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。     

钢纤维混凝土试验研究与疲劳破坏模拟

针对桥面铺装层的受力状况和破坏原因进行了钢纤维混凝土的抗折强度试验和耐磨损试验,分析了钢纤维混凝土的抗弯性能,阐述了钢纤维混凝土的耐磨机理,并利用ANSYS程序模拟了钢纤维混凝土的疲劳破坏。     

局部失效盾构隧道管片承载特性及破坏机理

局部失效(混凝土或钢筋缺失)会显著影响盾构管片的承载性能，甚至会诱发隧道整体结构的破坏。为明确局部失效对管片承载特性的影响，分别开展了标准管片和跨中及侧部开孔管片承载特性的足尺试验，并对管片的位移、裂缝扩展及混凝土应变进行了监测。试验结果表明：管片破坏过程分为4个典型阶段，并将各个阶段的临界荷载定义为管片的3个特征荷载。根据各特征荷载值对管片的承载特性进行了对比分析，明确了开孔管片的承载能力低于标准管片，且开孔位置对管片的承载特性具有较强影响。为进一步明确局部失效盾构管片试验结果的准确性，采用混凝土弹塑性损伤本构建立了与试验对应的三维精细化数值模型，并通过与模拟的对比验证了试验结果的合理性。随后，依据标准管片各承载特性，定量分析了管片开孔直径及开孔位置等因素对管片抗弯承载特性的影响规律，并初步提出了局部失效盾构管片抗弯承载特性的理论计算模型。研究结果可为极端条件下地铁盾构隧道的安全性评估及加固设计提供理论基础。     

大跨钢-混凝土组合箱梁无支架顶推技术与控制计算

该文对目前工程界常用的桥梁顶推施工技术进行了梳理,并对确定桥梁顶推方案的控制因素进行了讨论;对云南一座(70+110+70) m钢箱-混凝土组合梁桥的顶推方案和控制验算进行了阐述,结果表明:采用强梁措施并适时辅以压重后的组合梁,能满足顶推跨度达110 m之需要。     

桥梁伸缩缝纤维混凝土力学性能试验分析

本文通过试验对钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土及素混凝土力学性能进行比较分析,论证桥梁伸缩缝中采用聚丙烯纤维混凝土替代钢纤维混凝土的可行性。工程应用中,应综合考虑工程结构对混凝土的性能要求、使用方量、施工难易程度及材料成本等因素,并通过前期试验论证掺入纤维品种、或双掺等合理方案。     

基于响应面分析法的钢纤维混凝土耐磨性试验研究

针对钢纤维水泥混凝土路面磨损的问题,通过使用Design Expert 7.0软件的响应面分析法分析钢纤维长径比、钢纤维体积掺入率和水胶比对钢纤维混凝土耐磨性的影响,建立钢纤维混凝土耐磨性试验模型并进行最优化预测,对模型进行了回归分析和方差分析。结果表明:模型失拟项差异不显著,试验数据与模型相关的情况显著,模型可信;复相关系数表明该模型模拟出的理论磨损量与实际试验近似度的差异性小,拟合较好;通过求解模型最优化结果可知钢纤维混凝土在耐磨性最好时的钢纤维长径比、钢纤维掺入率以及水胶比的情况,并且试验值与理论预测相差不大,说明使用响应面分析法进行理论分析可以契合钢纤维混凝土磨损的实际情况。     

钢纤维掺量对混凝土抗拉疲劳性能影响的试验研究

当前混凝土材料疲劳问题突出,钢纤维混凝土疲劳研究更是少之又少,为研究钢纤维混凝土(SFRC)构件在重复荷载作用下的疲劳性能,该文利用电液伺服材料试验机,通过4种钢纤维体积率、每种8个应力水平的SFRC试件单轴疲劳试验研究,对试验数据进行回归处理,得出了较高疲劳强度对应的钢纤维合理体积率,拟合得到S-N疲劳寿命曲线,并推导出考虑钢纤维体积率的SFRC材料疲劳方程。试验结果表明:钢纤维体积率1.0%时,SFRC材料的疲劳强度为0.775 1 MPa,较普通混凝土增大19.59%,疲劳强度增幅很大且体积率合理,因此实际工程中承受疲劳荷载的钢纤维混凝土构筑物,在其他力学性能亦满足要求的情况下,选取合理体积率1.0%即可,疲劳应力也可根据文中疲劳方程计算。     

