碳纤维增强复合材料加固混凝土粘结性能试验

碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)加固混凝土技术在桥梁工程与建筑工程中有大量应用,而直接影响工程结构加固维修的关键因素是其界面粘结性能,因此开展相关试验研究对保障工程安全具有重大意义。以一种基于专门设计的试验装置进行弯曲剪切试验来研究CFRP-混凝土界面的粘结性能。利用数字图像相关(digital image correlation, DIC)法得到的应变场确定碳纤维布的脱粘长度,同时对碳纤维增强材料的性能进行了理论分析,探讨了试验中的力学响应。结果表明：弯剪破坏的原因是弯矩的增大导致界面粘结强度和极限荷载的降低。通过对比弯剪试验和理论应变分布曲线,证明试验的有效性。粘结区在弯曲作用下产生的正应力有一个固定的有效区域,在该区域以外不会产生正应力。因此,在工程应用中,确定碳纤维布板的剥离长度可以减少维护工作,碳纤维布-钢筋混凝土在受弯曲和拉伸的共同作用下,可以在加载端有效应力区域内进行再加固,增加使用寿命。     

新型钢管混凝土梁柱节点试验研究

提出了一种新型的开大孔钢筋贯通式钢管混凝土节点,该新型节点形式与已应用到工程中的开小孔钢筋贯通式节点相比,具有施工方便的优点。建立了介于这种新节点与传统开小孔节点之间的过渡形式:开大孔加强式钢筋贯通的钢管混凝土节点。并通过对三种节点低周反复循环加载的试验研究,得到如下结论:新型开大孔式节点位移延性、耗能能力比较理想,抗震性能良好,符合抗震设计的要求。在该新型节点处设加强环和加劲肋能够显著提高节点的整体性与延性。研究结果可以为其在工程中的应用提供有价值的参考。     

疲劳过程中的能量耗散和疲劳寿命的预测

试验测量了A3钢和铝合金LY12CZ在疲劳过程中的耗散能密度与应力幅的关系和破坏时的临界累积耗散能密度。通过一系列不同加载频率和应力比的比较试验,结果表明耗散能密度与应力幅的关系和临界累积耗散能密度在不同加载频率下变化不大,但是受应力比的影响较大。本文还建立了临界累积耗散能密度疲劳寿命预测判据,并用此判据进行了带中心孔板条构件的疲劳寿命预测,取得了较好的结果（误差在25％以内）。这种方法对于构件局部的疲劳主要由一个方向应力控制的工程问题,使用简便有效。     

家兔颈总动脉血管低温力学性能的实验研究

实验研究了家兔颈总动脉血管低温下的轴向和周向的力学性能．这些力学性能包括应力应变曲线和断裂强度，它们将有助于血管低温保存过程的热应力分析．结果表明，血管在低温下的力学性能与室温情况非常不同，冷冻血管的弹性模量要比未冷冻的高很多．当温度接近液氮温度时，甚至可能高几千倍．低温下，血管的轴向模量要高于周向的，但他们的断裂强度相差不大．最后，从血管组分的力学性能考虑，讨论了血管整体力学性能的变化规律．     

混凝土损伤应变与微裂纹的实验研究

采用数字图像相关方法测量了混凝土表面损伤应变场。基于该应变场分析得到了肉眼不可见微裂纹的准确位置,并研究了混凝土立方体在单轴压缩的情况下,平均损伤应变与平均裂纹宽度的相关性。研究结果说明基于数字图像相关的混凝土表面微裂缝的定位方法是可行的。宽度小于0.1 mm微裂缝与平均损伤应变呈线性变化的关系。研究结果可用于判断混凝土微裂缝的位置、发展程度,为进行科学有效的控制或修补,提高结构安全性提供参考。     

基于数字图像方法的桥梁移动荷载识别

车辆荷载是桥梁安全监测的重要指标之一,如何快速有效地检测出车辆荷载对于桥梁的维护、运营和安全评估有着重大意义.利用数字图像方法,在桥梁中间位置下方布置特征点,通过视频拍摄,利用Otsu对视频分离出的图片进行二值化分析,获取特征点质心的位移变化,转换成桥梁的位移变化,通过位移的变化反演出移动荷载的大小.通过在实验室进行50、70、90、110 kg四种不同荷载单车通过实验,得到实验室桥梁荷载-位移曲线,与接触式顶杆位移计进行对比,对所得到的荷载-位移曲线进行拟合,后通过30 kg和130 kg荷载进行验证,实验证明预估值与实际值误差在3.8%左右;在实桥实验中,该方法能够准确测出有大重量移动荷载经过时产生的位移以及分析其荷载大小.     

混凝土压缩破坏的数字图像相关研究

采用数字图像相关(DIC)方法研究了混凝土材料的压缩破坏。在压缩实验前，将混凝土外表层切除，裸露的细观形貌可以作为DIC技术中的自然散斑场。采用高分辨CCD进行表面图像采集，通过DIC技术处理后可以获得压缩破坏过程中的应变场分布。两端无约束的混凝土压缩破坏符合第二强度理论(最大拉应变强度理论)，因此本文分析了混凝土压缩...     

基于数字图像相关技术的混凝土剪切破坏实验研究

剪切破坏是工程实际中混凝土破坏的主要形式之一,而对其进行全场非接触的观测和研究却仍面临着一些困难,因而结合数字图像相关技术(digital image correlation,DIC)对混凝土的直接剪切破坏问题开展实验研究。分别对旧混凝土、未凿毛新旧结合混凝土及凿毛新旧结合混凝土三种不同类型的试样进行剪切破坏时的对照实验,具体对破坏时的应力应变分布,破坏断面情况,破坏时强度大小等进行比较。实验中将混凝土边缘外表层切除,以展现出的内部纹理作为数字图像相关技术所需要的自然散斑场;采用高分辨率的数字相机对发生剪切变形的混凝土表面进行图像采集,再通过DIC技术进行后处理以获得剪切破坏过程中变形场的分布。实验结果表明在承受剪切载荷时,经过凿毛处理的新旧结合混凝土粘合面的应变范围、应变分布复杂程度、应变数值均大于未凿毛处理试件,因而确定凿毛新旧结合混凝土试件的抗剪强度大于未凿毛新旧结合混凝土试件;研究结果同时验证了DIC技术在混凝土剪切破坏测试中的有效性和可靠性,即DIC技术可以更直观和全面地获得混凝土剪切应变分布情况,适用于混凝土结构剪切破坏的监测。     

移动式防洪墙构件承载力的计算方法

移动式防洪墙具有安全可靠性高、安装拆卸方便迅速等特点,可以满足人们亲水需求,已在国内外多个城市成功投入使用。移动式防洪墙一般由立柱、挡板、预埋件等部件组成。本文首先研究了静水、动水、波浪、冲击等荷载的计算方法以及相应的组合荷载考虑方式。在荷载确定以后,分别针对立柱、挡板以及预埋件(包括螺栓、定位销、套管等多个受力部件)的承载力分析给出了相应的计算公式,从而建立了一套较为完整的移动式防洪墙受力构件承载力计算方法。该计算方法对工程实际具有很好的应用参考价值。