纤维陶粒混凝土与普通混凝土粘结性能实验研究

通过对聚丙烯腈纤维陶粒混凝土与普通混凝土Z型试件和立方体抗拉试件的加载实验,研究结合面的处理方式、混凝土强度、浇筑时间间隔对2种混凝土粘结性能的影响规律.结果表明:用露骨料水洗剂处理结合面可省时省力地提高结合面的粗糙度、Z型试件的抗剪强度;对结合面的抗拉强度而言,露骨料水洗剂界面虽然对陶粒混凝土与C40混凝土结合面的抗拉强度有提高作用,却降低了与C30混凝土结合面的抗拉强度;在先浇混凝土终凝结束后,缩短2种混凝土先后浇筑时间间隔、提高后浇混凝土强度对结合面粘结强度有提高作用.     

冻融循环后的型钢混凝土黏结滑移性能研究

冻融后型钢与混凝土间的黏结滑移对型钢混凝土结构在冻融环境下的受力性能具有重要影响,为了研究冻融循环后型钢混凝土的黏结强度与滑移特性,对9个常温及冻融后的型钢混凝土短柱试件进行推出试验.结果表明:冻融循环作用后,型钢混凝土各特征黏结承载力与特征黏结强度下降,而保护层厚度增加,使试件端部与柱身裂缝减少,试件的承载力提高.同时冻融前后的型钢混凝土荷载—滑移曲线与黏结—滑移曲线具有大致相同的形状,并在总结规律的基础上构建了冻融型钢混凝土的黏结-滑移本构模型.结合本次试验数据与以往常温及冻融后的型钢混凝土有关试验数据,回归得到冻融型钢混凝土的各黏结强度特征值与相应滑移计算方法,计算结果与试验数据符合性较好.     

不同剪跨比下陶粒混凝土叠浇梁抗剪性能试验研究

简支梁受压区采用普通混凝土, 受拉区采用陶粒混凝土, 可充分利用普通混凝土的高抗压强度及陶粒混凝土良好延性及自重轻的优点, 实现二者有机结合. 通过设计制作3根底部采用陶粒混凝土, 上部采用普通混凝土, 剪跨比分别为1.3、1.9、2.5的叠浇梁, 和1根剪跨比为1.9的全陶粒混凝土梁进行抗剪性能试验, 分析叠浇梁在荷载作用下的整体工作性能与破坏特征, 研究不同剪跨比对叠浇梁抗剪极限承载力、变形、最大斜裂缝宽度、纵筋应变和箍筋应变的影响. 结果表明: 所设计的叠浇梁叠浇结合面整体工作性能良好; 随着剪跨比的增大, 跨中挠度和最大斜裂缝宽度增大; 达到极限荷载时, 纵筋均未屈服, 剪跨区箍筋屈服, 4根简支梁均发生典型的剪切破坏.     

考虑疲劳累积损伤的FRP-混凝土界面剥离模拟

鉴于疲劳累积损伤对FRP-混凝土界面黏结性能有重要影响, 通过统计分析既有FRP-混凝土界面疲劳剪切试验数据, 基于界面黏结疲劳退化双线性模型获得界面残余滑移量、峰值剪应力和初始刚度的疲劳退化规律, 发现随着荷载循环次数的增加, 界面残余滑移量增加, 而峰值剪应力与初始刚度均减小. 并采用基于内聚力模型的有限元法对典型界面疲劳剪切试验进行模拟, 得到了不同荷载循环次数下的界面黏结滑移关系. 模拟所得峰值剪应力、界面断裂能和界面剪切刚度与理论模型接近, 但极限滑移量大于理论模型, 黏结滑移曲线符合典型试验曲线特征. 从有限元模拟结果可知, 疲劳荷载作用会显著降低界面承载力, 但界面破坏特征并未发生显著变化.     

