滚石对棚洞结构的冲击动力分析

以棚洞结构为原型,对滚石冲击作用下棚洞的接触力、位移、损伤与能量进行了研究。将滚石简化为刚性球体,围岩和土体为理想弹塑性材料,混凝土为弹塑性材料,通过ABAQUS有限元,模拟了不同速度与冲击角度下滚石冲击荷载对棚洞结构的动力响应。分析结果表明:在冲击角不变时,滚石速度越大产生的位移越大,在速度不变时,滚石的冲击角越小产生的位移越大;混凝土防护结构损伤最严重的地方发生在与滚石接触的区域,其次在斜腿柱上端和同柱子连接的横梁处,在实际工程中应加强柱子上端与横梁连接处的强度;棚洞主要通过混凝土防护结构来吸收和消耗冲击能,土垫层吸收和消耗冲击能很有限,为了缓解滚石冲击对混凝土防护结构的破坏,可在棚洞支座处增设耗能减震器。     

Fabrication and compressive properties of expanded polystyrene foamed concrete: Experimental research and modeling

As the construction of high-rise building becomes popular,improvement and innovation are required to expand the product line of lightweight concrete.In this paper,two ways of fabricating lightweight concrete were combined to make a new kind of super lightweight concrete.Normal aggregate is replaced with expanded polystyrene(EPS) granule,while foam is introduced to facilitate fabrication process.As a result,super lightweight concrete denoted as EPS foamed concrete is fabricated,whose bulk density is less than 500kg/m~3.Compressive properties of EPS foamed concrete with bulk density 300—500 kg/m~3 were investigated by stress-strain curve. It’s demonstrated that the compressive strength ranges from 0.7 to 2.5 MPa,which is higher than that of similar products.Furthermore,low elastic module and high residual to ultimate strength ratio ensure its excellent deformation and energy absorption capacity.At last,numerical analysis was performed to interpret the inherent variation of elastic modulus and failure mechanism of this material.The results show that EPS foamed concrete is a kind of super lightweight,easy to fabricate material with excellent compressive property and profound utilization potential.     

基于构型力断裂准则的骨料干涉作用分析

为研究沥青混凝土内部裂纹初始构型（如裂纹初始偏转角,空间位置）的改变对裂纹扩展路径以及裂纹扩展方式的影响,以裂尖构型力为断裂准则,通过扩展有限元XFEM建立具有不同初始构型的裂纹模型,模拟裂纹经过单骨料和非对称双骨料的情况;从裂纹扩展路径和裂尖构型力变化等方面分析骨料干涉作用下裂纹初始构型对裂纹扩展的影响.结果表明：1）在单骨料干涉作用下,裂尖构型力随骨料与初始裂尖夹角的增大而逐渐增大,表明骨料对裂纹扩展的干涉作用逐渐减弱,当其超过60°后,骨料对裂纹扩展的干涉作用可忽略不计;2）在非对称双骨料干涉作用下,随着骨料圆心连线与x轴夹角的增大,双骨料对裂纹扩展干涉作用愈加明显,当其大于45°时,裂尖构型力明显偏小,即骨料对裂纹扩展表现出“止裂”效果;3）当裂纹初始偏转角发生改变时,单骨料与非对称双骨料对裂纹扩展的干涉作用具有相似性,其裂尖构型力随偏转角增大呈现先增加后减小的趋势;4）当偏转角为45°时,裂尖构型力偏大,意味着裂纹趋于非稳定状态,骨料对裂纹扩展的抑制效果较弱,致使骨料对沥青混合料抗裂性能的提高受到一定限制.     

页岩陶粒轻骨料混凝土在桥梁中的应用

轻骨料混凝土具有自重轻、减震与耐久性好等特性,结合天津快速路芥园西道立交的工程实例,详细介绍了页岩陶粒轻骨料混凝土配合比的选定及轻骨料浸泡、原材料计量、搅拌、运输、振捣等轻骨料混凝土的施工技术。施工实践证明,成桥结构和力学性能达到设计要求。     

纤维混凝土结构耐久性抗冲击试验研究

纤维混凝土的抗冲击性能是指在反复冲击荷载作用下,复合材料吸收动能的能力。通过对耐碱玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土、钢筋混凝土以及普通混凝土的抗冲击性能进行对比试验研究。试验结果表明:加入柔性纤维明显改善混凝土的抗冲击性能,有利于提高混凝土结构的耐久性。     

Experimental study of lightweight expanded polystyrene aggregate concrete containing silica fume and polypropylene fibers

We developed a new structural lightweight concrete by totally or partially replacing coarse and fine aggregates in high performance concrete by expanded polystyrene (EPS) beads. In this work,the sizes of EPS bead were 1.0,2.5 and 6.3 mm. Lightweight EPS concretes with a wide range of concrete densities and compressive strengths were successfully developed. Compressive strength,splitting tensile strength,shrinkage,and water absorption were examined. Additionally,fine silica fume (SF) and polypropylene (PP) f...     

