钢纤维砼薄壁箱梁扭转裂缝控制试验研究

通过配筋钢纤维高强砼薄壁箱梁的纯扭试验,探讨了钢纤维对纯扭薄壁箱形构件在正常使用极限状态下强度、裂缝的影响;分析了试件抗扭强度和扭转裂缝倾角、裂缝宽度、主裂缝间距的形态及特点.结合钢纤维对混凝土的增强与破坏机理分析,对适合于钢纤维混凝土构件的抗扭强度、裂缝验算方法进行理论计算与试验比较分析,为钢纤维砼薄壁箱梁正常使用极限状态抗扭分析积累试验研究资料.     

钢纤维砼薄壁箱梁扭转裂缝控制试验研究

通过配筋钢纤维高强砼薄壁箱梁的纯扭试验，探讨了钢纤维对纯扭薄壁箱形构件在正常使用极限状态下强度、裂缝的影响；分析了试件抗扭强度和扭转裂缝倾角、裂缝宽度、主裂缝间距的形态及特点。结合钢纤维对混凝土的增强与破坏机理分析，对适合于钢纤维混凝土构件的抗扭强度、裂缝验算方法进行理论计算与试验比较分析，为钢纤维砼薄壁箱梁正常使用极限状态抗扭分析积累试验研究资料。     

裂缝混凝土中修正的氯离子运移模型研究

通过研究裂缝混凝土中氯离子运移,建立了综合考虑扩散作用、结合作用以及电势场作用的耦合模型,预测带裂缝混凝土结构的寿命。模型从已有试验数据中得到了较好验证。基于南通盐渍土环境,运用Comsol Multiphysics软件分析了裂缝宽度和深度不同的裂缝混凝土中氯离子运移。研究表明:裂缝混凝土中氯离子浓度随侵入深度增加而降低,降低趋缓,随着时间增加而增长,增长趋缓。氯离子从混凝土裂缝运移到混凝土中时,浓度突降。随着裂缝宽度或深度的增大,氯离子含量增加,增加趋缓,宽度差别的影响减小,深度的不同对裂缝中氯离子的运移几乎没有影响,对临界氯离子浓度的侵入影响较大。为保证混凝土结构物100年使用年限,建议严格限制裂缝,保护层厚度采用55mm。     

钢纤维沥青混凝土裂缝自愈能力试验研究

通过沥青胶浆和钢纤维沥青胶浆温度裂缝形态的对比,研究了钢纤维对沥青胶浆裂缝开展的控制作用,通过不同温度下不同钢纤维掺量的沥青混凝土试件经弯曲断裂后裂缝自愈能力的系列试验,研究了温度、钢纤维掺量和自愈期长度对沥青混凝土自愈能力的影响规律。结果表明,钢纤维可改善温度裂缝的开展形态,由少缝开裂变为多缝开裂;温度对沥青混凝土的自愈能力具有决定作用,钢纤维对沥青混凝土裂缝的自愈能力具有显著的改善作用,钢纤维对沥青混凝土自愈能力的改善效果来自对抗裂能力的提高;自愈期长度也是影响沥青混凝土自愈能力的重要因素,二者之间呈线性关系。并根据试验结果建立了考虑温度及钢纤维影响的裂缝自愈能力预估模型。     

体内预应力组合梁裂缝宽度静力及疲劳试验研究

针对混凝土翼板内配置后张有粘结预应力筋的负弯矩区组合梁,进行7个简支试件的静力及疲劳试验,试验考虑了不同预应力度、不同栓钉间距,且混凝土翼板中配置有体积配纤率分别为0%、0.8%和1.5%的钢纤维。试验表明,极限状态时各试件的裂缝分布相似,裂缝平均间距在80~110 mm范围内。分析认为,影响裂缝宽度的因素包括预应力度、配纤率、力比、连接度、配筋率及栓钉间距等,提出考虑上述因素的最大裂缝宽度经验计算公式。疲劳试验中,运用测试动力参数的方法,分析混凝土裂缝和疲劳损伤随荷载循环的变化,结果表明,预应力钢纤维混凝土-钢组合梁带裂缝工作时具有良好的疲劳稳定性,180万次的循环加载损伤度增大约20%。     