陶粒-普通混凝土双层组合路面层间应力及弯沉分析

为研究陶粒-普通混凝土双层组合路面的层间应力及弯沉, 首先进行Z型组合试件的粘结性能试验, 并利用ANSYS软件建立陶粒-普通混凝土双层组合路面模型, 分析车辆在匀速和制动工况下组合路面的层间应力及弯沉分布; 还进一步研究了增设Z型钢筋网对组合路面层间粘结性能的加强作用. 结果表明: 陶粒-普通混凝土双层组合路面具有较理想的层间粘结性能和较小的变形; 增设Z型钢筋网可进一步减小层间应力和变形, 加强整体粘结性能.     

考虑应变率效应的FRP-混凝土界面正拉黏结性能研究

为揭示FRP-混凝土界面正拉黏结性能的应变率效应, 对60个标准试件进行快速荷载下的正拉试验, 研究了加载速率、FRP种类及混凝土强度等级3个参数对FRP-混凝土界面正拉黏结强度的影响规律. 在欧洲规范建议的幂函数模型基础上, 通过回归拟合建立了考虑应变率效应的正拉黏结强度预测模型, 并验证其可靠性. 结果表明: 正拉黏结强度随着加载速率的增大而提高; 在中高加载速率时, 加载速率对正拉黏结强度的影响有减弱趋势; 黏贴CFRP的试件正拉黏结强度明显高于黏贴BFRP的试件; 正拉黏结强度随着混凝土强度等级的提高而提高.     

预应力陶粒混凝土与普通混凝土叠合梁受弯性能研究

为了研究短龄期叠合浇筑间隔时间变化和预应力对叠合梁受弯力学性能的影响,制作了4根陶粒混凝土与普通混凝土叠合梁,进行三等分点受弯试验.对正截面受弯承载力和开裂弯矩进行理论计算,并与试验结果进行对比.结果表明:在同一荷载水平下,预应力叠合梁裂缝宽度小于非预应力叠合梁;浇筑间隔时间的变化对预应力叠合梁承载能力的影响不明显;最...     

钢筋增强钢管混凝土短柱的轴心受压性能

为了探究混凝土强度对钢筋增强钢管混凝土短柱(R-CFST)轴压性能的影响规律,进行了试验研究.试验中,将混凝土的强度等级作为主要参数,制备了6种混凝土强度的R-CFST、钢管混凝土和普通钢筋混凝土等54根圆形截面短柱试件.根据试验结果,分析了混凝土强度对受力性能、破坏模式、延性、套箍效应和峰值荷载的影响.结果表明:由于钢筋的贡献,R-CFST轴压性能的退化不随混凝土强度的提高而增加,具有较好的塑性性能;钢筋对R-CFST延性、套箍效应和强度的改善随混凝土强度的提高而变得更加明显;混凝土强度的提高不造成破坏模式的改变;高强度混凝土填充时配置适量钢筋可以有效增强R-CFST的受力性能;给出的计算公式能合理计算R-CFST承载力.     

细观结构和应力状态对钨合金绝热剪切局部化的影响

用分段式Hopkinson压杆对两种不同的钨合金试件进行了冲击试验。一种为圆台形普通钨合金试件。另一种为经预扭的钨合金试件,两端面倾斜切割,以得到压剪复合载荷。研究发现微结构和应力状态对钨合金绝热发局部化有显著影响。通过扫描电镜和金相显微镜观察,对试件中剪切失稳和ASB形成的机理进行了分析。对圆台形试件中绝热剪切带的形成和发展还进行了有限元数值模拟。在两种试件中都发现,绝热剪切带（ASB）的形成和发展是试件最终破坏的原因。     

预制桥墩节段节点抗剪性能有限元模拟及参数分析

鉴于预制节段拼装混凝土桥墩中存在节段-节段接缝,而接缝(节点)属于受力薄弱环节,由此对预制拼装桥墩节段节点的抗剪性能进行研究,设计制作了一组桥墩节段节点抗剪试件进行拟静力加载试验,并建立三维有限元分析模型,通过与试验结果的比较,验证了有限元模拟方法的正确性.然后利用有限元模型进行了另外2组节段节点抗剪模型加载模拟,得到了各试件在不同约束应力作用下的剪切力—剪切位移关系曲线以及剪力键在不同受力阶段的开裂形态等结果.在比较了有限元分析得到的节点抗剪承载力与AASHTO规范的计算结果后,发现AASHTO规范公式低估了平接缝与实心截面多剪力键干接缝的抗剪承载力;同时在高约束应力下,应适当减小AASHTO规范公式中的摩擦系数,才能与试验结果一致.     

