟参数包括干湿时间和频率设置不合理,造成试验数据不理想,甚至无法得到准确的结果。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法,用于模拟混凝土在干湿交替腐蚀过程的实际状况。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明提供了一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法,包括以下步骤:
S1:确定试验中单次喷淋循环过程的干湿比例R;
S2:确定试验中单次喷淋循环过程中的干燥时间td;
S3:根据干湿比例R和单次喷淋循环过程中的干燥时间td确定单次喷淋循环过程中的喷淋时间tsp;
S4:根据单次喷淋循环过程中的干燥时间td与喷淋时间tsp确定单次喷淋循环过程的持续时间t,即单次试验周期;
S5:通过确定得到的单次喷淋循环的持续时间t,以及设定的总试验时间T,按照公式n=T/t计算得到喷淋试验过程的总循环次数n。
进一步,所述步骤S1中的干湿比例R是按照以下步骤来确定的:
S11:根据浪溅区的定义并结合工程结构物的高水位和低水位,计算得出拟模拟的海洋浪溅区环境下界;
S12:确定海洋浪溅区环境的波浪波高H,通过选定的波面方程计算出不同时刻的波面高程;
S13:结合拟模拟海域的潮位历时曲线,根据不同时刻的波面高程与该时刻对应的潮位数值,确定同时考虑波浪和潮位要素的波面高程数据;
S14:根据波面高程数据与浪溅区下界高程,确定暴露于海洋浪溅区环境内混凝土构件的浸润时间Tw(拟模拟海域中的混凝土构件在总时间Tt中处于浸润状态下的时间);
S15:按照以下公式计算得到暴露于海洋浪溅区环境内的混凝土构件在总时间Tt内的干燥时间Td(拟模拟海域中的混凝土在总时间Tt中处于干燥状态下的时间):
Td=Tt-Tw;
干湿比例R=Td/Tw;
其中,Tt为采用拟模拟海域的潮位及波浪统计参数所对应的总时间。
进一步,所述步骤S2中的单次喷淋循环过程中的干燥时间td按照以下步骤来确定:
S21:根据拟模拟的海洋浪溅区试验环境要素计算混凝土表面水分的蒸发速率;
S22:根据混凝土表面水膜厚度和蒸发速率计算出经过喷淋后混凝土试件表面水膜蒸发所需要的时间,将混凝土表面水分的蒸发时间作为理论单次喷淋循环过程中的干燥时间td1
进一步,还包括以下步骤:
S23:所述混凝土表面水分的蒸发时间可通过室内预试验进行验证;具体按照以下步骤:
S231:对混凝土试件进行浸泡,使试件处于完全饱水状态,然后把试件放在室外干燥环境直至试件表面出现灰白色,将此状态确定为初始干燥状态;
S232:按照试验设定的喷淋时间对混凝土实施喷淋试验,在放置试件时,使试件按设定倾斜坡度;
S233:当预设的喷淋时间结束后,让试件在试验环境中自然干燥,记录试件再次达到初始干燥所需时间;
S234:将预试验测得的单次喷淋循环过程中的干燥时间td2与步骤S22中理论计算得到的单次喷淋循环过程中的干燥时间td1进行对比,验证计算结果的正确性,最后确定试验单次喷淋循环过程中的干燥时间td。
进一步,所述步骤S21中的蒸发速率是按照以下公式进行计算的:
Ew=0.313(esw-resa)(0.253+0.216V)
Figure BDA0002294083850000031
式中,
Ew为水的蒸发速率,kg/(m2·h);
V为风速,m/s;
esw为混凝土表面饱和蒸气压,kPa;
esa为空气蒸汽压,kPa;
es为混凝土表面蒸气压,kPa;
r为相对湿度,%;
T为温度,℃。
本发明提供的室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验系统,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现以下步骤:
S1:确定试验中单次喷淋循环过程的干湿比例R;
S2:确定试验中单次喷淋循环过程中的干燥时间td;
S3:根据干湿比例R和单次喷淋循环过程中的干燥时间td确定单次喷淋循环过程中的喷淋时间tsp;
S4:根据单次喷淋循环过程中的干燥时间td与喷淋时间tsp确定单次喷淋循环过程的持续时间t,即单次试验周期;
S5:通过确定得到的单次喷淋循环的持续时间t,以及设定的总试验时间T,按照公式n=T/t计算得到喷淋试验过程的总循环次数n。
进一步,所述步骤S1中的干湿比例R是按照以下步骤来确定的:
S11:根据浪溅区的定义并结合工程结构物的高水位和低水位,计算得出拟模拟的海洋浪溅区环境下界;
S12:确定海洋浪溅区环境的波浪波高H,通过选定的波面方程计算出不同时刻的波面高程;
S13:结合拟模拟海域的潮位历时曲线,根据不同时刻的波面高程与该时刻对应的潮位数值,确定同时考虑波浪和潮位要素的波面高程数据;
S14:根据波面高程数据与浪溅区下界高程,确定暴露于海洋浪溅区环境内混凝土构件的浸润时间Tw(拟模拟海域中的混凝土构件在总时间Tt中处于浸润状态下的时间);
S15:按照以下公式计算得到暴露于海洋浪溅区环境内的混凝土构件在总时间Tt内的干燥时间Td(拟模拟海域中的混凝土在总时间Tt中处于干燥状态下的时间):
Td=Tt-Tw;
干湿比例R=Td/Tw;
其中,Tt为采用拟模拟海域的潮位及波浪统计参数所对应的总时间。
进一步,所述步骤S2中的单次喷淋循环过程中的干燥时间td按照以下步骤来确定:
S21:根据拟模拟的海洋浪溅区试验环境要素计算混凝土表面水分的蒸发速率;
S22:根据混凝土表面水膜厚度和蒸发速率计算出经过喷淋后混凝土试件表面水膜蒸发所需要的时间,将混凝土表面水分的蒸发时间作为理论单次喷淋循环过程中的干燥时间td1
S23:所述混凝土表面水分的蒸发时间可通过室内预试验进行验证;具体按照以下步骤:
S231:对混凝土试件进行浸泡,使试件处于完全饱水状态,然后把试件放在室外干燥环境直至试件表面出现灰白色,将此状态确定为初始干燥状态;
S232:按照试验设定的喷淋时间对混凝土实施喷淋试验,在放置试件时,使试件按设定倾斜坡度;
S233:当预设的喷淋时间结束后,让试件在试验环境中自然干燥,记录试件再次达到初始干燥所需时间;
S234:将预试验测得的单次喷淋循环过程中的干燥时间td2与步骤S22中理论计算得到的单次喷淋循环过程中的干燥时间td1进行对比,验证计算结果的正确性,最后确定试验单次喷淋循环过程中的干燥时间td。
进一步,所述步骤S21中的蒸发速率是按照以下公式进行计算的:
Ew=0.313(esw-resa)(0.253+0.216V)
Figure BDA0002294083850000041
式中,
Ew为水的蒸发速率,kg/(m2·h);
V为风速,m/s;
esw为混凝土表面饱和蒸气压,kPa;
esa为空气蒸汽压,kPa;
es为混凝土表面蒸气压,kPa;
r为相对湿度,%;
T为温度,℃。
本发明的有益效果在于:
本发明提供的室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法,通过各地区波浪、潮汐条件,通过参数确定的方法确定干湿比、干燥时间和喷淋时间,再通过上述参数确定单次试验周期,进而得到喷淋试验过程的总循环次数,从而模拟真实海洋浪溅环境特征,为海洋腐蚀试验提供了合理的模拟参数,通过恰当的干湿时间和频率获取前期研究的较为准确的试验数据,为室内开展模拟海洋浪溅区环境提供参数化依据,解决传统试验对于参数确定依据不足的问题。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示,本实施例提供的室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法,包括以下步骤:
