大直径盾构隧道中隔墙顶裂缝模式及扩展机制研究

为揭示盾构隧道中隔墙顶部混凝土开裂机制,依托南京地铁某大直径盾构隧道区间,采用现场调研和扩展有限元分析相结合的方法,对隧道中隔墙顶部混凝土裂缝模式、分布特征以及开裂过程开展研究。结果表明： 1）区间内中隔墙顶部出现96处裂缝,模式包括Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Y型和Z型,其中Y型和Z型裂缝是Ⅰ型裂缝的亚类型。2）裂缝起裂于烟道板水平向差异位移施加的对侧,Ⅰ型和Ⅱ型裂缝的长度和末端宽度发展曲线呈现3阶段变化特征;裂缝末端宽度与长度之间为非线性关系,250 mm和225 mm是Ⅰ型和Ⅱ型裂缝末端宽度快速增长的临界裂缝长度。3）Ⅱ型裂缝中,同一工况下2条裂缝的扩展曲线基本吻合,板缝间距对曲线各阶段长度与斜率影响较大;Ⅲ型裂缝中,首条裂缝扩展过程与Ⅰ型和Ⅱ型裂缝基本一致,其余2条裂缝的扩展均具有明显的脆性特征。     

混凝土空心板梁桥铰缝刚度折减研究

对于混凝土空心板梁桥,铰缝起着关键的横向传力作用,其力学性能的正确处理和模拟对于整个空心板梁桥受力分析有重要影响。利用混凝土抗拉强度随裂缝宽度变化模型和混凝土拉伸刚化模型,建立应力相对值和裂缝宽度相对值等变量,推导了铰缝处开裂混凝土的弹性模量(铰缝刚度)与裂缝宽度相对值之间的具体关系式,并给出了铰缝刚度折减系数的列式,实现了铰缝受力性能的正确模拟。同时,给出了不同强度等级的混凝土、不同缝宽对应的刚度折减系数。通过工程实例分析,表明本文研究的铰缝受力分析方法正确,提出的铰缝刚度折减系数具有一定的工程实用价值,结论可供实际工程参考。     

船闸廊道混凝土抗裂性能影响因素及施工改进措施

根据船闸闸首廊道混凝土侧壁裂缝这一常见质量通病的性状特点,分析认为裂缝产生的主要原因是混凝土干缩和内外温差引出。通过对混凝土施工的配合比设计、施工缝位置设置、混凝土输送及入仓方式和养护等环节的分析,找出影响廊道混凝土抗裂性能的因素。结合目前船闸工程混凝土浇筑的常规施工工艺,提出预防廊道侧壁开裂的建议措施。     

旧桥裂缝产生原因分析及维修方法研究

随着我国经济和交通运输业的快速发展,过去修建于各地城镇和各级公路上的桥梁,因钢筋混凝土原材料质量因素、钢筋混凝土结构自身存在的微裂缝因素及桥梁所处的外界环境因素、养护因素等,已出现混凝土开裂、破损、脱落等病害,严重影响了桥梁结构的结构安全,急需维修、加固。结合上海至西安国家高速公路江都至六合段旧桥裂缝维修与加固的施工设计,阐述了旧桥裂缝维修加固主要采取的混凝土结构灌缝、封缝处理,混凝土修补,粘贴碳纤维等几种常见方法。     

考虑裂缝开合效应的在役混凝土悬臂梁桥开裂影响研究

以某大跨度混凝土悬臂梁桥梁体开裂为背景,通过删除单元模拟混凝土裂缝,在开裂截面两侧节点间引入以非线性单元模拟裂缝开合效应的方法,建立了考虑混凝土开裂的三维实体有限元模型,讨论了不同开裂位置、裂缝形态对结构力学性能退化的影响,并与部分试验结果做了对比.结果表明:主梁静力刚度的降低主要由梁底横向开裂引起,考虑裂缝闭合效应能提高结构静力刚度50％,当混凝土开裂程度较轻时,现有仪器精度难以通过动力特性来识别结构损伤.     

上海公路沥青路面裂缝处治效果分析与工艺改进研究

针对上海公路沥青路面裂缝处治水平不一而开展问题研究.概述了裂缝处治技术发展现状及处治效果.选取四条试验段,对沥青路面裂缝采用常用的灌缝胶进行处治.考虑开裂、车辙、剥落、再次开裂等评价指标,进行处治效果评价.结合现有工艺情况及分析结果,提出裂缝处治措施的改进工艺.     

