多重环境时间相似理论及其应用

《多重环境时间相似理论及其应用》共12章，涉及混凝土结构耐久性的相似理论与方法，包括相似理论、相对信息理论、结构可靠度基本理论的概念，提出了混凝土结构耐久性的相似问题，构建了多重环境时间相似理论，并加以工程应用；在此基础上，构建了广义多重环境时间的相似理论，并在一般大气环境、冻融环境和海洋氯化物环境中给予理论表述与工程应用；最后将此理论应用于其他工程领域。
本书可供从事土木工程，尤其是混凝土结构耐久性方面的教学、科研和工程应用的教师、科研工作者、研究生、工程技术人员阅读和参考，对类似问题的科学研究具有一定的参考价值。

前言
第1章 绪论 1
1.1 问题的提出 3
1.1.1 混凝土结构耐久性的严重性 3
1.1.2 提高混凝土结构耐久性的重要性 9
1.2 研究现状 11
1.2.1 相似理论 11
1.2.2 信息科学 12
1.2.3 混凝土结构耐久性试验方法 12
1.2.4 耐久性设计规范 18
1.3 混凝土结构耐久性相似理论与方法的发展 18
参考文献 19
第2章 相似理论 25
2.1 第一相似定理 27
2.2 第二相似定理 28
2.3 第三相似定理 29
2.4 复合相似理论 30
参考文献 31
第3章 相对信息理论基础 33
3.1 Shannon信息理论 35
3.1.1 理论提出 35
3.1.2 理论应用及发展 36
3.2 相对信息理论 36
3.2.1 理论提出 36
3.2.2 理论应用及发展 37
3.3 相对信息的表示 37
3.3.1 Jumarie洛伦兹变换 37
3.3.2 相对信息熵 38
参考文献 39
第4章 结构可靠度基本理论 41
4.1 结构可靠度的一般形式 43
4.1.1 基本概念 43
4.1.2 时变可靠度 46
4.2 可靠度的计算 47
4.2.1 验算点法 47
4.2.2 二次二阶矩法 49
4.2.3 响应面法 51
4.2.4 蒙特卡罗法 52
4.2.5 时变可靠度计算 55
4.3 不确定性的表现形式 57
4.3.1 事物的随机性 57
4.3.2 事物的模糊性 57
4.3.3 事物知识的不完善性 57
4.4 基于相对信息的可靠度计算方法 58
4.4.1 基本概念 58
4.4.2 计算思路 60
参考文献 61
第5章 结构耐久性的相似问题 65
5.1 结构耐久性的基本问题 67
5.1.1 碳化侵蚀 67
5.1.2 冻融破坏 68
5.1.3 氯盐侵蚀 68
5.1.4 硫酸盐侵蚀 69
5.2 耐久性的相对性 70
5.2.1 环境的相似性 70
5.2.2 信息的相对性 70
5.2.3 时间的相似性 71
5.3 常规耐久性问题的求解 71
5.3.1 一般大气环境 71
5.3.2 冻融环境 72
5.3.3 海洋氯化物环境 73
5.4 沿海结构耐久性问题 73
5.4.1 沿海混凝土结构耐久性的特点 73
5.4.2 氯离子在混凝土中的传输机理 74
5.4.3 主要影响因素 77
参考文献 87
第6章 多重环境时间相似理论 93
6.1 一般问题 95
6.1.1 METS 95
6.1.2 METS理论的参数选取 97
6.1.3 基于METS方法的沿海混凝土结构寿命预测 99
6.2 METS试验方法与设计 101
6.2.1 METS试验方法研究 101
6.2.2 沿海混凝土结构耐久性METS试验设计 108
6.3 沿海混凝土结构耐久性METS试验的结果与分析 112
6.3.1 第三方参照物的现场检测试验结果与分析 112
6.3.2 现场暴露试验设计 126
6.3.3 现场暴露试验的耐久性检测结果与分析 131
6.3.4 室内加速试验结果与分析 134
6.4 沿海混凝土结构耐久性METS相关参数的研究 146
6.4.1 METS试验的氯离子扩散系数研究 147
6.4.2 氯离子扩散系数随暴露时间变化规律研究 155
6.4.3 不同环境氯离子表观扩散系数的相似性研究 160
6.4.4 混凝土表层对流区深度的试验研究 163
6.4.5 METS试验混凝土的表面氯离子浓度研究 168