S1:根据拟模拟海域潮位和波浪统计资料,确定室内试验当中单次喷淋循环过程的干湿比例R;具体按照以下步骤:
S11:根据《水运工程混凝土结构设计规范》(JTS151-2011)中关于浪溅区的定义“设计高水位以上1.5m和设计高水位以下1m的区域范围”,结合工程结构物的设计参数(设计高、低水位),计算得出拟模拟的海洋浪溅区环境下界;
S12:根据拟模拟海域的波浪统计资料,确定海洋浪溅区环境的波浪波高H,通过选定的波面方程计算出不同时刻的波面高程;
假设波浪为规则波,其波面方程为一余弦函数:
Figure BDA0002294083850000061
Figure BDA0002294083850000062
式中:T为波浪周期,取天津港地区的平均波浪周期为3.7s。根据上式可计算得到不同时刻的潮位所对应的波面高程;
S13:结合拟模拟海域的潮位历时曲线,将S12中计算得到的不同时刻下的波面高程同该时刻对应的潮位数值进行直接累加,由此得到同时考虑波浪和潮位要素的波面高程数据;
S14:将实时潮位与实时波高数据进行叠加,用叠加后结果的波面高程与浪溅区下界高程进行对比,将超过浪溅区下界波浪的持续时间作为暴露于海洋浪溅区环境内的混凝土构件的浸润时间,即:把S13中得到的波面高程数据与S11中所得浪溅区下界高程进行比较,并累计波面高程大于浪溅区下界的时间,求和得到波面高程大于浪溅区下界的总时间,由此可得到暴露于海洋浪溅区环境内混凝土构件的浸润时间Tw(拟模拟海域中的混凝土在总时间Tt中处于浸润状态下的时间);
S15:采用拟模拟海域的潮位及波浪统计参数所对应基准期的总时间Tt减去S14的浸润时间Tw,即可得到暴露于海洋浪溅区环境内的混凝土构件在总时间Tt内的干燥时间Td(拟模拟海域中的混凝土在总时间Tt中处于干燥状态下的时间),即:Td=Tt-Tw,随后将Td/Tw的结果作为室内模拟海洋浪溅区环境试验中单个“喷淋-干燥”循环的干湿比例R;
S2:确定单次喷淋循环中的干燥时间td,并通过预试验进行验证;具体按照以下步骤:
S21:根据拟模拟的海洋浪溅区试验环境要素,包括风速(室内为0)、温度、湿度等,通过《塑性收缩裂缝和蒸发方程》中所提出的混凝土表面水分蒸发速率计算公式,计算混凝土表面水分的蒸发速率;具体按照以下步骤:
根据《塑性收缩裂缝和蒸发方程》中的混凝土表面自由水分蒸发速率计算公式:
Ew=0.313(esw-resa)(0.253+0.216V)
Figure BDA0002294083850000063
式中,
Ew为水的蒸发速率,kg/(m2·h);
V为风速,m/s;
esw为混凝土表面饱和蒸气压,kPa;
esa为空气蒸气压,kPa;
es为混凝土表面蒸气压,kPa;
r为相对湿度,%;
T为温度,℃。
结合任何拟模拟海域浪溅区的温度、相对湿度、风速等条件,通过上述公式计算出混凝土表面水膜的蒸发速率;
S22:通过试验技术手段获得混凝土表面水膜厚度,结合蒸发速率,计算出经过喷淋后混凝土试件表面水膜蒸发所需要的时间,将混凝土表面水分的蒸发时间作为单次喷淋循环中的干燥时间td1
S23:所述混凝土表面水分的蒸发时间可通过室内预试验进行验证;具体按照以下步骤:
S231:首先,对混凝土试件进行48小时的浸泡,使试件处于完全饱水状态,然后把试件放在室外干燥环境直至试件表面出现灰白色,将此状态确定为初始干燥状态;
S232:然后,按照试验设定的喷淋时间对混凝土实施喷淋试验,在放置试件时,使试件按设定倾斜坡度,以便“模拟波浪”面上海水的滑落行为,在喷淋过程中应注意试件应该均匀地受到喷淋,避免出现水量喷洒不均匀现象;
S233:当预设的喷淋时间结束后,让试件在试验环境中自然干燥,记录试件再次达到初始干燥所需时间;
