带肋钢筋与混凝土粘结性能的细观数值模拟

为研究带肋钢筋与混凝土之间的粘结破坏机理,揭示钢筋肋外形对粘结性能的影响,建立了钢筋混凝土的三维细观数值模型.该模型基于ANSYS参数化设计语言,在混凝土细观模型的基础上加入钢筋,通过界面单元细分和材料属性判别生成各细观相单元.分别建立了月牙肋钢筋和螺纹钢筋拉拔试件模型,模拟拉拔试验中粘结的破坏过程,分析了混凝土损伤破坏区域的分布和钢筋肋纹处的应力状态.结果表明,月牙肋钢筋与混凝土的粘结强度略低于螺纹钢筋,但破坏时其肋间混凝土的应力集中现象缓和,损伤程度较轻;数值模拟的粘结应力和钢筋滑移量与试验结果吻合,说明所建立的模型可用于模拟钢筋与混凝土的粘结性能.     

车站洞门环梁与隧道管片连接螺栓的粘结-滑移

地铁车站洞口的混凝土环梁与隧道管片之间一般通过螺栓连接,螺栓往往以预埋的方式锚入车站环梁内,并且与握裹它的混凝土之间存在粘结-滑移变形,这对环缝张开宽度和环梁结构损伤发展都可能产生影响,为进一步明确其中的机理及影响程度,参考既有的粘结-滑移本构模型,利用可细化分析粘结-滑移的有限元分析平台,在充分考虑材料非线性特征的基础上,针对3种不同型号螺栓,分别考虑锚固长度足够和不足两种情况,分析了螺栓在环梁内的粘结-滑移,以及环缝宽度增大的过程;通过量化分析粘结应力和螺栓应力沿螺栓长度的分布,揭示了粘结-滑移对环缝宽度发展的影响机制. 分析表明:采用粘结-滑移模型时,得到的螺栓连接刚度介于嵌固模型和弹簧模型之间,粘结-滑移变形对盾构管片和车站环梁之间环缝宽度的影响不可忽略;仅考虑受拉影响,即便在锚固长度足够的情况下,当螺栓接近屈服时,螺栓与环梁间的粘结-滑移变形在环缝张开宽度中占比最大可达30%,螺栓屈服后,这个滑移占比会随环缝扩展降至8%以下,受此影响,考虑粘结-滑移的螺栓抗拉刚度最低约为完全嵌固模型的1/3.       

早期竖向压应力对水平钢筋与砖砌体界面粘结性能的影响

基于配筋砌体在施工过程中水平钢筋实际的受力状态,设计试验装置使配筋砖砌体试件在砂浆凝结硬化前承受早期竖向压应力,通过拉拔试验的方法得到水平钢筋与砖砌体界面的破坏形式和粘结滑移曲线,并建立τ-s曲线粘结参数,对比分析预加早期压应力的配筋砖砌体试件与常规试验的后持荷试件在不同竖向压应力状态下粘结参数指标的变化差异.试验结果...     

计算加筋混凝土构件裂缝间距及其宽度的另一种途径

本文通过假设一种粘结应力与滑移之间的关系,得出了粘结应力和滑移沿传递长度的分布规律,并指出,本文首次定义的构件常数是决定这两种分布的关键参数,它取决于构件的几何及物理特性,还能作为一个基本参数在今后的研究中得到应用。文中还导出了计算裂缝间距和宽度的公式,用该公式计算出的结果与试验的结果吻合较好。     

钢筋与粗骨料超高性能混凝土粘结性能试验研究

为了研究含粗骨料超高性能混凝土（UHPC）与带肋钢筋的粘结性能,对6组钢筋-粗骨料UHPC中心拉拔试件进行了加载测试,研究了钢筋直径、保护层厚度、粘结锚固长度对粘结应力的影响,基于厚壁圆筒理论和拉梅解答分析了保护层厚度的影响. 采用回归分析的方法得到了极限粘结应力的计算公式,并采用其他文献的试验结果验证了该公式的有效性. 研究结果表明:粗骨料UHPC与钢筋的粘结锚固破坏模式与活性粉末混凝土（RPC）相似,有“刮犁破坏”和“劈裂破坏”两种模式;粗骨料UHPC所需钢筋的最小保护层厚度略大于RPC,粘结锚固长度与RPC相近;保护层厚度、粘结锚固长度存在相互影响,粘结锚固长度足够时可适当减小保护层厚度;提出了带肋钢筋在粗骨料UHPC中保护层厚度和锚固长度的建议值.      

预应力碳纤维片材张放后端部粘结应力分析

以双线性的碳纤维片材-混凝土间粘结滑移本构关系为基础,根据弹性理论建立了碳纤维片材粘贴端部的粘结应力分布模型,并求解微分方程得出了解析解的一般形式,在此基础上,根据边界条件确定了预应力碳纤维片材端部粘结应力分布的解析解参数.     