预制桥墩节段节点抗剪性能研究—–拟静力试验

预制节段拼装桥墩在节段接缝处混凝土断开, 仅通过纵向钢筋和剪力键连接相邻节段, 节点抗剪承载能力是设计工程师所关心的关键设计变量. 通过拟静力单调加载直接剪切试验研究了3组节段节点的抗剪性能, 试验参数包括剪力键的数量和长度、平接缝、接触面约束应力等. 分析了试验得到的剪切力—滑移曲线、受力阶段和破坏机理, 根据试验结果的回归分析得到了预制节点抗剪承载力经验公式, 并与AASHTO和已有文献中的回归公式进行了比较. 结果表明, 带剪力键试件的剪切破坏形式为多个阳齿的剪断和单个阴齿的斜裂缝, 平接缝试件的剪切破坏形式为滑移和截面的拉伸裂缝, AASHTO公式计算结果与试验结果趋势一致. 多剪力键干接缝试件发展了较好的延性剪力—滑移响应, 可作为推荐的预制拼装桥墩接缝构造形式.     

天然沙漠砂砂浆砌筑砖砌体轴心受压性能试验研究

为了研究沙漠砂砂浆对砖砌体轴心受压试件的影响,本文首先通过试验配制M5级和M10级沙漠砂砂浆,然后根据6个沙漠砂多孔砖砌体抗压试件和6个普通砂多孔砖砌体抗压试件的轴心抗压试验,对比分析了在砂浆强度和试件尺寸相同的条件下,沙漠砂和普通砂砖砌体抗压试件的破坏特征、轴压承载力.试验结果表明:配制出的沙漠砂砂浆满足和易性和强度要求;沙漠砂砖砌体抗压试件表现出与普通砂砌体抗压试件相似的性质.     

钢筋混凝土梁柱子结构抗倒塌性能有限元模拟与分析

基于ABAQUS/Explicit平台,本文分别采用累积损伤破坏模型模拟钢筋受拉断裂行为和混凝土损伤塑性模型模拟混凝土性能,建立了钢筋混凝土梁柱子结构抗倒塌性能分析的三维非线性有限元模型.文中详细地讨论了ABAQUS中累积损伤破坏模型模拟钢筋受拉断裂行为所需关键参数的取值,从而避免了以往采用自定义子程序分析钢筋断裂行为的不便.通过有限元模拟结果与文献中试验研究结果的比较,表明该模型可较好地模拟钢筋混凝土梁柱子结构的抗倒塌性能.基于该模型开展进一步分析,表明钢筋极限拉应变的取值对梁柱子结构抗倒塌极限承载力及对应挠度有重要影响,而目前《混凝土结构设计规范》对这一点并未考虑,有必要对这一问题进一步加强研究.     

火灾后钢筋套筒灌浆连接混凝土柱抗震性能研究

目前套筒灌浆连接在装配式结构中运用越来越广泛, 为了研究火灾后钢筋套筒灌浆连接混凝土柱的抗震性能, 通过有限元软件Abaqus与Python程序结合对预制混凝土柱火灾后的抗震性能进行模拟, 并经试验其结果得到验证. 在此基础上分析了混凝土柱的滞回特性、骨架曲线, 研究了剪跨比、轴压比、受火时间等因素对火灾后钢筋套筒灌浆连接混凝土柱耗能能力、延性系数、承载力等抗震性能指标的影响. 结果表明: 受火时间越长, 试件的滞回曲线捏拢现象越明显, 峰值荷载明显降低, 受火60、90、120min后, 峰值荷载分别降低26.2%~34.4%、31.8%~43.2%、39.9%~50.3%. 火灾损伤会影响预制试件的延性, 受火60、90、120min后预制试件的延性系数分别减小4.2%~28.4%、13.9%~35.8%、25.4%~33.5%. 火灾后, 预制柱的耗散能系数降低, 降低趋势与现浇试件相似; 初始刚度随着火灾时间的增长明显降低. 通过参数分析, 建立了火灾后套筒灌浆连接预制柱的承载力公式, 为火灾后同类构件承载力评估提供参考依据.     