钢纤维在水泥基复合材料中粘结性能的研究进展

钢纤维对混凝土的力学性能有着较好的增强作用,但由于界面过渡区(ITZ)的存在,使得钢纤维对混凝土基体的增强效率变低,钢纤维与混凝土基体的粘结性能成为了研究的重点。详细介绍了影响钢纤维与混凝土基体粘结性能的因素,并给出了不同因素对钢纤维与混凝土基体的粘结性能的影响。通过有限元数值模拟钢纤维与混凝土基体的粘结,获得钢纤维在拉拔荷载作用下的应变、应力情况。通过对荷载-位移曲线的分析,了解钢纤维在拔出过程中脱粘的情况。     

有效纤维量和层数分布对SFRC基本力学性能影响研究

为研究层布式钢纤维混凝土中有效纤维量和层数分布对其基本力学性能的影响,通过分析钢纤维混凝土单轴受力破坏机理及钢纤维混凝土中存在无效钢纤维量的合理性,确定了有效纤维量的数学表达方法,并进行了试验验证。在此基础上,确定了层布式钢纤维混凝土中钢纤维的最佳层数"N"的数学模型,"N"与钢纤维的体积掺量Vf成正比、与最佳层面密度ρs成反比。     

钢纤维混凝土路用性能与施工工艺研究

在分析钢纤维对混凝土增强机理的基础上,通过试验研究了掺钢纤维混凝土的路用性能,并结合钢纤维混凝土特性,提出了钢纤维混凝土的施工工艺及质量控制方法,对钢纤维混凝土施工具有很强的指导作用.     

钢纤维混凝土配合比试验研究

由于影响钢纤维混凝土强度的因素很多,运用正交试验法对钢纤维混凝土的水灰比、钢纤维体积率、砂率与钢纤维混凝土强度的关系进行了讨论,从而找到钢纤维混凝土的最佳配合比,并采用直观法和方差法对结果进行处理。     

悬索跨越主索鞍顶推分析及方案优化

以川气东送野三河悬索跨越为工程背景,针对悬索结构施工中鞍座顶推问题进行研究。通过建立全桥有限元模型,进行施工模拟分析,结合现场施工情况在确保结构安全及线形合理的情况下调整鞍座顶推方案,并通过施工过程监控数据来验证方案调整的可行性。     

北盘江大桥合龙顶推方案研究

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m双幅预应力混凝土空腹式连续刚构桥.该桥结构跨度较大,运营阶段受混凝土部分收缩徐变及合龙温度影响,主墩及次边墩墩顶水平位移较大,对桥墩结构受力较为不利,需在中跨及次边跨合龙前进行水平顶推施工,且2幅桥梁之间在主墩斜腿处存在平联连接,2幅桥梁合龙顶推施工相互影响,与常规2幅相互独立的桥梁顶推施工差异较大.为保证顶推施工中改善各墩的受力状态,以消除各墩墩顶水平位移为原则,分析成桥状态下墩顶位移,确定了合理的顶推量及顶推力.并对2幅独立合龙顶推、双幅同步合龙顶推方案中各主墩的扭转、合龙口标高及顶推量等参数进行对比分析,确定了双幅同步合龙顶推方案较为合理.     

后浇带桥面铺装钢纤维混凝土配合比设计与试验研究

依托连霍高速公路郑洛段改扩建项目实际,根据钢纤维混凝土配合比设计要求制定了相应的配合比参数,并通过室内试验和现场试验对钢纤维混凝土的力学性能指标进行了测试与分析。结果表明钢纤维混凝土韧性高于普通混凝土,钢纤维混凝土的抗离析指标均小于15%;采用铣削型钢纤维混凝土及其相应的配合比用于桥面后浇带的施工,可以在保证强度的基础上,提高结构的耐磨性能、抗裂性能和冲击性能,适用性较好。     

