超高性能钢纤维增强混凝土力学性能的实验研究

制备出钢纤维体积掺量分别为0%、1%、2%、3%的超高性能钢纤维增强混凝土(UHPSFRC),通过立方体抗压实验、小梁四点弯曲实验,研究钢纤维体积掺量对UHPSFRC抗压、抗弯曲性能的影响。实验结果表明,钢纤维对UHPSFRC有明显的增强、增韧和阻裂作用。抗压强度随着钢纤维体积含量的提高而显著提高,最高可达130MPa。抗弯曲性能在钢纤维体积含量为2%时达到最佳。     

纤维增强地聚物混凝土高温后抗折性能

以粉煤灰为原材料,并在其中掺入了玄武岩纤维短切丝,制备了玄武岩纤维增强地聚物混凝土,测试了其抗压和抗折强度,并研究了高温(400℃,600℃和800℃)作用对其抗折强度的影响,利用扫描电子显微镜对其微观结构进了观察和分析。试验结果表明,掺入玄武岩纤维切丝后,混凝土的抗压强度提高约25%,抗折强度提高超过10%;高温作用后,混凝土的抗折强度显著降低,纤维的增强效果也随着温度的升高明显减弱,在600℃后几乎失去增强效果。显微分析显示,纤维丝的存在能有效限制混凝土砂浆中裂缝的开展;高温后,混凝土内部的骨料强度降低,在加载时多被压碎,因而混凝土的强度具有较大幅度的降低,抵消了纤维的增强效果。     

细观等效理论预测再生混凝土宏观力学参数北大核心CSCD

预测分析再生混凝土各组分对再生混凝土宏观力学参数的影响是开展再生混凝土基本力学性能的一种方式.为了分析再生混凝土各组分对再生混凝土宏观力学参数的影响,根据再生混凝土的细观结构组成,建立了细观等效模型,利用扭转变形、细观夹杂理论、弹性等效思想和M-T模型方法,推导了由原生骨料、老界面层、老水泥砂浆、新界面层和新水泥砂浆等组成的再生混凝土的宏观力学参数预测模型.预测结果表明,随着再生骨料的取代率增加,水泥砂浆的含量不断增加,再生混凝土孔隙率也随之增大,导致再生混凝土的Poisson比随之增大,弹性模量、剪切模量和体积模量不断降低.模型的预测结果较好地反映了再生混凝土宏观力学参数随再生骨料取代率的增加不断变化的这一趋势,也为再生混凝土宏观力学参数的预测提供了一条简单实用的新方法,有利于再生混凝土基本力学性能的研究分析.     

钢管再生混凝土柱承载力计算对比及可靠度分析

基于钢管再生混凝土轴压构件承载力的试验结果与采用各国规程的计算结果的对比分析,从统计意义上表明方钢管再生混凝土构件用DBJ13-51-2003规程的计算结果与试验结果吻合较好,圆钢管再生混凝土构件用DL/T5085-1999规程较好.并利用改进一次二阶矩法(JC法)对钢管再生混凝土轴压构件的极限承载力进行了可靠度分析,分析结果表明:钢管再生混凝土构件承载力的可靠度指标随荷载组合和荷载效应比的变化而变化,随再生混凝土强度等级的提高而增大,钢管壁厚、再生骨料取代率对可靠指标无明显影响.     

正交试验在聚合物改性水泥砂浆力学性能研究中的应用

通过正交试验研究聚合物改性水泥砂浆的力学性能.考察了水胶比(A)、聚胶比(B)、砂胶比(C)及集灰比(D)四个因素,每个因素四个水平,采用L_(16)(4~5)正交表进行试验安排.研究发现,各因素对不同力学性能指标影响显著程度的排序不尽相同,且重复试验方差分析所对应的因素显著程度高于无重复试验;重复试验的方差分析表明:砂胶比(C)及集灰比(D)是影响抗折强度显著因素;聚胶比(B)及集灰比(D)是影响抗压强度的显著因素.     

