配合比设计参数对高性能混凝土抗冻性敏感特性的影响

为考察不同配合比设计参数对高性能混凝土抗冻性敏感特性的影响规律和显著性关系,利用正交试验方法,选取水胶比、粉煤灰掺量和砂率作为考察因素,计算300次冻融循环后混凝土试件的抗折强度损失率和质量损失率,并进行极差和方差分析。研究结果表明:水胶比对高性能混凝土抗冻性有显著的影响,而粉煤灰掺量和砂率均无显著影响;冻融循环试验后的质量损失率不能准确地描述混凝土的抗冻性,而抗折强度对冻融循环试验比较敏感,建议采用抗折强度损失率作为高性能混凝土抗冻性的评价指标。     

机场道面混凝土冻融破坏评价指标

为了研究中国北方寒冷地区机场道面混凝土冻融破坏的评价指标,制作了3种不同抗冻性能的混凝土试件,采用快速冻融试验机对混凝土试件进行了冻融破坏试验,并用动弹仪DT-10W测试了试件的动弹性模量,分析了不同冻融循环次数作用下试件相对动弹性模量、压折强度、质量损失及表面剥落的变化规律,给出了机场道面混凝土冻融破坏的临界值。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,试件的压折强度均有不同程度的下降,其中抗折强度的损失较大,且试件表面剥落面积及深度增大,质量损失对试件表面平整度的影响严重。根据试件在冻融过程中相对动弹性模量与抗折强度损失、表面剥落与质量损失的规律,建议以300次快速冻融循环后混凝土试件相对动弹性模量不小于75%(抗折强度损失率不大于46%)和质量损失率小于1.0%(中等剥落)作为机场道面混凝土冻融破坏的评价指标。     

钢纤维对桥面板高性能混凝土的性能影响研究

为探讨钢纤维对桥面板高性能混凝土性能的影响,通过抗压强度试验、抗折强度试验以及冻融循环试验,分析了不同钢纤维掺量对高性能混凝土抗压强度、抗折强度及抗冻性能的影响规律,结果表明,合理掺量的钢纤维能够在混凝土内部形成网状结构,抑制混凝土产生裂缝,提高混凝土的抗断裂能力,增强混凝土的抗压强度和抗折强度;钢纤维过量容易发生结团现象,破坏混凝土的密实度,混凝土内部结构产生软弱界面,致使混凝土的抗压、抗折强度下降;合理的钢纤维掺量能够有效改善高性能混凝土的抗冻性能。     

基于灰色理论的受酸雨侵蚀混凝土抗折强度的预测模型

基于灰色系统理论对混凝土受酸雨腐蚀后的抗折强度进行研究,建立单变量的一阶灰色预测模型（1,1）,对混凝土的抗折强度进行预测,并用已有文献中的加速腐蚀试验方法对混凝土抗折强度进行验证,研究结果表明,该模型预测结果与试验结果能够较好地吻合,证明这种预测方法是简便易行的,可以作为研究受腐蚀混凝土的抗折强度的一种方法。     

基于灰色理论的受酸雨侵蚀混凝土抗折强度的预测模型

基于灰色系统理论对混凝土受酸雨腐蚀后的抗折强度进行研究,建立单变量的一阶灰色预测模型GM(1,1).对混凝土的抗折强度进行预测.并用已有文献中的加速腐蚀试验方法对混凝土抗折强度进行验证,研究结果表明,该模型预测结果与试验结果能够较好地吻合,证明这种预测方法是简便易行的,可以作为研究受腐蚀混凝土的抗折强度的一种方法.     