钢纤维再生混凝土碳化深度影响因素研究

将钢纤维加入再生混凝土中能够有效解决再生混凝土耐久性差、强度低等问题。通过正交试验设计试件的配合比,对不同配合比试件的抗压等性能进行研究。分析影响钢纤维再生混凝土性能的主要因素,并通过10组不同配合比试件的碳化试验分析了影响钢纤维再生混凝土碳化深度的因素。研究表明:试件抗拉强度的主要影响因素为钢纤维体积率;工作性能的主要影响因素为再生骨料取代率、钢纤维体积率;抗压强度的主要影响因素为水胶比、再生骨料取代率;钢纤维体积率小于1.8%时,抗碳化性能随着钢纤维体积率的增加而增强;钢纤维体积率高于1.8%时,随着钢纤维体积率的增加,抗碳化性能略有降低。     

基于直接拉伸试验的钢纤维混凝土损伤特性研究

结合DIC技术对预埋螺栓式钢纤维混凝土试件展开直接拉伸试验，研究了钢纤维体积掺量、钢纤维长度和钢纤维类型对钢纤维混凝土开裂模式、抗拉强度、峰值应变以及裂后延性的耦合影响规律。研究结果表明：钢纤维混凝土在直接拉伸过程中的开裂声响、裂缝形态及裂缝数目等特性受钢纤维掺量影响显著；掺入钢纤维后混凝土的抗拉强度、峰值应变及裂后延性均有不同程度增加；相较于铣削型钢纤维浇筑时易出现重叠和成团现象，端钩型钢纤维更易浇筑均匀及密实，与混凝土基体间形成更加紧密的黏结，拉伸后期端部弯钩的变形抵抗力提升了桥联作用，端钩型钢纤维对抗拉强度和裂后延性的提升表现较优越。结合DIC结果进一步揭示了钢纤维混凝土直接拉伸作用下的细观破坏机理，钢纤维混凝土拉伸破坏可以分解为4个阶段：Ⅰ弹性阶段、Ⅱ细观裂缝稳定扩展阶段、Ⅲ裂缝失稳扩展阶段、Ⅳ纤维拔出阶段。根据试验结果建立了综合考虑混凝土基体特性、钢纤维体积掺量、钢纤维长度及钢纤维类型影响的钢纤维混凝土应力-应变模型，在此基础上，引入拉伸损伤因子综合考虑抗拉强度、峰值应变以及裂后延性对钢纤维混凝土损伤发展特性的影响。     

路用层铺式钢纤维混凝土力学性能与破坏特征分析

路用层铺式钢纤维混凝土是采用钢纤维分层铺设在素混凝土内部的一种混凝土结构形式。文中通过采用不同掺量和不同位置布置钢纤维混凝土与普通素混凝土进行力学性能对比试验,分析层铺式钢纤维混凝土的力学性能与破坏特征。结果表明,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维混凝土的抗压强度和抗折强度发生变化,尤其是双层层铺式钢纤维混凝土抗折强度更要优于素混凝土,当双层钢纤维掺量在0.6和1.2kg/(m2·层)时,层铺式钢纤维混凝土的抗折强度比普通素混凝土分别提高了13.4%和17.7%。根据能量耗能原理以及混凝土试件抗折破坏特征,得出钢纤维对抑制混凝土的早期裂缝和受载后保持混凝土基体的整体性有重要作用。     

不同钢纤维掺入率的混凝土疲劳试验研究

利用电液伺服材料试验机,进行钢纤维混凝土的疲劳试验研究,得到不同钢纤维掺入率的混凝土试件在疲劳荷载作用下的疲劳寿命以及应力、应变变化规律。根据试验数据,作出钢纤维混凝土的疲劳寿命曲线,并得到不同钢纤维掺入率的混凝土试件的疲劳应变与寿命的关系对比曲线。结果表明:钢纤维混凝土的疲劳性能明显高于普通混凝土,其疲劳强度较普通混凝土提高20%左右。     

盾构隧道钢纤维混凝土管片接头极限承载力试验

针对钢纤维混凝土管片在盾构隧道工程中应用日益频繁的现状,以盾构隧道钢纤维混凝土管片接头为试验对象,采用足尺试验方法对钢纤维混凝土管片接头和传统钢筋混凝土管片接头的极限承载能力进行研究,归纳宏观破坏现象,获得了荷载-挠度曲线和弯矩-转角曲线等整体力学响应特性,得到了荷载-螺栓应变关系和荷载-混凝土表面应变等局部力学响应特性,分析了受压区剪裂缝的扩展规律,探讨了接头的延性指标,并对接头进行了基于性能的极限承载能力评价。研究结果表明:钢纤维混凝土管片接头的开裂荷载比钢筋混凝土管片接头提高12.9%;钢纤维混凝土管片接头的极限荷载与钢筋混凝土管片接头基本一致(略微增加4.4%);钢纤维混凝土管片接头具有优良的抗裂能力,受压区剪裂缝数量为1个,少于钢筋混凝土管片接头的3个,承载能力极限状态时的最大裂缝宽度从3.82mm减少到1.35mm,正常使用状态时的最大允许裂缝宽度(0.2mm)对应的荷载抗力提高了43.75%;钢纤维混凝土管片接头的受力性能优于钢筋混凝土管片接头;研究成果可为钢纤维混凝土管片在盾构隧道工程中的应用提供理论支撑和技术参考。     