Experimental Study on the Flexural Ductility of BFRP Bar Concrete Beams With Bamboo Fiber and Steel Wire Mesh北大核心CSCD

To study the effects of bamboo fiber and steel wire mesh on the flexural ductility of basalt fiber reinforced polymer（BFRP）bar concrete beams, 7 BFRP bar concrete beams with bamboo fiber and steel wire mesh were tested with different bamboo fiber lengths (0 mm, 30 mm and 45 mm) and different steel wire mesh layout ranges (0, 1/2 maximum bending moment point layout and full beam length layout). The flexural failure tests of the 7 beams were carried out, and the initial crack loads, the crack developments, the ultimate loads and the deformations were detected. The effects of the fiber length and the wire mesh layout range on the crack resistance and the deformation resistance of the specimens were analyzed based on the test data. With the function model, the equivalent yield points of the 7 test beams were obtained, and their ductility coefficients were calculated. The results show that, the addition of bamboo fiber and steel wire mesh increases the cracking loads of BFRP bar concrete beams by 12%~68%, decreases the crack spacings and the crack length development speed, reduces the test beam deformation under the same load, and increases the ductility coefficient by 1.58%~31.75%. © 2023 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

高强混凝土弯压极限应变试验研究与计算

由于混凝土材料理化特性的差异,高强混凝土的弯压极限应变明显地小于普通混凝土,依据试验结果分析了高强混凝土的弯压极限应变变化规律,并给出了它的计算公式.     

HB-FRP加固混凝土结构的粘结滑移统一模型

为了进一步简化HB-FRP(hybrid bonding FRP)加固技术的粘结滑移模型, 并基于先期研究的HB-FRP粘结滑移分区模型开展研究.在假定HB-FRP加固技术的粘结滑移统一模型表达式的基础上,推导了钢扣件部位的粘结应力分布系数.将HB-FRP加固作用分为普通FRP粘结性能和钢扣件产生的粘结性能两部分,依据能量方法,推导了FRP张拉力与滑移量的表达式.基于理论分析和数值求解,研究了界面滑移量的分布特征.基于模型试验测试结果,研究了粘结滑移统一模型中的待定系数表达式.研究结果表明:建立的HB-FRP加固混凝土结构的粘结滑移统一模型能有效预测加固界面的剥离承载力及有效粘结长度.     

旧工业建筑再生利用的政企演化博弈研究

为保护旧工业建筑的文化价值,助力解决棕地治理问题,提高地区竞争软实力,本文基于演化博弈理论构建了旧工业建筑再生利用的政企演化博弈模型,分析了博弈双方的演化稳定性及最优策略。博弈分析结果显示:政企双方存在四种演化稳定策略;企业对旧工业建筑进行再生利用的成本和收益、政府对相关企业的奖惩措施、旧工业建筑文化保护领域的媒体曝光度都会直接影响博弈结果。为实现可持续发展,政府应引入第三方监管机构,建立奖惩机制并广泛宣传旧工业建筑中蕴含的文化内涵;企业应主动寻求技术创新,积累再生利用旧工业建筑的相关经验。     

混凝土搅拌站的选址问题研究

混凝土搅拌站的选址,在施工中占有十分重要的地位.针对混凝土需求随时间不规则变化的情况以及混凝土有效期短等特点,提出了混凝土需求不规则变化的选址模型.该模型把选址与各个时间段的资源配置结合起来确定混凝土搅拌站的位置,在保证需求最大限度得到满足的同时,使选址能够兼顾到尽可能多的需求点,最大化搅拌站的利润.应用该模型和算法成功地解决了一个实际问题,算例验证了模型和算法的有效性.     

复振幅法在再生放大器增益研究中的应用

在激光原理教学中,针对再生放大器的增益问题,应用复振幅法,并参考多光束干涉的处理方法,给出了增益表达式的详细推导过程,可促进学生对该问题的理解和掌握,并可作为现有教材的一点补充.     

基于价值工程的再生粗集料多次循环使用评价研究

再生混凝土的多次循环使用配制混凝土可节约资源,保护环境,降低成本.试验以再生粗集料循环利用次数以和取代率为变量配制C15和C30强度等级混凝土,并对其工作性和立方体抗压强度进行了测试,结合价值工程原理对混凝土的价值进行了分析.结果表明,在配合比不强的情况下,混凝土的坍落度和立方体抗压强度随着再生粗集料循环再生利用次数的增加而降低,混凝土的强度等级越低,再生粗集料的循环次数和用量越多,混凝土的成本越低,价值系数越高.     

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.     

基于EW-UMT的旧工业厂区再生利用价值评估研究

旧工业厂区再生利用符合可持续发展的长远规划,不同于新建项目,它是对既有资源进行充分整合利用而最终呈现出新的使用功能.旧工业厂区再生利用项目"是否有价值,价值的高低"成为了亟待解决的关键问题.在文献查阅和广泛调研的基础上,建立了包括现状、经济、社会、文化和生态在内的旧工业厂区再生利用价值评估指标体系.引入未确知测度理论(UMT)和熵权法(EW),构建了基于EW-UMT的旧工业厂区再生利用价值评估模型,并将该模型应用于5个工程项目中验证了其合理性和可行性.研究表明,该模型能为定量评估旧工业厂区再生利用价值提供了新的思路,也能为项目开发与定位提供决策依据.     