基于抗高温的纤维混凝土强度特性研究

为了研究纤维混凝土经高温作用后的力学性能,通过试验研究了温度对聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并与素混凝土作对比。试验结果表明,随温度的升高,混凝土强度逐渐降低,强度损失率逐渐增大,其中当温度超过600℃时强度损失率大幅增加;各温度下,钢纤维混凝土的强度远大于聚丙烯纤维混凝土,其对混凝土强度的改善作用显著,而聚丙烯纤维混凝土的强度虽然大于素混凝土,但当温度超过600℃后两者相差不大,此时聚丙烯纤维对混凝土强度的改善作用很小。     

列车荷载对板式无砟轨道力学性能的影响分析

为研究无砟轨道混凝土在客、货车作用下的劣化规律,基于损伤力学概念,引入损伤变量对混凝土室内循环加载进行试验研究. 首先,建立钢轨-扣件-轨道板-CA砂浆层-底座板-地基有限元实体模型,获取试件试验等效应力水平,通过列车车速确定加载频率,然后确定合理的荷载组合模拟工况;其次,应用MTS加载系统对混凝土试件进行循环加载测试,利用无损检测系统测试了不同加载次数下混凝土的动弹性模量以及抗折强度;最后,将动弹性模量和抗折强度作为损伤变量,根据测试结果得到不同应力水平、加载频率作用对轨道板材料力学性能劣化规律的影响. 试验结果表明:在客货车荷载作用下,动弹性模量的损伤程度在加载200万次时约为抗折强度的损伤程度的2倍;应力水平一定时,加载频率越小,混凝土动弹性模量以及抗折强度的损伤程度越大,并且在10 Hz与15 Hz频率之间较明显;加载频率一定时,应力水平越大,混凝土动弹性模量以及抗折强度的损伤越严重,应力水平为0.7的混凝土在1 000次左右的加载循环加载下发生破坏;低速的客货车荷载会加快混凝土初期损伤,较高速度的客货车荷载会加速无砟轨道结构后期损伤的发展.      

不同水灰比对透水混凝土性能影响研究

通过室内试验,研究了不同水灰比对透水混凝土的抗压强度、抗折强度、孔隙率、渗透系数及质量损失率的影响,并对其试验数据进行分析。结果表明:(1)水灰比的增大会降低透水混凝土的抗折、抗压强度;(2)水灰比的增大会减小透水混凝土的孔隙率;(3)水灰比的增大会减小透水混凝土的透水系数;(4)水灰比的增大会增大混凝土的质量损失率;(5)水灰比为0.25时,透水混凝土的各方面性能最佳。     

高性能混凝土在氯盐侵蚀和冻融循环作用下的耐久性分析

为研究海洋环境下高性能混凝土桥梁的耐久性，基于混凝土室内快速冻融试验，对高性能混凝土进行氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的耐久性试验，分析混凝土在不同水胶比、粉煤灰掺量和含气量时的质量损失率和相对动弹性模量；并根据试验分析结果建立氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的高性能混凝土质量预测衰减模型.结果表明：水胶比对高性能混凝土的抗盐冻性能影响显著，混凝土抗盐冻性能随着水胶比增大而降低，建议水胶比不宜大于0.45；粉煤灰的加入会降低混凝土的抗盐冻性能，掺量较高时其抗盐冻性能难以达到满足要求，粉煤灰掺量不宜高于30%；随着含气量增加，混凝土抗盐冻性能呈现先提升后降低的变化规律，建议有考虑抗盐冻要求的混凝土其含气量在4.5%～5.5%内选取.     

掺硅灰对中等强度混凝土力学性能影响的试验研究

硅灰作为一种活性粉末,掺入混凝土中能有效地提高混凝土的抗压强度、弯拉强度、耐磨性和抗渗性等．因而被大量应用于高强、高性能混凝土的研制中。通过试验研究硅灰不同掺量对中等强度混凝土力学性能——抗压强度、抗折强度、劈裂强度、应力应变和弹性模量等的影响,初步得到中等强度混凝土中硅灰的合理掺量,有助于提升硅灰在路面混凝土中的应用价值和前景．     

Bond behavior of corroded reinforcement in concrete wrapped with carbon fiber reinforced polymer under cyclic loading

Bond behavior of corroded reinforcement in concrete wrapped with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) under cyclic loading is experimentally investigated. An electrolyte corrosion technique is used to accelerate the corrosion of the steel bar in cylindrical concrete specimens. Wrapped specimens are strengthened with one layer of CFRP after the reinforcements are corroded. The experimental parameters investigated include: corrosion level, CFRP wrapped and number of loading cycles. Test results indicate that bond strength and area of hysteretic curve of CFRP wrapped specimens are larger than those of the unwrapped specimens. With increasing the number of loading cycles, the bond strength and area of hysteretic curve decrease gradually, especially at the 1st cyclic loading. The CFRP wrapping reduces the bond degradation rate effectively and prevents the bond-splitting failure of the corroded concrete specimens.     