高强混凝土与钢筋粘结-滑移的数值模拟

在梁的非线性有限元分析中,钢筋与混凝土界面的粘结-滑移是十分复杂的问题.为研究粘结长度对梁力学性能的影响,以粘结长度为变化参数构造了三根模型梁.基于模型梁几何参数,利用以前学者由试验得到的粘结滑移曲线,采用非线性弹簧单元COMBIN39模拟了钢筋和混凝土之间的粘结滑移,建立了粘结滑移关系曲线与弹簧单元F-D曲线的转换技术.基于ANSYS强大的后处理功能对考虑粘结滑移问题的混凝土模型梁进行了细致的研究,在一定程度上丰富了梁式构件的数值仿真理论.     

钢管复合桩粘结-滑移性能研究

为研究内置剪力环、泥皮和防腐涂层的钢管复合桩的粘结-滑移性能,假定钢管复合桩粘结应力沿界面呈指数变化规律,提出了一种新的钢管复合桩粘结-滑移本构理论分析模型.依托港珠澳大桥建设,开展了5组钢管复合桩推出试验(其中2组试件设有剪力环),验证了本文模型的正确性.试验结果表明:在外荷载作用下,钢管与混凝土粘结滑移和钢管应力理论计算结果与实验结果基本吻合;粘结破坏时钢管于核心混凝土相对滑移量均小于0.2 mm,泥皮和防腐涂层降低了钢管与核心混凝土之间的粘结;在剪力环间距为1D(D为桩径)的条件下,剪力环使钢管复合桩的粘结强度提高约50%,泥皮和防腐涂层对钢管复合桩的弱化效应可不计.钢管复合桩粘结应力沿界面基本呈指数规律变化.     

钢桥面环氧沥青防水粘结层耐久性影响分析

大量现场调查表明,因防水粘结层失效而造成的钢桥面铺装层脱层或滑移是造成钢桥面铺装病害的重要原因之一,交通荷载、温度、水等因素通常被认为是影响铺装防水粘结层长期使用的主要因素。根据钢桥面铺装特点与技术要求,选择环氧沥青作为防水粘结层进行试验研究。考虑两种温度(25℃、70℃)的拉拔试验和剪切试验,明确了防水粘结层的温度敏感性;选择不同表面构造钢板进行拉拔试验,考察其对环氧沥青防水粘结层粘结性能的影响;以高温浸水拉拔试验和剪切试验,评价了高温水对钢桥面铺装防水粘结层的影响;试验结果表明:随着温度的升高,防水粘结层的拉拔强度和抗剪强度下降很快;随着浸水时间的增加,拉拔和抗剪强度下降较慢,且抗剪强度基本不变。因此,采用环氧沥青作为钢桥面防水粘结层时,温度应作为首要考虑因素。     

拉力型锚索锚固段长度的一种确定方法

根据对锚杆拉拔试验的结果分析,提出非全长粘结型锚索锚固段剪应力沿长度的分布的二次抛物线模式,并提出锚索锚固段长度计算方法,经工程实例证明具有一定的合理性。     

桥面防水粘结层使用性能评价研究

为了研究水泥混凝土桥面防水粘结层的粘结性能,采用层间直接拉拔试验和CT扫描试验对桥面防水粘结层的使用性能进行评价,并结合桥面养护状况、病害状况、取芯状况对防水粘结层类型、水泥混凝土界面处理和沥青混合料类型等因素对粘结性能的影响进行分析。结果表明:FYT防水涂膜桥面大于10 mm车辙路段长度占桥面总长度的比值最大,热喷SBS沥青+碎石桥面次之,而热喷橡胶沥青+碎石桥面最小;热喷SBS沥青+碎石桥面所取芯样中有57.1%出现粘结层光滑分离,FYT防水涂膜桥面也有50%的芯样出现粘结层光滑分离的现象;热喷橡胶沥青+碎石的拉拔强度略大于FYT防水涂膜的拉拔强度,而热喷SBS沥青+碎石拉拔强度较小;根据CT扫描的结果对界面层空隙率进行了外观的初步判断,车辙断面界面层空隙率明显多于完好断面,但车辙断面与完好断面界面层空隙率目测均较大。     

拉力型锚索锚固段长度的一种确定方法

根据对锚杆拉拔试验的结果分析,提出非全长粘结型锚索锚固段剪应力沿长度的分布的二次抛物线模式,并提出错索锚固段长度计算方法,经工程实例证明具有一定的合理性.     