S234:将预试验测得的干燥时间td2与S22中通过混凝土表面自由水分蒸发速率计算公式所计算得到的干燥时间td1进行对比,验证计算结果的正确性;
S3:结合S1和S2中所确定的干湿比例R(td:tsp)和单次循环中的干燥时间td,通过公式tsp=td/R计算确定单次喷淋循环中的喷淋时间tsp;
S4:将S2与S3中确定的单次喷淋循环中的干燥时间td与喷淋时间tsp相加后,得到单次喷淋循环的持续时间t,即单次试验周期;
S5:通过前面步骤所确定得到的单次喷淋循环的持续时间t,以及设定的总试验时间T,可通过公式n=T/t计算得到喷淋试验过程的总循环次数n。
确定喷淋试验中相关试验参数后,将制备的混凝土试件放置在试验装置中,按照试验要求对混凝土试件进行喷淋暴露试验或者进行氯离子侵蚀试验,最后对经过试验的混凝土试件进行取样测量,测量混凝土试件由腐蚀性离子渗透侵蚀面开始并在离子侵蚀渗透方向上不同位置处的腐蚀性离子溶度。
实施例2
本实施例还提供了一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验系统,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现以下步骤:
S1:确定试验中单次喷淋循环过程的干湿比例R,所述干湿比例R是按照以下步骤来确定的:
S11:根据浪溅区的定义并结合工程结构物的高水位和低水位,计算得出拟模拟的海洋浪溅区环境下界;
S12:确定海洋浪溅区环境的波浪波高H,通过选定的波面方程计算出不同时刻的波面高程;
S13:结合拟模拟海域的潮位历时曲线,根据不同时刻的波面高程与该时刻对应的潮位数值,确定同时考虑波浪和潮位要素的波面高程数据;
S14:根据波面高程数据与浪溅区下界高程,确定暴露于海洋浪溅区环境内混凝土构件的浸润时间Tw(拟模拟海域中的混凝土构件在总时间Tt中处于浸润状态下的时间);
S15:按照以下公式计算得到暴露于海洋浪溅区环境内的混凝土构件在总时间Tt内的干燥时间Td(拟模拟海域中的混凝土在总时间Tt中处于干燥状态下的时间):
Td=Tt-Tw;
干湿比例R=Td/Tw;
其中,Tt为采用拟模拟海域的潮位及波浪统计参数所对应的总时间。
S2:确定试验中单次喷淋循环过程中的干燥时间td,所述单次喷淋循环过程中的干燥时间td按照以下步骤来确定:
S21:根据拟模拟的海洋浪溅区试验环境要素计算混凝土表面水分的蒸发速率,所述蒸发速率是按照以下公式进行计算的:
Ew=0.313(esw-resa)(0.253+0.216V)
Figure BDA0002294083850000081
式中,
Ew为水的蒸发速率,kg/(m2·h);
V为风速,m/s;
esw为混凝土表面饱和蒸气压,kPa;
esa为空气蒸汽压,kPa;
es为混凝土表面蒸气压,kPa;
r为相对湿度,%;
T为温度,℃。
S22:根据混凝土表面水膜厚度和蒸发速率计算出经过喷淋后混凝土试件表面水膜蒸发所需要的时间,将混凝土表面水分的蒸发时间作为理论单次喷淋循环过程中的干燥时间td1
S23:所述混凝土表面水分的蒸发时间可通过室内预试验进行验证;具体按照以下步骤:
S231:对混凝土试件进行浸泡,使试件处于完全饱水状态,然后把试件放在室外干燥环境直至试件表面出现灰白色,将此状态确定为初始干燥状态;
S232:按照试验设定的喷淋时间对混凝土实施喷淋试验,在放置试件时,使试件按设定倾斜坡度;
S233:当预设的喷淋时间结束后,让试件在试验环境中自然干燥,记录试件再次达到初始干燥所需时间;
S234:将预试验测得的单次喷淋循环过程中的干燥时间td2与步骤S22中理论计算得到的单次喷淋循环过程中的干燥时间td1进行对比,验证计算结果的正确性,最后确定试验单次喷淋循环过程中的干燥时间td。
S3:根据干湿比例R和单次喷淋循环过程中的干燥时间td确定单次喷淋循环过程中的喷淋时间tsp;