基于SLP和梯形模糊数的沥青热再生拌合站设施布置优化研究

通过对现有厂拌热再生沥青拌合站的工艺过程及存在问题进行分析,将再生沥青拌合站进行有根据的单元细化,通过SLP方法对拌合厂进行定量的设施布置,得到若干可行的布置方案,同时建立梯形直觉模糊数决策模型进行方案的评价,梯形模糊数的表示可较全面地表达决策者对各方案的态度,有效减轻评价过程中权重确定的主观性,再对各比选方案进行量化分析评判,得到各方案的优劣排序,通过与现有拌合站的对比分析,证实布局优化方法的有效性,从而提供相对科学、有效的布置方案.     

预制混凝土构件生产基地选址问题研究

随着装配式建筑产业基地的积极推进,合理而科学地布局预制混凝土构件生产基地,有助于提高配送的效率,节约成本.从经济的角度,以原料运输成本、土地成本和构件配送成本为主要因素建立总成本最低的鲍摩瓦尔夫模型,求解得到最优化的建筑构件生产基地选址结果.并以长江三角洲城市群为例,针对该区域内26个城市的预制混凝土构件需求,进行生产...     

含孔隙混凝土二维细观建模方法研究

根据混凝土的细观组成和结构特点,对传统二维建模方法加以继承与改进,提出了一种高效的分步入侵判定算法.将孔隙直观地反映在模型中,建立了不同的含孔隙混凝土细观模型.对含圆形、椭圆形、多边形骨料与圆形、椭圆形孔隙的混凝土标准试件分别进行了建模研究,结果表明本文的算法具有较强适用性.同时,通过对不同面积率与多种形状骨料/孔隙混凝土的大量建模进一步验证了该算法的效率.模拟了混凝土试件在单轴压缩下的准静态力学性能,分析了混凝土内部孔隙对其裂纹扩展的主要路径、破坏模式以及宏观力学性能的显著影响.     

界面弧形裂纹对混凝土开裂强度的影响研究

混凝土由于水分蒸发、干缩、泌水以及骨料与砂浆变形不一致等原因会导致骨料与砂浆的界面层中产生弧形裂纹,从而对混凝土开裂强度产生很大影响.从细观角度将混凝土视作由粗骨料和水泥砂浆组成的两相复合材料,并将界面层视为粗骨料与水泥砂浆的接触层进行分析.首先基于相互作用直推估计(interaction direct derivative, IDD)法,考虑混凝土中骨料颗粒的相互作用,将施加在混凝土表征体积元的远场外荷载等效为无限大基体中含单一骨料的等效外荷载.然后,将等效外荷载转化为最大和最小主应力,基于断裂力学理论得到界面层中弧形裂纹的应力强度因子,并根据复合型裂纹幂准则判断弧形裂纹是否发生开裂,进而来研究混凝土开裂强度的变化规律.通过与数值模拟结果的比较,验证了界面弧形裂纹应力强度因子解析解的有效性,参数分析结果表明,当裂纹与最大主应力垂直或与最小主应力呈45°夹角时,骨料周围弧形裂纹最易发生开裂破坏.随着裂纹长度增加,混凝土受拉和受压开裂强度先减小后增大,且均存在最不利的裂纹长度.混凝土开裂强度随着骨料体积分数的增加而增大,随着骨料粒径的增大而减小.在裂纹长度较小时,增大骨料的弹性模量有利于提高混凝土开裂强度.骨料周围承受同号应力可以提高混凝土的开裂强度,反之,异号应力会降低开裂强度.     

有限变形下的混凝土动态本构关系研究

讨论有限变形和小变形假设下本构关系的区别,并将其运用于混凝土的弹-粘塑性本构关系研究,提出了一个应变率相关的动态力学模型．模型基于Ottosen的4参数屈服准则,分别考虑混凝土在硬化阶段和软化阶段加载面的不同变化规律,建立冲击荷载下的混凝土本构关系．该模型可以应用于冲击载荷下混凝土材料响应的模拟．引进Green-Naghdi客观率建立有限变形的混凝土模型．根据大量实验结果对应变率和材料强度的关系提出合理假设,使模型可以反映混凝土大变形的动态力学行为,为相关工程问题的研究提供有益的思路和有效的工具．