基于概率加权共轭梯度算法的混凝土超声波层析成像

在混凝土层析成像中,为了提高反演的准确性和计算效率,针对共轭梯度算法提出一种加权算法——概率加权共轭梯度算法.新算法不同于常规的加权算法,权重是加在成像单元上而不是方程上.为取得较好的权重因子和较好的迭代初始值,采用IART算法的权重和迭代初始值的选取方法.模拟算例和混凝土试验均表明这种加权算法的可行性.     

冻融循环周次对陶粒混凝土动态力学性能影响的实验研究

为了研究冻融循环周次对陶粒混凝土动态力学性能的影响,对含有页岩陶粒体积分数为0%、15%、30%、45%的陶粒混凝土试样分别进行0、10、20、30和40次的冻融循环后SHPB动态压缩实验.实验表明:陶粒混凝土的动态力学性能随着冻融循环周次增加而弱化,动态压缩强度随着应变率的增加而增大,并给出了冻融循环周次对陶粒混凝土动态压缩强度的变化规律.     

冻融循环作用下再生混凝土砖砌体通缝受剪试验研究

本文报导了对冻融循环作用下96个再生混凝土砖砌体抗剪试件进行的沿通缝抗剪试验。研究涉及冻融循环对再生混凝土砖砌体抗剪力学性能的影响,对比分析不同胶结材料试件的破坏形态及其抗剪强度,揭示冻融损伤对再生混凝土砖砌体抗剪强度的影响规律,并从微观角度探讨砂浆孔隙变化对砖砌体抗剪承载力的影响,建立再生混凝土砖砌体抗剪强度冻融损伤衰减模型。结果表明:砖砌体抗剪强度受冻融环境影响非常明显,其抗剪强度随冻融循环次数的增加而降低,降低的速度呈现出先慢后快的趋势;粉煤灰的加入有助于改善冻融环境下砖砌体的抗剪能力;对于石灰砂浆抗剪试件,初期的抗剪能力及冻融后的抗剪能力均下降;建立了考虑冻融损伤影响的砖砌体抗剪强度衰减模型,试验数据与计算结果吻合较好。     

考虑塑性变形发展程度系数的RC梁开裂弯矩改进计算公式

针对RC梁开裂荷载计算方法尚未统一的现状，首先，结合18根RC梁试验数据对比了已有的6种RC梁开裂弯矩计算公式，发现开裂弯矩理论计算值与试验值的偏差大小和混凝土强度有关；然后，通过提出塑性变形发展程度系数k，推导新的RC梁开裂弯矩计算公式，并进一步基于k值和塑性影响系数计算值γ_k进行改进；最后，选取12根RC试验梁验证改进公式的准确性，证明改进公式的计算值与试验值吻合更好且偏于安全。     

Study of γ‐Fast Neutron Attenuation and Mechanical Characteristics of Modified Concretes for Shielding and Sheltering Purposes

The study of γ‐neutrons attenuation and mechanical characteristics of modified concrete are vital and crucial parameters for the construction of civilian radiological, nuclear shielding, and/or shelters. In this work, fifteen samples of ordinary concretes with five different additives; steel fibers, polypropylene, silica fume, and fly ash, with variation of cement percentages, were prepared and used for performing the mechanical and radiation attenuation investigations. The compressive strength, tensile strength, slump test, bulk density, and water permeability were also carried out for the prepared concrete mixes. Collimated coherent beams from ⁶⁰Co and Pu‐Be fast neutron sources were used to check the radiation penetrability through the syntheized mixed concrete‐additives. Very sensitive and well calibrated gamma‐neutron pulse shape discriminating spectrometer with its electronic componenets and stilbene organic detector and 3′′ × 3′′ NaI scintillation crystal was used to measure the radiation before and after attenuation and transmission. The integrated fast neutron removal macroscopic cross section (Σ_r) and linear attenuation coefficient of total gamma rays (μ) were calculated for all the analysed concrete mixes. The results of measurements, tests, analyses and calculations are given and explained. The investigated modified concrete mixes show good workability and properties from the view point of mechanical loads and γ‐fast neutrons penetrability and resistance. These results can be used for shielding and sheltering design.     

