钢管约束再生混凝土柱的变形性能及承载力计算

为研究钢管约束再生混凝土柱的变形性能和承载力,以再生粗骨料取代率、钢管截面形式、套箍系数为主要参数,制作了33个柱试件进行轴压试验。试验结果表明：圆形截面柱呈腰鼓状斜剪压破坏,方形截面柱呈斜压破坏;钢管截面形式、套箍系数比再生粗骨料取代率对柱构件极限承载力和变形能力的影响更明显;圆形截面柱的承载力稳定性、变形能力、耗能能力要优于方形截面柱。利用现有规范计算方法进行承载力计算发现,DL/T5085-1999标准适用于圆形截面柱的轴压承载力计算,DBJ 13-51-2003、CECS 159：2004、GJB 4142-2000标准适用于方形截面柱的轴压承载力计算。     

再生碎石混凝土力学性能试验研究

针对再生粗骨料为碎石的再生混凝土,设计了99个试件,分别进行立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度、弹性模量和泊松比等力学性能的试验。本文研究了再生混凝土的强度指标、变形性能、损伤过程、能量耗散等特征,分析了骨料取代率对其各性能指标的影响;基于试验数据,得出各强度性能指标的换算关系;分别采用分段式本构关系模型和损伤本构关系模型对再生混凝土的应力-应变本构关系进行研究,并提出相应的本构方程。研究结果表明:与天然骨料混凝土相比,再生混凝土的各项强度指标均略为增大,但变形性能和耗能性能降低,应力-应变全曲线下降段更为陡峭;随着取代率的增大,弹性模量呈先减小后增大的变化趋势,泊松比无明显变化,与天然混凝土接近;其损伤发展过程加快,应变在ε=(3~5)×10-3时最为迅速。分段式本构方程和损伤本构方程的计算结果与试验值均能较好地吻合。     

L、T、十形截面型钢混凝土异形柱滞回性能对比分析

为了研究截面形状对型钢混凝土(SRC)异形柱滞回性能的影响,完成了4个L形、6个T形和2个+形截面SRC异形柱构件的低周反复荷载实验,并获取了此类构件的破坏形态和滞回曲线。在此基础上,对比分析了截面类型对SRC异形柱在耗能能力、变形性能及地震损伤等方面的影响。研究结果表明:型钢混凝土异形柱的破坏形态与剪跨比有关,剪跨比大的试件易发生弯曲型破坏,而小剪跨比的试件易发生剪切型破坏;L形柱的滞回环捏拢程度最大,其次为T形柱,最后为+形柱;+形柱和L形柱的相对受剪承载能力和耗能能力均比T形柱大;T形柱的变形能力要优于L形柱;型钢混凝土异形柱构件的相对损伤累积程度与柱肢数有关,其主要表现为随着柱肢数的增多,异形柱的损伤发展水平加快。     

三向受压状态下轻骨料混凝土的变形性能及损伤分析

以侧向压力为变化参数,共设计了33个Φ100mm×200mm粉煤灰陶粒轻骨料混凝土圆柱体试件进行常规三轴试验,试验观察了三轴受压试件的表观变化及其破坏形态,深入分析了轻骨料混凝土的初始弹性模量、峰值应变、延性系数、耗能系数等力学性能以及损伤演变过程.研究结果表明:在单轴受压时,轻骨料混凝土表现为纵向劈裂破坏,在三轴受压...     

聚乙烯醇纤维再生混凝土摩擦剪切力学性能试验

为了研究聚乙烯醇(PVA)纤维再生混凝土摩擦剪切力学性能,对30个混凝土立方体试件进行多次摩擦剪切试验,以再生粗骨料取代率、压应力比以及PVA纤维掺量为变化参数,分析其对再生混凝土摩擦剪切强度的影响。结果表明：再生混凝土摩擦剪切峰值强度随摩擦次数的增加而降低,随粗骨料取代率的增大而减小;压应力比为0.2时的剪切峰值强度约为压应力比为0.1时的1.5倍;100%再生粗骨料混凝土摩擦剪切峰值强度随PVA纤维掺量的增加而减小;其中压应力比对残余界面摩擦力耗损影响最大,较大的压应力会加快界面残余强度的耗损速度。     