落石冲击能量对山区桥梁损伤的影响

为研究落石对桥梁冲击破坏严重的问题,建立了HJC（Holmquist Johnson Cook）损伤本构模型,运用非线性显示动力分析软件LS-DYNA对典型的山区桥梁在落石冲击条件下进行碰撞分析.在此基础上,对落石冲击能量进行分级,并对外套钢板和增加素混凝土保护层两种防护措施进行了对比研究.研究结果表明,落石潜在危险能量为2 500 kJ;当采用外套钢板措施时,侵彻率由原来的37.78%下降到13.89%,混凝土体积损伤减少30%;当采用素混凝土保护层措施时,侵彻率进一步下降到6.11%,混凝土体积损伤减少76%.      

Dynamics Performance of Subgrade-Tunnel Transition on Chongqing-Suining Ballastless Track

Experiments were conducted on China railway high speed electrical multiple units (EMUs) CRH2 and freight car C80 on Chongqing-Suining high-speed ballastless track. Based on the experimental results, the dynamics performance of cement concrete transition and cement stabilized aggregate transition was analyzed. The results show that the dynamic stress, vibration displacement, vibration velocity, vibration acceleration and other vibration parameters vary steadily on the profile section of transitions, and that at the adjoining position between subgrade and tunnel portal, cement concrete transition has gradual hardness change, whereas cement stabilized aggregate transition exhibits good elasticity, small shock, and small dynamic effect of the cars.     

路用橡胶混凝土的研究现状分析与展望

橡胶混凝土具有轻质高弹、耐磨减震、抗裂性好、冲击韧性高、降噪隔声等优点;同时橡胶粉粒的掺入对混凝土的抗渗性、耐久性以及抗疲劳、抗冲刷等动力性能也有一定的改善作用。因此,为解决普通道路面层、机场跑道等实际工程中混凝土因脆性较高而产生的一系列问题,路用橡胶混凝土的研究已经成为热点。文中介绍了橡胶混凝土的物理力学性能和在道路工程中的应用现状,展望了今后的研究方向,为未来橡胶粉粒在道路混凝土等工程领域的应用提供借鉴。     

柔性纤维水泥砼冲击性能研究

目前,国内对于砼类材料冲击性能的评价尚未有统一的标准.本文运用摆锤冲击法和落重弯折冲击测试方法对柔性纤维砼、普通砼的冲击性能进行了对比实验研究.实验结果表明:和普通水泥砼相比,柔性纤维砼具有优良的抗冲击能力,柔性纤维砼在路面中运用可以增强路面抵抗行车荷载的冲击和振动,使路面具有更加优良的动力服务性能.     

多落石冲击被动柔性防护体系的动力响应分析

应用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对被动柔性防护体系在落石冲击作用下的变形和能量进行研究，采用ANSYS/LS-DYNA的显式分析方法，模拟了多块落石在不同运动模式下，其冲击荷载对被动柔性防护体系的动力响应，根据时程曲线，对比分析了多块落石在不同运动模式下的位移、冲击力、能量变化规律. 分析结果表明:随着落石初始冲击动能的增加，防护网达到最大位移所需时间总体呈现减少趋势，且冲击时间在0.11～0.14 s之间；落石的最大冲击荷载出现在0.04～0.07 s，且随初始动能增加逐渐增大；在落石冲击过程中，被动柔性防护结构发生能量耗散，其中钢丝绳网在落石为滚动状态下的能量大于落石为弹跳状态下的能量，且钢柱在落石为滚动状态下的最大峰值能量大于落石在弹跳状态下的最大峰值能量；在钢丝绳网被冲破时落石在滚动状态下钢柱的能量发生急剧增大.      

混杂柔性纤维混凝土动力耗散机理研究

从柔性纤维的几何特点和受力性能出发 ,研究碳 /芳纶混杂柔性纤维混凝土的动力特性 ,采用了悬臂梁纤维混凝土试件进行波动特性的实验研究 .结果表明柔性纤维混凝土能够承受较大的变形 ,增大了材料能量耗散 ,改善了动力性能 .纤维混杂以及波纹纤维的曲线角对其动力耗散有重要的作用     

侧向荷载下钢筋混凝土圆形桥墩抗裂性能研究

在分析钢筋混凝土构件抗裂性能材料力学原理的基础上,对比研究了截面抵抗矩塑性影响系数γ的计算方法和取值;考虑混凝土截面开裂时截面高度对其塑化系数α影响,根据圆形截面上力和力矩的平衡原理,推导了圆形钢筋混凝土桥墩在横向静载作用下的压弯模型开裂荷载计算公式;基于撞击荷载作用下材料动态本构关系,提出桥墩动态抗裂性能分析模型与开裂荷载计算方法;通过钢筋混凝土圆形桥墩模型的侧向静载及撞击试验对该方法和计算公式进行了验证,并讨论了轴向力对钢筋混凝土圆形截面抗裂性能的影响。     