基于ANSYS的带切口沥青混合料试件半圆弯曲试验参数分析

采用带切口的试件进行半圆弯曲试验(SCB),可以更好地评价存在反射裂缝的沥青混凝土路面的抗裂性能。为了明确试件厚度、切口宽度、切口深度、支座间距等试验参数对带切口SCB试件力学响应的影响,采用ANSYS建立三维有限元模型对SCB试验进行数值模拟。计算结果表明:试件厚度选择50mm,切口宽度选择1.5mm较为合适;切口深度需要选择15mm、20mm、25mm等3个切口深度值再进行试验验证;支座间距为试件直径的0.8倍时,切口底部拉应力最敏感。     

FRP增强砼缺口梁碳纤维薄板长度的优化方法

利用有限元软件和对比试验等方法,分析了碳纤维薄板增强砼缺口梁粘贴界面处过应力区的宽度与碳纤维薄板粘贴长度的关系。在现有加固规范提出的粘结延伸长度控制指标的基础上,提出了三点弯曲条件下增强砼缺口梁的碳纤维薄板合理粘贴长度表达式。     

车辆荷载作用下纤维沥青路面响应分析

基于弹性理论,采用有限元方法分析车辆荷载作用下,纤维沥青混凝土的模量、不同道路等级下的纤维沥青混凝土层位置和厚度、基层厚度对路表最大弯沉、基层和底基层的层底径向应力的影响。结果表明,纤维加入到沥青路面后,提高了路面的整体变形能力,从而可以减小路面面层的厚度;基层厚度的增加,不仅缓解了由于纤维沥青混凝土面层厚度减小而产生的基层和底基层的层底径向应力的增加,而且可以减小纤维沥青混凝土的掺入量。在考虑提高路面结构的整体性以及面层和基层之间的粘结力时,给出了不同道路等级下纤维沥青路面结构的合理设计。     

型钢-钢纤维混凝土黏结应力组成及影响因素分析

为了研究型钢-钢纤维混凝土界面的黏结应力组成,以截面类型、界面锚固长度、钢纤维掺量和钢纤维混凝土保护层厚度为变化参量,完成了34根试件的推出试验,分析了试件的损伤破坏及裂缝发展形态,获得了加载端和自由端的荷载-滑移曲线。基于荷载-滑移曲线上的4种临界状态,根据界面黏结应力与外荷载的平衡关系,提出了黏结应力各组成部分的计算公式,最后分析了各因素对界面黏结应力的影响规律。研究结果表明：黏结界面的失效可分为3个阶段,即界面无损阶段、界面黏结部分失效及裂缝发展阶段、界面黏结完全失效及试件破坏阶段;型钢与钢纤维混凝土界面的黏结应力是由化学胶结应力、摩擦应力和机械咬合应力3种应力共同组成,黏结应力沿界面长度方向呈非均匀分布状态,其中化学胶结应力只存在于固定黏结扩散区;界面黏结应力组成中,化学胶结应力所占比重最大,摩擦应力次之,机械咬合应力最小;化学胶结应力随界面锚固长度的增加而减小,摩擦应力随钢纤维混凝土保护层厚度和钢纤维掺量的增加而增大,机械咬合应力随钢纤维混凝土保护层厚度的增加而增大。     

高速公路水泥混凝土路面不同结构形式效果对比分析

通过对宣大高速公路水泥混凝土路面使用状况的调查分析,对六种不同结构形式的水泥混凝土试验路面的使用效果作了比较,断板率最低的是33 cm厚普通水泥混凝土路面,无断板现象;其次是26 cm厚钢纤维混凝土路面,断板率1.58%。可见,通过提高水泥混凝土面板厚度和混凝土标号,或采用结构形式较好的路面（如钢纤维或聚丙烯纤维混凝土路面）,可提高路面的使用寿命。     

Optimal design of an engine mount using an enhanced genetic algorithm with simplex method