RHT模型的改进与数值拟合

RHT模型普遍用于混凝土的数值模拟当中, 但该模型的相关参数较难获得. 利用SHPB实验测得C40混凝土应力应变曲线, 并从该曲线中选取RHT模型中弹性极限面和失效强度面对应的应力状态点进行数值拟合, 从而得到RHT模型参数A、N、δ、α. 并引进当前面所对应的归一化静水压参量和应变增量, 改进了损伤量D的描述, 从而改进了在混凝土数值计算中广泛应用的RHT模型. 结果表明: 改进RHT模型得到的理论应力应变曲线与实验曲线吻合良好, 可作为获得RHT模型参数的有效方法.     

蜂窝材料在面内压缩下的动力坍塌(英文)

基于我们近年来的实验研究和数值模拟,主要概述了蜂窝材料受面内压缩时的准静态和动态坍塌行为.在准静态加载条件下,对圆胞蜂窝材料的方形试件施行了面内的双向等量压缩实验,观察到非均匀变形模式的发生和演化.为了研究加载速率的影响,对此过程也进行了有限元模拟,揭示了当加载速度增加到某一临界速度时,试件的变形由总体坍塌模式向渐进坍塌模式(即冲击波模式)转化.最后,将根据几种模型所作数值模拟得到的临界冲击速度同波的陷阱理论作了比较.     

基于灰色理论掺风积沙自密实混凝土强度分析与预测

在C30掺风积沙自密实混凝土正交试验基础上,分析风积沙取代率、砂率、水胶比、颗粒级配、粉煤灰掺量与其强度之间的联系与规律.在灰色理论的基础上运用正交试验数据建立多变量传统灰色模型、灰色优化模型,将其应用于C30掺风积沙自密实混凝土强度预测中.模型预测结果显示,灰色优化模型具有高预测精度与低预测误差的特性,强度预测趋势图表现出与实验数据更好的接近性.从作用机理上分析了掺风积沙自密实混凝土内部各材料状态随龄期的变化以及抗压强度与劈裂抗拉强度的主要影响因素.灰色理论结合正交试验方法对于使用新疆优势资源风积沙配制自密实混凝土具有指导意义,上述优化模型可为掺风积沙自密实混凝土的现场施工与试验设计提供更多可靠的强度数据借鉴,对于合理高效的利用资源具有一定意义.     

迁移型阻锈剂在既有混凝土结构中阻锈作用研究

通过内掺氯盐混凝土试件和既有混凝土结构中迁移型阻锈剂的修复试验, 结合钢筋自然电位、腐蚀面积率和失重率, 综合评价迁移型阻锈剂修复措施的阻锈效果. 研究结果表明: 涂刷、灌注、复合修复均能起到良好的阻锈效果, 其中复合修复阻锈效果最佳; 涂刷、灌注修复时, 若达不到亚硝酸根离子与氯离子临界摩尔比, 会引起宏电池腐蚀, 加速钢筋锈蚀; 磷酸氢二钠阻锈性能弱于亚硝酸钠, 但不发生宏电池腐蚀.     

复杂条件下FRP-混凝土界面剥离机理研究分析

从理论模型、试验研究和数值模拟讨论了影响FRP-混凝土界面粘结性能的关键因素, 分析了环境因素和加载速率对FRP-混凝土界面粘结性能以及极限承载力的影响, 指出了复杂条件下FRP-混凝土界面分析亟待解决的关键问题.     

预应力混凝土梁的参数有限元分析

分析了非预应力筋面积、非预应力筋的屈服强度对预应力混凝土梁抗弯强度和结构性能的影响.利用非线性梁单元理论建立了预应力混凝土梁的非线性有限元模型,提出的分析模型可用于预测预应力混凝土梁从开始加载直至失效的非线性全过程响应.利用建立的分析模型对预应力混凝土梁进行了参数分析,所得的结果可为预应力混凝土梁的优化设计提供参考.