混凝土结构裂缝的检测与控制

混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料,在施工和使用过程中,当发生温度、湿度变化、地基不均匀沉降等时,极容易产生裂缝。混凝土结构的裂缝开展过大将影响建筑物的美观、适用性和耐久性,严重的甚至危及建筑结构的安全。该文通过对裂缝形状、开裂规律和裂缝的检测,分析了裂缝产生的原因,阐述了裂缝的检测方法和使用范围,提出了裂缝预防与控制的方法。     

基于组合模型的连续刚构施工期开裂分析

由于梁中大量存在的曲线预应力束,常用的钢筋混凝土分离式和整体式有限元模型不适用于连续刚构的施工过程分析.为了解决该问题,提出一种组合单元模型,即将混凝土体元内的钢筋作为梁元,根据钢筋和混凝土在单元内的位移协调条件和虚功原理将两者组合成1个单元.采用该模型对一座预应力混凝土连续刚构桥进行跨中底板的防崩裂分析,结果表明:连续刚构施工中的开裂部位和已有箱梁裂缝调查位置较为吻合,采用加设防裂钢筋网能够有效抑制箱梁裂缝的发展.     

沥青路面裂缝修补结构及受力特征研究

本文根据实际沥青路面裂缝修补的结构形式,建立有限元模型进行模拟,分析荷载作用下3种工况、4种宽度的裂缝修补结构内部的受力状态,包括剪应力、拉应力和压应力的最大值及其分布位置等。结果表明沥青路面裂缝修补结构内部受力破坏的界面位于修补材料与裂缝壁的粘结面,对灌缝材料与裂缝壁间的粘结性能要求高于对材料自身的力学性能要求;竖向荷载对剪应力有较大影响,而水平荷载则影响裂缝内部灌缝材料的拉压应力。建议在进行裂缝修补时可根据交通量特点选择相应性能要求的灌缝材料。     

混凝土梁开裂后的变形规律研究

以混凝土梁为例,研究混凝土结构开裂后的位移变化规律。用ANSYS软件建立混凝土简支梁与连续梁模型,在其上施加均布荷载,通过减少单元来模拟梁内裂缝情况。分别模拟不同宽度、不同深度、不同位置的裂缝,并观察混凝土梁最大位移的变化及梁整体变形特征的改变。研究结果表明:裂缝宽度对混凝土梁的最大位移影响不大;裂缝深度对混凝土梁的最大位移影响显著,且裂缝越深对梁的最大位移影响越大;同时,裂缝位置对梁体最大位移变化影响较大,且梁内出现裂缝会使梁内最大位移的位置发生变化,裂缝越深这种变化越显著。     

基于超声波测试技术的沥青路面表面裂缝评价方法

为了对已开裂沥青路面选定最优处治策略,确定裂缝的开裂程度(一定深度或贯穿性裂缝)非常重要。该文提出了利用超声波评价沥青路面裂缝和纵向接缝技术的适用性,这项多年应用于混凝土结构评价的成功技术,可简捷、快速及客观地用于评价沥青路面表面损害。室内试验和MnROAD试验装置的现场测试结果都表明了这项技术的潜力。     

钢箱组合梁混凝土裂缝特征试验

为了解斜腹板钢箱组合连续梁负弯矩区混凝土裂缝的特征,选取2根斜腹板钢箱组合梁进行负弯矩受力性能试验,考察负弯矩荷载作用下组合梁混凝土板裂缝的出现、发展过程和裂缝宽度变化,以及钢筋和混凝土板上缘的应变分布。结果表明：组合梁混凝土在荷载较低时就产生开裂,混凝土板中的裂缝分布特性与配筋率有关;当配筋率较小时混凝土开裂引起其附近的钢筋应变突然增加,钢筋屈服后随着荷载的增加裂缝宽度也增长较快;当配筋率合理时,混凝土产生的0.2mm宽裂缝对应荷载为初始开裂荷载的3倍以上;裂缝间距与混凝土板中横向配筋间距和剪力钉间距有一定关系。     

铁路桥桥墩裂缝加固及效果评价

某铁路桥桥墩在施工完15 d后开裂,裂缝多为竖向和水平环向裂缝,长1～6m、深210～905 mm、宽0.1～0.23 mm.为恢复裂缝处结构的整体性、受力性能及耐久性,采用先深层压浆,再对表面开槽并采用耐久性较好的加固型混凝土对深度超过钢筋保护层厚度的裂缝进行置换封闭.为研究加固后效果,采用通用有限元软件ANSYS建...     