This study provides an analysis of the applications of optimization routines for designing fluid mounts. After summarizing the concept of fluid mounts and their dynamic characteristics, we review the importance of the notch and resonance peak that occur in dynamic stiffness of fluid mounts. Fluid mounts are tuned for specific application so that their notch frequency coincides with the disturbance frequency, by selecting the proper parameters for the mount. Additionally, the mount parameters are selected such that the notch remains as deep (close to zero) as possible and the resonance peak is kept as short as possible. The notch depth and resonance peak present opposing requirements for the selection of mount parameters in the sense that lowering one will result in increasing the other. Using a bond graph model, this study will evaluate the effect of various parameters on the mount notch depth and resonance peak height characteristics. The results show that different parameters can have a varying effect on the notch frequency and depth, as well as the resonance frequency and peak height. The results of the study are extended by examining the effectiveness of two different optimization methods—namely, the Enhanced Genetic Algorithm (EGA) and Sequential Quadratic Programming (SQP)—for selecting the combination of parameters that can yield the deepest notch and shortest resonance peak. Using two different design cases, the study shows that SQP exhibits much more sensitivity to the initial conditions that are selected for the mount parameters than EGA. Both methods, however, are able to converge to an optimal solution within the constraints that are selected for the parameters. For both cases, EGA is able to converge to the set of parameters that provide a deep notch and a short resonance peak.     

悬索桥鞍座处CFRP主缆抗弯性能研究

首先通过对鞍座处CFRP丝的力学性能分析,建立了CFRP丝弯曲强度计算理论,利用理论公式分析了CFRP丝直径和弯曲半径对弯曲强度的影响,并对CFRP丝临界弯曲半径作出推算;接着对CFRP丝在鞍座处的抗弯性能进行了模型试验研究,实测了3种弯曲半径对应的弯曲极限拉力;最后对理论分析结果和试验实测结果作了对比。研究结果表明:CFRP丝在大跨悬索桥鞍座处的弯曲张拉效率超过90%;CFRP主缆弯曲强度计算值与实测值吻合较好;当弯曲半径一定时,弯曲强度随着CFRP丝直径的增大而线性减少,当CFRP丝直径一定时,弯曲强度随着弯曲半径的增大而非线性增加,CFRP丝临界弯曲半径随着CFRP丝直径的增大而线性增加;CFRP丝在鞍槽上的包角对弯曲极限拉力没有影响。     

直缝型后张预应力装配式UHPC挡块抗震性能研究

针对常规普通混凝土挡块在震后修复较困难的问题，提出一种适用于中小跨径桥梁结构的可替换直缝型后张预应力装配式超高性能混凝土（UHPC）挡块结构形式。设计并制作了4组装配式UHPC挡块模型试件，分别进行拟静力破坏试验，探讨了加载高度、挡块厚度和预应力初张力大小对后张预应力装配式UHPC挡块抗震性能的影响。然后，建立ABAQUS有限元分析模型并与试验结果进行校核验证，通过一系列有限元参数分析研究了挡块摩擦因数、荷载加载高度、预应力初张力值和UHPC挡块厚度对新型挡块转动机制的影响机理。研究结果表明：装配式UHPC挡块具有良好的抗震位移能力和自复位功能；挡块与盖梁间的摩擦因数对挡块转动性能的影响可忽略不计；加载高度增加会导致挡块转动临界荷载和承载能力下降；增加挡块厚度能显著提升挡块自身强度，降低挡块地震损伤；增大预应力初张力大小能够提高挡块的临界转动荷载和承载能力；进行后张预应力装配式UHPC挡块设计时，可直接利用预应力初张力和加载高度等参数来估算挡块的设计临界转动荷载。     

发动机试验室安全罩包容性分析

针对由于涡轮飞散造成的发动机试验室安全问题,利用Ansysworkbech Autodyn软件进行非线性结构动力学分析,计算安全罩包容性。首先根据涡轮典型飞散形式进行输入分析,简化仿真模型,降低计算时间;然后根据现有安全罩厚度利用仿真软件计算分析其包容性,并计算得出安全罩被击穿时的临界厚度;最后通过安全性评价,确认现有安全罩设计厚度可完全满足发动机试验室安全要求。     

混合变参数振动钻削纤维增强复合材料的研究

根据纤维增强复合材料钻削分层临界力及钻削轴向力的理论模型,提出了混合变参数振动钻削纤维增强复合材料的新工艺,并给出了该工艺的实现方法。对碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料进行了验证试验。根据钻削过程中不同阶段分层临界力的变化情况,实时地改变钻削参数和振动参数,在保证不出现钻削分层的前提下取得最佳的孔加工质量和生产效率,试验结果与理论分析吻合。