超高性能混凝土中钢纤维锈蚀的细观力学分析

为了研究钢纤维体积含量和锈蚀程度对结构强度和变形的影响,通过自行编写Python脚本文件,对ABAQUS软件进行二次开发,实现了钢纤维在超高性能混凝土（UHPC）基体中的大批量随机乱向均匀分布;在此基础上研究了UHPC带缺陷锈蚀模拟方法,进而探索了钢纤维锈蚀的等效方法;最后以UHPC梁四点抗弯试验为例,对UHPC细观力学分析方法、锈蚀的模拟方法和等效手段进行了验证. 研究结果表明:当纤维体积含量为2% 时,UHPC梁的抗弯曲性能最佳;影响锈蚀效应的关键因素为锈蚀造成纤维截面削弱、锈坑附近产生应力集中、界面粘结遭到破坏;采用随机材料属性分配的方式,仅局限于模拟UHPC梁的宏观变形,无法准确模拟应力场分布情况.      

Segmental Bridges under Combined Torsion, Bending and Shear

Segmental bridges with unbonded prestressed tendons have some advantages, such as the weather independence and the corrosion protection of prestressing tendons. This paper analyzed the behavior of a prestressed segmental bridge with unbonded tendons under combined loading of torsion, bending and shear. According to the experiment research, a modified skew bending model was developed to calculate the bearing capacity of segmental bridges subjected to combined bending, shear and torsion. The finite element method was used to investigate the deflection behaviors of such structure, also to check the theoretical model. The theoretical and FEM research resuits were compared favorably with the test results from Technical University of Braunschweig, Germany. Finally, suggestion for the design and construction of segmental bridges with external prestressing was made.     

土体断裂韧度K_(IC)试验研究

标准的三点弯曲试验,加荷方向与试样重力方向在同一条直线上,由于土体的抗拉强度很低,在进行土体的三点弯曲试验的时候,试样仅在自重的作用下就会断裂,即使不断裂,重力对测试结果也会产生很大的影响。根据三点弯曲的试验原理,将试样沿底边旋转90°,采用水平加荷的方式,使试样重力与加荷方向垂直,避开了重力对试验结果的影响,并使用自主研发的土体断裂装置测得了土体断裂韧度KIC。     

极限荷载作用下铁路钢筋混凝土旧桥的受力行为试验研究

为了探讨既有ＲＣ桥梁的的承载能力，作者对一座具有３０年运营历史，且存在较为严重损伤的ＲＣ梁进行了破坏试验，探讨了在荷载及极限荷载作用下梁中的应力，挠度及裂缝宽度变化情况，并实测了极限荷载的大小以及混凝土和钢筋的实际强度。文中还给出了评定既有ＲＣ桥梁的国能力和损伤程度的方法。     

高寒盐沼泽区干湿-冻融循环下桥梁桩基腐蚀损伤与承载特性

为探明青海地区桥梁桩基在干湿-冻融循环条件下的腐蚀损伤特性, 依托德香高速公路工程, 在现场埋设钢筋和混凝土试件进行干湿-冻融循环1年, 采用室内试验将混凝土试件进行干湿-冻融循环225次, 对比分析了不同位置和不同循环时间条件下混凝土质量、抗侵蚀系数、相对动弹性模量、抗压强度、微观机理以及钢筋锈蚀率的变化规律; 采用数值仿真分析了未防护桩基20年内承载力变化规律, 并提出了高寒盐沼泽区桥梁桩基防护措施。研究结果表明: 随着试件埋设深度的增加, 现场桩基混凝土试件的抗侵蚀系数相关度增大, 最大值为0.93;随着时间的增加, 桩基混凝土试件的抗压强度最大损失率为38.20%, 埋深0.25 m处钢筋的面积锈蚀率最大, 为91%;表面涂抹环氧树脂可以有效减少钢筋锈蚀率, 桩基混凝土试件与钢筋的质量变化不明显; 干湿-冻融循环225次时, 桩基混凝土试件的边角处出现脱落, 四周出现裂纹, 但质量变化较小, 相对动弹性模量降低了39.10%, 抗侵蚀系数降低到0.51, 混凝土的抗压强度损失率为65.88%, 其内部因出现Friedel盐等膨胀性物质而趋于破坏; 随着剥落厚度和腐蚀深度的增加, 前8年桩基的承载力基本不变, 8年后其承载力逐步降低, 若不进行维护, 第20年桩基承载力降低34.45%;建议在桩基服役8年后, 要进行重点防护。      