S4:根据单次喷淋循环过程中的干燥时间td与喷淋时间tsp确定单次喷淋循环过程的持续时间t,即单次试验周期;
S5:通过确定得到的单次喷淋循环的持续时间t,以及设定的总试验时间T,按照公式n=T/t计算得到喷淋试验过程的总循环次数n。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:确定试验中单次喷淋循环过程的干湿比例R;
S2:确定试验中单次喷淋循环过程中的干燥时间td;
S3:根据干湿比例R和单次喷淋循环过程中的干燥时间td确定单次喷淋循环过程中的喷淋时间tsp;
S4:根据单次喷淋循环过程中的干燥时间td与喷淋时间tsp确定单次喷淋循环过程的持续时间t,即单次试验周期;
S5:通过确定得到的单次喷淋循环的持续时间t,以及设定的总试验时间T,按照公式n=T/t计算得到喷淋试验过程的总循环次数n;
所述步骤S1中的干湿比例R是按照以下步骤来确定的:
S11:根据浪溅区的定义并结合工程结构物的高水位和低水位,计算得出拟模拟的海洋浪溅区下界;
S12:确定海洋浪溅区环境的波浪波高H,通过选定的波面方程按照以下公式计算出不同时刻的波面高程;
Figure FDA0003464600520000011
Figure FDA0003464600520000012
式中:T为波浪周期;
S13:结合拟模拟海域的潮位历时曲线,根据不同时刻的波面高程与该时刻对应的潮位数值,确定同时考虑波浪和潮位要素的波面高程数据;
S14:根据波面高程数据与浪溅区下界高程,确定暴露于海洋浪溅区环境内混凝土构件的浸润时间Tw,拟模拟海域中的混凝土构件在总时间Tt中处于浸润状态下的时间;
S15:按照以下公式计算得到暴露于海洋浪溅区环境内的混凝土构件在总时间Tt内的干燥时间Td,拟模拟海域中的混凝土在总时间Tt中处于干燥状态下的时间:
Td=Tt-Tw;
干湿比例R=Td/Tw;
其中,Tt为采用拟模拟海域的潮位及波浪统计参数所对应的总时间。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤S2中的单次喷淋循环过程中的干燥时间td按照以下步骤来确定:
S21:根据拟模拟的海洋浪溅区试验环境要素计算混凝土表面水分的蒸发速率;
S22:根据混凝土表面水膜厚度和蒸发速率计算出经过喷淋后混凝土试件表面水膜蒸发所需要的时间,将混凝土表面水分的蒸发时间作为理论单次喷淋循环过程中的干燥时间td1
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于:还包括以下步骤:
S23:所述混凝土表面水分的蒸发时间可通过室内预试验进行验证;具体按照以下步骤:
S231:对混凝土试件进行浸泡,使试件处于完全饱水状态,然后把试件放在室外干燥环境直至试件表面出现灰白色,将此状态确定为初始干燥状态;
S232:按照试验设定的喷淋时间对混凝土实施喷淋试验,在放置试件时,使试件按设定倾斜坡度;
S233:当预设的喷淋时间结束后,让试件在试验环境中自然干燥,记录试件再次达到初始干燥所需时间td2
S234:将预试验测得的单次喷淋循环过程中的干燥时间td2与步骤S22中理论计算得到的单次喷淋循环过程中的干燥时间td1进行对比,验证计算结果的正确性,最后确定试验单次喷淋循环过程中的干燥时间td。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述步骤S21中的蒸发速率是按照以下公式进行计算的:
Ew=0.313(esw-resa)(0.253+0.216V)
Figure FDA0003464600520000021
式中,
Ew为水的蒸发速率,kg/(m2·h);
V为风速,m/s;
esw为混凝土表面饱和蒸气压,kPa;