预制节段钢纤维混凝土梁干接缝抗剪性能试验

预制节段混凝土梁的干接缝具有不连续性,是薄弱环节和重要部位,在设计和施工期间需要得到更多的重视。以接缝类型（整体式接缝和单键齿干接缝）、混凝土类型（C60混凝土和CF60钢纤维混凝土）、钢纤维掺量（40,60,80 kg·m^-3）和水平正应力（0.5,1.0,2.0 MPa）作为试验参数,对18个C60混凝土和CF60钢纤维混凝土试件进行直剪性能试验,记录试件开裂载荷、极限载荷和残余载荷,观察试件裂缝形态和破坏模式,研究规范化剪应力-垂直位移曲线以及载荷-水平位移关系,并将极限抗剪强度试验值与AASHTO 2003规范和其他设计公式计算值进行比较。应用有限元分析软件ABAQUS对试验进行数值模拟。研究结果表明：极限剪切荷载模拟值与实测值吻合良好,模拟的键齿裂纹开展情况与试验吻合;使用钢纤维混凝土可提高整体试件和单键齿接缝的抗裂性、抗剪强度、残余载荷和规范化极限剪应力;钢纤维可以改善整体式和单键齿试件的变形能力,并且随着钢纤维掺量的增加,单键齿试件的开裂荷载、极限荷载和残余荷载也随之增大;AASHTO 2003规范和其他设计公式都低估了C60混凝土和CF60钢纤维混凝土单键齿干接缝试件的抗剪能力,公式偏安全,其中Alcalde公式预测值更吻合,Rombach公式预测最保守。     

盾构管片模拟拼装技术

为了研究盾构管片在施工和使用过程中的受力情况以及验证管片设计是否合理,制作是否合格,对管片在地面进行1∶〖KG-*2〗1模拟拼装试验,研究了模拟拼装方案及技术要点、外部和内部支撑钢结构及管片的拼装,并对模拟拼装过程中出现的问题进行分析总结,比较真实地体现了盾构管片在洞内的拼装过程。     

水泥混凝土土工布隔离层剪切与排水性能研究

为了研究土工布作为隔离层时混凝土板与基层间的层间接触状态,设计了室内顶推试验,并对比乳化沥青隔离层的摩阻力-位移曲线和直接浇注的顶推试验结果,得知土工布作为隔离层时能减小混凝土板与基层间的层间黏结,使混凝土板与基层之间处于非黏结状态,这样可以有效减小层间摩阻力,降低温度应力。同时为了研究土工布作为隔离层时水泥混凝土路面的实际排水效果,设计了模拟排水试验,并对比沥青隔离层的试验排水效果,得知土工布作为隔离层能有效排除基层上的水分,并且水量越大,排水效果越良好,但需要对基层做一些防水措施,以防垂直渗流对基层的破坏。     

钢纤维混凝土在隧道路面中的应用研究

根据隧道路面的环境、结构需求，结合钢纤维混凝土的性能特征，对钢纤维混凝土在隧道路面中的应用进行了研究。分析钢纤维混凝土的增强机理。通过钢纤维混凝土与普通混凝土的力学性能和表面使用性能测试试验对比，提出配合比设计标准和设计步骤。在试验段工程中，验证修正了室内试验结果。     

铣削钢纤维混凝土性能的实证分析

通过对不同掺量钢纤维混凝土（ＳＦＲＣ）和普通混凝土进行的室内中足尺试验及强度试验的对比研究，揭示了铣削钢纤维混凝土搞弯拉强度和疲劳强度的增长规律和潜在功能，提出池与铣削刚纤维掺量有关的钢纤维混凝土抗折强度的预估方程，并对其应用范围和使用前景进行了进一步的探讨。     

钢纤维混凝土在桥梁工程中的应用与试验研究

结合白河特大桥工程实例,对强度等级为CF50的钢纤维混凝土进行劈裂抗拉强度、抗折强度和弯曲韧性试验研究,通过对相应强度指标和韧性指数的计算,分析钢纤维体积率的影响,探讨钢纤维混凝土作为新型桥面铺装材料的优点,并介绍了钢纤维混凝土在桥面铺装中施工工艺。试验研究和工程实践表明钢纤维混凝土作为桥面铺装和伸缩缝填充材料,满足工程要求具有良好的经济效益。