粉煤灰、膨胀剂双掺技术提高连续配筋混凝土性能的试验研究

该文研究了粉煤灰、膨胀剂双掺技术对连续配筋混凝土性能的影响。粉煤灰、膨胀剂的掺入使混凝土干缩应变减小,抗弯弹性模量下降,从而可以适当增大连续配筋混凝土路面的裂缝间距并减小缝宽。在缝宽基本不变时,可以减少配筋量。并分析了双掺技术对改善混凝土脆性和预防混凝土出现早期收缩裂缝所起的作用。     

基于SCB试验的沥青混合料抗裂性能影响因素研究

对同一尺寸的预切缝半圆试件采用2种试验温度(10℃、20℃)下的平行试验,通过计算荷载CMOD(裂缝尖端开口位移)曲线所围面积(即评价指标),分析老化时间、空隙率、是否掺胶粉等3种因素对沥青混合料开裂的影响。研究表明:采取SCB试验能够有效地评价沥青混凝土的抗裂性能;沥青老化时间越长,空隙率越高,沥青混凝土越易开裂;混合料中添加适量的橡胶粉能够提高其抗裂性能。     

BFRP筋混凝土桥面板受弯性能研究

为探究将BFRP筋引入到桥面板结构配筋中是否合理,分别设计相同配筋率下的普通钢筋配筋、BFRP筋配筋,以及普通钢筋和BFRP筋混合配筋的3组不同配筋形式的混凝土桥面板对比试件,对试件进行受弯性能试验研究。分析各组试件的开裂和极限荷载、裂缝开展、破坏模式、混凝土应变等。试验结果表明,同等条件下,BFRP筋混凝土桥面板较钢筋混凝土桥面板具有更大的挠度和裂缝宽度,应将挠度和缝宽作为BFRP筋混凝土结构正常使用状态下设计的重要控制指标,且含BFRP筋的混凝土桥面板结构更容易发生斜截面破坏,故该类结构应用时应加强抗剪设计。     

半刚性基层裂缝或切缝对水泥混凝土路面结构的影响分析

采用三维有限元法对半刚性基层有无裂缝、裂缝宽度变化、裂缝位置变化的水泥混凝土路面结构进行荷载应力及温度应力分析,结果表明：裂缝或切缝的存在使路面结构中面层和基层的荷载应力显著增大,使温度应力有一定程度的减弱。     

正交异性钢桥面沥青混凝土铺装层的裂缝分类及成因

开裂是钢桥面铺装在使用过程中所面临的主要病害之一。报道了国内外10多座钢桥桥面沥青混凝土铺装层开裂状况的跟踪调查与分析结果。根据裂缝的分布位置与几何特征,将裂缝分为规则裂缝、U型裂缝、不规则短发丝裂纹及放射状裂纹4大类,归纳总结了各类裂缝的扩展规律并探讨了其原因。结果表明,规则裂缝是与正交异性钢桥面系构造特性密切相关的结构性问题;不规则短发丝裂纹及放射状裂纹则与施工缺陷密切相关,放射状裂纹主要由鼓包引起;U型裂缝为滑移型缝,层间界面的粘结强度与抗剪强度不足及混合料的高温稳定性不足是导致该类裂缝的主要原因。     

聚丙烯纤维混凝土梁受弯抗裂试验研究

为了研究聚丙烯纤维混凝土梁的受弯开裂性能,确定混凝土梁抗裂的最佳聚丙烯纤维掺量,制作15根钢筋混凝土梁,并设计5种纤维掺量水平,对其进行受弯抗裂试验,分析不同掺量水平对梁试件裂缝扩展、应变和跨中荷载位移曲线等方面的影响。研究结果表明：聚丙烯纤维的桥接作用能够牵制混凝土的局部裂缝,增加试件的延性,延缓初裂缝出现的时间,并且提高试件的开裂应力和开裂能;但与纤维掺量水平并非正相关,体积掺量为0.2%时的提升效果最好,为试件受弯抗裂最佳掺量。     

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。