esw和es均为混凝土表面饱和蒸气压;
esa为空气蒸汽压,kPa;
r为相对湿度,%;
T为温度,℃。
5.一种室内模拟海洋浪溅区环境的喷淋试验系统,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现以下步骤:
S1:确定试验中单次喷淋循环过程的干湿比例R;
S2:确定试验中单次喷淋循环过程中的干燥时间td;
S3:根据干湿比例R和单次喷淋循环过程中的干燥时间td确定单次喷淋循环过程中的喷淋时间tsp;
S4:根据单次喷淋循环过程中的干燥时间td与喷淋时间tsp确定单次喷淋循环过程的持续时间t,即单次试验周期;
S5:通过确定得到的单次喷淋循环的持续时间t,以及设定的总试验时间T,按照公式n=T/t计算得到喷淋试验过程的总循环次数n;
所述步骤S1中的干湿比例R是按照以下步骤来确定的:
S11:根据浪溅区的定义并结合工程结构物的高水位和低水位,计算得出拟模拟的海洋浪溅区下界;
S12:确定海洋浪溅区环境的波浪波高H,通过选定的波面方程按照以下公式计算出不同时刻的波面高程;
Figure FDA0003464600520000031
Figure FDA0003464600520000032
式中:T为波浪周期;
S13:结合拟模拟海域的潮位历时曲线,根据不同时刻的波面高程与该时刻对应的潮位数值,确定同时考虑波浪和潮位要素的波面高程数据;
S14:根据波面高程数据与浪溅区下界高程,确定暴露于海洋浪溅区环境内混凝土构件的浸润时间Tw,拟模拟海域中的混凝土构件在总时间Tt中处于浸润状态下的时间;
S15:按照以下公式计算得到暴露于海洋浪溅区环境内的混凝土构件在总时间Tt内的干燥时间Td,拟模拟海域中的混凝土在总时间Tt中处于干燥状态下的时间:
Td=Tt-Tw;
干湿比例R=Td/Tw;
其中,Tt为采用拟模拟海域的潮位及波浪统计参数所对应的总时间。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于:所述步骤S2中的单次喷淋循环过程中的干燥时间td按照以下步骤来确定:
S21:根据拟模拟的海洋浪溅区试验环境要素计算混凝土表面水分的蒸发速率;
S22:根据混凝土表面水膜厚度和蒸发速率计算出经过喷淋后混凝土试件表面水膜蒸发所需要的时间,将混凝土表面水分的蒸发时间作为理论单次喷淋循环过程中的干燥时间td1
S23:所述混凝土表面水分的蒸发时间可通过室内预试验进行验证;具体按照以下步骤:
S231:对混凝土试件进行浸泡,使试件处于完全饱水状态,然后把试件放在室外干燥环境直至试件表面出现灰白色,将此状态确定为初始干燥状态;
S232:按照试验设定的喷淋时间对混凝土实施喷淋试验,在放置试件时,使试件按设定倾斜坡度;
S233:当预设的喷淋时间结束后,让试件在试验环境中自然干燥,记录试件再次达到初始干燥所需时间td2
S234:将预试验测得的单次喷淋循环过程中的干燥时间td2与步骤S22中理论计算得到的单次喷淋循环过程中的干燥时间td1进行对比,验证计算结果的正确性,最后确定试验单次喷淋循环过程中的干燥时间td。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于:所述步骤S21中的蒸发速率是按照以下公式进行计算的:
Ew=0.313(esw-resa)(0.253+0.216V)
Figure FDA0003464600520000041
式中,
Ew为水的蒸发速率,kg/(m2·h);
V为风速,m/s;
esw为混凝土表面饱和蒸气压,kPa;
esw和es均为混凝土表面饱和蒸气压;
esa为空气蒸汽压,kPa;
r为相对湿度,%;
T为温度,℃。
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