旧水泥板沥青加铺层黑白层间失稳性破坏(英文)

为分析旧水泥板沥青加铺层黑白层间水平剪切滑移和界面粘结两类失稳性破坏,通过复合结构弹性理论计算、MATLAB编程、层间剪切和拉拔试验,揭示了车速、路面附着系数、竖向荷载、层间接触系数、加载速率、温度、粘层油洒布量等对层间极值应力应变、剪切强度和拉拔强度的影响规律,分别建立了层间剪切强度与正应力、剪切速率、温度以及拉拔强度与拉拔速率、温度、粘层油洒布量的函数关系。分析结果表明:15℃时拉拔破坏界面发生概率从大到小排序为水泥板表面、粘结层、沥青膜,45℃时为粘结层、水泥板表面、沥青膜,层间平均粘结强度随着上述排序的递减而增大;为减少层间失稳性破坏,应适当提高行车速度,控制汽车轴载,清洁和糙化水泥板表面,选取适宜的粘层油洒布量,液体石油沥青为0.20～0.40L.m-2,乳化沥青为0.48～0.60L.m-2,并推荐以芯样平均拉拔强度和破坏界面位置作为加铺层施工质量检验判别依据。     

桥面防水粘结层性能试验分析

采用室内剪切试验和拉拔试验,分析桥面防水粘结层材料性能,认为层间抗剪强度及粘结强度受温度影响大,并且随着试验环境温度的升高而减小.现场拉拔试验研究了不同温度下4种粘结层材料与桥面板的粘结强度变化规律,其粘结强度同样随着试验环境温度的升高而减小.研究表明,剪切试验与拉拔试验结果能够综合评价高、低温情况下沥青混合料与粘结层的整体性能,还可以作为桥面粘结层是否满足抗剪要求的验证指标.     

排水性沥青路面防水粘结层拉拔性能试验研究

根据室内模拟试验中的剪切试验,确定高粘沥青、SBS改性沥青、环氧沥青和改性乳化沥青等4种防水粘结材料的最佳用量.采用美国进口的MTS-810万能材料试验机,按1cm/min的拉拔速率分别对采用最佳沥青用量的4种试件进行拉拔试验,探讨其在不同条件下的拉拔强度变化规律,并进行拉拔强度与剪切强度的相关性分析.试验结果表明:随着温度的升高,粘结层材料的拉拔强度会不同幅度地降低;在不同界面状态下,粘结层会因界面潮湿而降低其拉拔强度;拉拔强度与剪切强度有很好的线性相关性.     

无粘结环氧钢绞线在桥梁加固工程中的应用

以某公路桥梁加固为例,介绍无粘结环氧钢绞线体外预应力加固设计方案,应用专业桥梁分析软件桥梁博士计算分析该加固方案在该桥加固中的效果,并应用大型有限元程序ANSYS对钢锚固块进行了分析。总结出无粘结体外预应力加固桥梁的具体施工工序以及关键技术,为桥梁加固设计和施工积累一些经验。     

无粘结预应力筋的极限应力分析

无粘结筋的变形不符合平截面变形假定,因此由外荷载引起的应力计算比较复杂。从分析当前无粘结预应力技术现状入手对当前应用较多的无粘结预应力筋极限应力的多种求解方法进行了论述,并指出当前研究的现状和不足。     

分析预应力筋与沥青基材料的粘结性能

针对预应力筋和沥青基材料之间的粘结性能,首先分别对荷载施加、预应力筋和基材料半径比、温度等应力分布影响因素进行分析,在此基础上,对粘结性能实施验证分析,最后得出,若使用后张预应力结构,在较短时间的荷载作用之下,可按照存在黏结结构的情况实施设计计算;在较长时间的荷载作用之下,需按照不存在黏结结构的情况实施设计计算的结论。     

FYT涂膜类防水粘结材料路用性能

分析了FYT涂膜类防水粘结材料的基本性质,测定了它的具体技术指标,通过室内剪切与拉拔试验,确定了FYT的最佳用量与最佳用量范围,研究了温度、界面粗糙度和水对FYT路用性能的影响,并与其他常用防水粘结材料进行了路用性能对比分析.分析结果表明:FYT-1"最佳洒布量为1.4～1.5 kg·m-2,FYT-2#的最佳洒布量为0.10～0.15 kg·m-2;FYT在25℃时的抗剪强度与抗拉强度是60℃时的7～8倍;当遇水浸泡后,FYT抗剪强度损失3.0%,拉拔强度损失7.5%;FYT与同步碎石粘结性能相差不大,而与其他防水粘结材料相比,其抗剪强度与拉拔强度均高出3～4倍.可见,FYT具有优良的路用性能.     

玄武岩纤维（BFRP）筋与混凝土粘结性能试验研究

玄武岩纤维筋是一种新型的复合材料,具有强度高、耐腐蚀等特点,用它代替混凝土路面结构中的钢筋,可解决因雨水进入引起的连续配筋混凝土路面钢筋锈蚀问题。玄武岩纤维筋与混凝土的粘结性能,是影响其推广应用的关键技术之一。本文运用18个中心拉拔试件研究了不同螺纹表面玄武岩纤维筋与混凝土之间的粘结性能,试验结果表明：玄武岩纤维筋与混凝土试验粘结强度在11.592～23.578MPa之间,粘结强度随着玄武岩纤维筋表面螺纹深度与螺纹间距的变化而变化;有螺纹玄武岩纤维筋的粘结强度明显高于无螺纹玄武岩纤维筋,玄武岩纤维筋最佳螺纹间距约为筋直径长度的80%,最佳螺纹深度约为直径长度的10%;拉拔试件的破坏形态均为玄武岩纤维筋与混凝土接触面混凝土的剪切破坏而拔出。