模拟酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能研究综述

为深化对酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能演变机制的认识,论述了酸雨侵蚀作用下混凝土材料腐蚀机理、侵蚀模型和物理力学性能时变过程;分析了酸雨锈蚀钢筋的溶液腐蚀机理和大气动态冲刷机制,总结了锈蚀钢筋形貌表征与锈蚀率指标定量化研究成果,归纳了已有锈蚀钢筋力学性能退化模型和本构模型,概述了钢混界面黏结性能演变规律和黏结-滑移本构关系模型;梳理了梁、柱构件及结构静、动力学性能演变规律的室内试验结果、理论计算方法和数值仿真结果的最新研究进展与不足,并展望了未来的研究方向与重点。研究结果表明:酸雨腐蚀混凝土可归因于酸雨离子成分的交互作用,亟需适用性较强的理论模型以揭示腐蚀和扩散机制;室内加速试验揭示了酸雨侵蚀作用下混凝土物理力学性能时变规律,应完善室内加速试验制度,搭建耦合宏细观层次关键指标的混凝土损伤评价体系和预估模型;酸雨加速锈蚀钢筋试验多基于均匀锈蚀,钢筋腐蚀方法和形貌表征逐渐向不均匀锈蚀发展,应进一步发展高精度扫描技术,借助统计分析理论建立钢筋不均匀锈蚀特征参数,优化钢筋力学性能退化模型;通电锈蚀试验和拉拔试验演绎了钢混界面黏结性能演化规律,并建立了黏结-滑移本构关系,但忽略了实际钢筋混凝土结构的受力特点,且锈蚀过程显著区别于自然锈蚀,应考虑酸雨环境与材料特性复杂多变的特点,研究细微观钢混界面损伤行为,揭示酸雨环境、材料特性与黏结性能的内在关系;酸雨侵蚀钢筋混凝土结构时效性能研究多集中在试件层次,且采用腐蚀试验与承载力试验分阶段进行,忽略了荷载-环境的耦合作用,试验所设环境较为单一,试验制度与方法亦未统一,应对标实际工程,考虑实际结构承载和环境工况,搭建长期荷载-酸雨侵蚀耦合作用试验系统,探索荷载-环境-材料多场关联机制,完善理论计算方法与数值仿真手段,揭示结构长期性能演变过程,并推动现场暴露试验发展,量化室内-现场映射关系,指导工程实际。      

腐蚀作用下钢筋与混凝土粘结性能关联因子研究

通过分析试验数据,评价影响腐蚀作用下钢筋与混凝土之间极限粘结力的因素。研究结果表明,腐蚀作用下,各关联因子对钢筋与混凝土之间粘结力的影响大小依次为：保护层厚度、钢筋直径、钢筋等级、钢筋锈蚀率、混凝土强度。     

现役桥梁混凝土钢筋在自然环境下的锈蚀特征及分级评价

运用多种电化学方法,对现役桥梁进行了无损量化检测,分析了自然环境下的钢筋锈蚀特征,总结了自然环境对钢筋锈蚀率的影响规律,通过与前期实验室结果对比,揭示了自然环境与加速模拟环境的区别与联系.并对实测情况做了分级讨论.实桥测量结果表明：潮湿处的钢筋失重率最高达到33%,最低为18%;而干燥处钢筋失重率则分布在8%--15%之间.实测结果还表明：涂刷了防水层的箱梁及护栏,有助于保护混凝土内部配筋,能有效降低内部配筋的腐蚀速率,其失重率仅为4%~8%.承载重的桥台钢筋高于承载轻的护栏钢筋的锈蚀率.