循环荷载作用下聚丙烯纤维再生混凝土受压性能试验研究

为研究循环荷载作用下聚丙烯纤维再生混凝土(PFRAC)的力学性能,以粗骨料取代率、纤维掺量、加载速率为变化参数,设计了78个圆柱体试件进行单轴循环受压试验。通过试验观察PFRAC的破坏形态,获取了应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变、刚度退化等重要指标,研究了不同变化参数对其力学性能指标的影响规律,得到了循环荷载作用下聚丙烯纤维对再生混凝土的阻裂机理。结果表明：循环荷载作用下PFRAC主要发生斜向劈裂破坏;随着聚丙烯纤维掺量的增加,试件表面主裂缝宽度减小;循环荷载下PFRAC试件受压应力-应变曲线包络线与单调受压应力-应变曲线相似;聚丙烯纤维的加入可显著改善PFRAC循环荷载下的力学性能,随着纤维掺量的增加,峰值应力、弹性刚度比先增大后减小;纤维掺量为0.9%时的纤维改性效果最优,峰值应力和峰值刚度比分别提高了4.4%和7.4%。     

三向受压状态下再生混凝土的变形性能及损伤分析

为了研究再生混凝土在多应力状态下的变形行为,设计68个圆柱体试件对再生混凝土的取代率、侧向压力、混凝土的龄期,混凝土的强度进行了三向受力试验.试验给出了试件破坏全过程的应力-应变曲线,并深入分析了三轴受压再生混凝土的初始弹性模量、峰值应变、位移延性、能量耗散、损伤演变等性能参数.研究结果表明:龄期、侧向压力越大以及混凝土强度越高,再生混凝土的弹性模量越大;侧向压力可有效提高再生混凝土的变形性能;取代率对延性性能有一定的影响,但对耗能能力影响不大;龄期越大,再生混凝土强度越低,再生骨料服役年限越短,其延性性能和耗能性能越好;侧向压力越大,损伤曲线斜率越小,表明再生混凝土的损伤时间推迟,再生混凝土的损伤受取代率的影响不大.     

纤维再生混凝土劈裂抗拉力学性能试验研究

为研究纤维再生混凝土(FRAC)的抗拉性能,以纤维类型和再生骨料取代率为变化参数,对4种纤维再生混凝土进行劈裂抗拉试验。试验观察了试件的破坏形态,获取了FRAC的荷载-位移曲线及抗拉强度等数据,并深入分析了变化参数对FRAC劈裂抗拉力学性能及耗能能力的影响规律。结果表明：与碳纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维相比,钢纤维的增韧效果更明显,且掺入钢纤维可有效提高再生混凝土的劈拉强度与耗能能力;掺入0.3%的碳纤维后,再生混凝土的抗拉强度和拉压比分别平均提高了95.9%和71.8%;掺入聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土改性效果不显著;随着取代率增加,纤维再生混凝土的劈裂抗拉强度及耗能能力均逐渐降低,拉压比先增大后减小。基于试验数据,文中还提出了FRAC劈拉强度的计算关系式。     

钢管再生混凝土轴压构件的力学性能分析

为了研究钢管再生混凝土构件在轴心荷载作用下的力学性能演化规律,以再生粗骨料取代率、高宽比、截面形式为变化参数,完成了16个试件的轴心受压试验;在此基础上,获取了轴压荷载-位移曲线,并首次分析了试验参数对试件能量耗散、变形延性、刚度指标的影响。研究结果表明：方形试件与圆形试件在轴压荷载-位移曲线上的最大区别为前者具有明显的峰值尖点;随着再生粗骨料取代率的增加,短柱试件的耗能能力下降,圆钢管中长柱试件的耗能能力得到提高,方钢管中长柱试件的耗能能力具有先降后升趋势,而延性系数则保持增长;随着高宽比的增加,圆钢管再生混凝土构件的轴压耗能具有减增减的趋势,而方钢管再生混凝土柱的轴压耗能具有稳步减小的趋势,中长柱试件的延性系数总体呈现下降趋势;钢管再生混凝土试件的相对弹性刚度随取代率的增加而增大。     

再生混凝土直剪力学性能试验及其本构关系

为研究再生混凝土的直剪力学性能,以再生粗骨料取代率为变化参数,设计了66个试件进行直剪试验。本文通过试验观察了试件破坏形态,获取了再生混凝土全过程荷载-位移曲线及力学性能指标,分析了取代率对再生混凝土力学性能的影响。结果表明：直剪作用下再生混凝土发生典型的脆性破坏,剪切斜裂缝小于10°,断面酥碎;与普通混凝土相比,再生混凝土峰值剪力略微降低,幅度小于6.3%;随着取代率增大,再生混凝土峰值剪力变化不大,峰值位移、残余强度升高。再生混凝土直剪强度由黏结强度、咬合强度、摩阻强度构成,三者在总体中占比均为1/3。文中提出了再生混凝土直剪强度计算公式,并拟合得到了再生混凝土分段式剪切本构方程,拟合结果与实测结果吻合良好。