超声动载荷下三维随机骨料混凝土的损伤

混凝土是一种由粗骨料与水泥砂浆组成的非均质复合材料。本研究利用APDL语言程序编写三维水泥混凝土骨料随机投放程序并导入ABAQUS中,同时赋予各相材料塑性损伤本构关系来研究混凝土动态加载下的破坏规律,运用超声波在混凝土破碎中的作用机理对混凝土动态损伤破坏过程进行模拟研究。结果表明:随着超声动态载荷的增大,粗骨料体积分数为40%的混凝土始终能够承受最大应力载荷;随着超声应力波幅值增大,混凝土在动载荷下的损伤值逐渐增大,且粗骨料体积分数为40%时,其抗损伤能力最优;当粗骨料最大粒径逐渐增大,或者当粗骨料最小粒径增大,混凝土级配不合理导致性能不稳定,更易损伤破坏。     

Mechanically strong and stiff supramolecular polymers enabled by fiber reinforced long-chain alkane matrix

Fiber-reinforced-concrete (FRC) mechanism refers short discrete fibers that are uniformly distributed and randomly oriented, which offers an effective way to improve the mechanical performance of concrete. In the design of supramolecular polymers, an analogous concept of FRC appears to have been considered very rarely-although fibrous structure has been frequently observed/generated during the supramolecular polymerization. In this work, we apply the alkane thermosets, octadecane (C₁₈H₃₈) and tetracosane (C₂₄H₅₀), taking the role of “concrete”, and the low-molecular-weight monomer with long alkyl chains as the essential “fiber” component, to fabricate the “fiber reinforced supramolecular polymer”. Very much like FRC mechanism in material science, the resulting fiber reinforced supramolecular polymer thus exhibit unusually high mechanical strength and stiffness, which is unprecedented in the conventional supramolecular strategy.     

混凝土轴拉加卸载随机损伤模型的建立与试验验证

为了分析及深入探讨混凝土在受拉加载及卸载情况下的力学特性,基于随机损伤本构关系提出了一种混凝土轴拉加卸载模型,推导出了混凝土加卸载的应力 应变关系表达式.为了印证理论表达式,进行了混凝土轴向拉伸及加卸载的试验研究,测得了混凝土的材料参数及其相应的轴拉加卸载应力-应变曲线.结合模型的计算结果,对混凝土的轴拉加卸载试验结果进行了对比分析,结果表明:混凝土轴拉加卸载模型能够预测混凝土的极限强度,同时能描述混凝土的强度软化、加载过程中的弹模折减及卸载后的塑性变形.     

负温钢纤维混凝土受压损伤过程的实验研究

利用岩石力学试验系统(RMT)对负温下钢纤维混凝土进行了单轴压缩实验,测得了-5℃、-10℃、-15℃、-20℃下钢纤维混凝土的应力-应变曲线、杨氏模量、极限应力、泊松比等。实验结果表明材料的强度、杨氏模量随温度的下降而上升,尤其是当温度由-10℃下降至-15℃时,这些物理量变化特别显著,之后它们将逐渐趋于某一稳定值。本文对钢纤维混凝土力学性能的温度效应进行了分析并对实验结果进行了细观上的讨论。最后针对负温钢纤维混凝土应力-应变曲线的特点,基于塑性力学和损伤力学理论,建立了负温钢纤维混凝土的含损伤本构方程。该方程物理概念清晰,形式简单,具有一定的应用参考价值。     

优化设计理论在抗滑桩工程中的应用

采用数学规划方法中的直接最优化方法———复合形法,对已知荷载或内力的抗滑桩,以结构成本为目标函数进行满足工程使用要求的有约束最优化设计,编制了相应的程序,并用VisualBasic6 .0开发了应用程序界面,将优化以后所得结果与使用传统设计方法结果比较,有较大降低结构成本的效果。