撞击荷载下耗能装置缓冲吸能特性研究

在桥墩表面设置耗能装置可提高城市立交桥桥墩和高架桥桥墩抵抗车辆撞击的能力。通过对配置耗能装置桥墩试件侧向撞击的试验研究,分析了耗能装置缓冲、吸能效果及其对桥墩动力响应的影响。研究表明,设置合理的耗能装置能够降低撞击力,达到良好的缓冲效果;同时能够吸收部分撞击能量降低桥墩的动力响应。撞击力可降低49%,跨中受拉钢筋峰值应变可降低63%,跨中位移峰值可降低75.6%。     

Granular effect of fly ash repairs damage of recycled coarse aggregate

Repairing effect of fly ash (FA) on damage of recycled coarse aggregate was evaluated by characteristics of pores and cracks in the vicinity of interracial transition zone (ITZ). The interracial structure between the virgin aggregate and the attached old mortar was investigated and compared with ITZ of recycled aggregate concrete in the presence of FA or ultra-fine FA(UFA) by means of scanning electron microscope (SEM). Diam- eter and plumpness frequency distribution of pores as well as width of the old ITZ, length of contacting points and cracks density were analyzed. The SEM results reveal that the diameter of pores is decreases significantly but pores plumpness increases. A decreased ITZ width and cracks density as well as an increased bonding zone length can also been observed, which indicates that FA or UFA repairs damage of recycled coarse aggregate due to its granular effect.     

双线性黏聚区模型在混凝土路面损伤开裂分析中的应用

为了揭示混凝土路面的损伤开裂机理及其对承载力的影响, 考虑混凝土材料的弹塑性, 应用非线性断裂力学中的双线性黏聚区模型, 结合ABAQUS有限元软件, 在预计开裂部位布设黏结单元, 模拟了四点加载小梁试件从弹性响应到断裂失效的全过程, 以验证双线性黏聚区模型在混凝土损伤开裂分析中的适用性; 应用双线性黏聚区模型分析了Winkler地基上混凝土板的断裂特性和损伤后的承载力衰减。分析结果表明: 在加载小梁受荷全过程中, 梁底应力经历了线性增大、达到混凝土极限强度后减小、最大点上移与变为0等阶段, 作用力-加载位移变化与已有研究一致; 在加载全过程中, 混凝土板的截面应力分布变化与小梁类似; 混凝土板在损伤阶段承载力会持续增大, 但由于板的支承条件与四点加载小梁不同, 板的断裂近似于脆性断裂, 无明显承载力衰减过程, 板断裂时的极限承载力与弹性阶段临界状态承载力之比为1.32;混凝土板发生初始损伤后, 极限承载力最大会衰减至未损伤板的87%, 且随着初始损伤程度的增加, 极限承载力衰减速率变大。      

沥青混凝土路面裂缝的发生与防治

长期以来,不论沥青混凝土路面的基层是柔性的还是半刚性的,路面开裂问题一直普遍存在,而路面裂缝会导致坑槽、翻浆、路基软化等路面病害,进而导致路面破坏,因此路面裂缝病害的研究不容忽视。     

橡胶粉改性水泥混凝土抗冲击韧性试验研究

以不同细度、不同掺量的橡胶粉等质量替代部分河砂作为细集料,研究废旧橡胶粉的掺加对水泥混凝土抗冲击韧性的影响,结果表明:废旧橡胶粉的掺加能较好的改善水泥混凝土的抗冲击韧性;同一细度下,水泥混凝土抗冲击韧性随着橡胶粉掺量的增加而提高;同一掺量下,橡胶粉越细,抗冲击韧性的改善效果越明显。     

再生骨料混凝土性能研究

通过对再生骨料的特性、再生骨料混凝土的工作性、物理力学性能和耐久性能进行试验研究发现：不考虑再生骨料吸水特性时,再生混凝土的坍落度偏小,抗压强度和耐久性均低于普通混凝土;考虑再生骨料吸水特性时,再生混凝土可获得与普通混凝土相近的坍落度．强度和耐久性则较普通混凝土降低得更多;经过强化处理后,再生骨料混凝土的性能得到了改善。同时还发现：粉磨处理对再生骨料的强化作用优于化学溶液浸泡处理。     

再生骨料混凝土性能研究

通过对再生骨料的特性、再生骨料混凝土的工作性、物理力学性能和耐久性能进行试验研究发现;不考虑再生骨料吸水特性时,再生混凝土的坍落度偏小,抗压强度和耐久性均低于普通混凝土;考虑再生骨料吸水特性时,再生混凝土可获得与普通混凝土相近的坍落度,强度和耐久性则较普通混凝土降低得更多;经过强化处理后,再生骨料混凝土的性能得到了改善.同时还发现:粉磨处理对再生骨料的强化作用优于化学溶液浸泡处理.