6.4.6 不同环境氯离子对普通混凝土侵蚀的相似性分析 174
参考文献 181
第7章 多重环境时间相似理论的工程应用 185
7.1 METS的应用流程 187
7.2 工程概况 190
7.3 海工混凝土相似系数的修正 193
7.4 跨海大桥耐久性METS方法的寿命预测 196
7.4.1 COMSOL Multiphysics数值分析软件介绍 196
7.4.2 大桥主要结构部位混凝土结构耐久性寿命预测 198
7.4.3 与其他寿命预测结果的比较 208
参考文献 211
第8章 广义多重环境时间相似理论 213
8.1 RI-METS理论 215
8.1.1 理论引入 215
8.1.2 METS路径 216
8.1.3 工程结构系统 221
8.1.4 试验系统 232
8.1.5 相对信息 234
8.2 混凝土结构耐久性设计规范系统 236
8.2.1 设计规范系统 236
8.2.2 指定设计法 237
8.2.3 避免劣化法 250
8.2.4 基于性能和可靠度的设计方法 250
8.3 求解思路 253
参考文献 254
第9章 RI-METS理论与应用：一般大气环境 257
9.1 劣化机理与过程 259
9.2 工程结构系统 259
9.2.1 宏观尺度 259
9.2.2 细观尺度 260
9.2.3 微观尺度 261
9.3 耐久性极限状态 262
9.4 环境试验系统 263
9.5 RI-METS理论 265
9.5.1 METS理论 265
9.5.2 METS路径 266
9.5.3 相对信息熵 266
9.5.4 相对信息 268
9.6 RI-METS理论的应用 268
9.6.1 工程概况 268
9.6.2 工程结构系统 268
9.6.3 试验系统 269
9.6.4 METS路径 269
9.6.5 相对信息熵 271
9.6.6 相对信息 273
9.6.7 控制决策 275
参考文献 276
第10章 RI-METS理论与应用：冻融环境 279
10.1 劣化机理与过程 281
10.2 工程结构系统 281
10.2.1 宏观尺度 281
10.2.2 细观尺度 282
10.2.3 微观尺度 283
10.3 耐久性极限状态 284
10.4 环境试验系统 284
10.5 RI-METS理论 286
10.5.1 METS理论 286
10.5.2 METS路径 287
10.5.3 相对信息熵 288
10.5.4 相对信息 290
10.6 RI-METS理论的应用 290
10.6.1 工程概况 290
10.6.2 工程结构系统 290
10.6.3 试验系统 291
10.6.4 METS路径 291
10.6.5 相对信息熵 294
10.6.6 相对信息 297
10.6.7 控制决策 301
参考文献 302
第11章 RI-METS理论与应用：海洋氯化物环境 303
11.1 劣化机理与过程 305
11.2 工程结构系统 305
11.2.1 宏观尺度 305
11.2.2 细观尺度 306
11.2.3 微观尺度 307
11.3 耐久性极限状态 308
11.4 环境试验系统 308
11.5 RI-METS理论 310
11.5.1 METS理论 310
11.5.2 METS路径 313
11.5.3 相对信息熵 314
11.5.4 相对信息 316
11.6 RI-METS理论的应用 316
11.6.1 工程概况 316
11.6.2 工程结构系统 316
11.6.3 试验系统 317
11.6.4 METS路径 317
11.6.5 相对信息熵 327
11.6.6 相对信息 332
11.6.7 控制决策 335
参考文献 337
第12章 在其他领域中的应用 339
12.1 输电线路覆冰后安全性的METS方法 341
12.2 结构在地震作用下的动力响应的METS方法 341
12.3 卫星发射阶段的动力特性分析的METS方法 342
12.4 桥梁结构的疲劳可靠性分析的METS方法 343
参考文献 344
名词索引 347