延崇高速松山隧道进口边坡滑塌分析及治理

针对边坡冻融病害,该文结合延崇高速公路松山隧道进口边坡滑塌实例,在构建滑塌力学计算模型的基础上,对冻融边坡滑塌机理和稳定性进行了分析,并运用数值分析的手段,对冻融次数和冻融深度两个因素进行了研究,揭示了冻融作用对边坡土体的劣化过程。最后根据冻融边坡的失稳破坏形态与机理,提出了边坡永久治理措施。     

混凝土桥梁病害成因分析及对策研究

该文探讨了混凝土桥梁病害的影响。桥梁病害成因分析的市场前景和意义。对引起混凝土桥梁病害的主要成因,如锈蚀、冻融、支座、伸缩缝、桥面铺装和裂缝,进行了归纳总结,并对主要成因进行了相应的对策分析。最后,针对我国的具体情况,对桥梁病害提出了建议性处理措施。     

寒区近海混凝土桥梁性能衰退机理与损伤行为评估方法

受到周期性潮汐变化的影响,中国寒区近海混凝土桥梁长期遭受海水冻融及多种耦合腐蚀作用,这严重影响了桥梁的服役性能与使用寿命。为了准确预测桥梁的性能衰退规律,针对桥梁所处环境,分析了桥梁结构的性能退化机理,并借助近场动力学方法在多尺度方面的优势,利用MATLAB-ABAQUS联合仿真方法建立了桥梁劣化损伤预测与评估方法。在此基础上,从混凝土海水冻融损伤出发,考虑温度分布特性、临界饱和度模型、孔隙结晶规律与孔隙压力理论,结合不同孔隙的结晶温度与孔隙累积,通过孔隙变形加载方式建立混凝土微观尺度的冻融循环数值模拟计算方法。随后,根据混凝土微观尺度冻融损伤的计算结果,建立考虑冻融损伤分布的RC桥墩等效数值模拟计算方法。最终,设计制作了RC桥墩节段,进行了海水环境下RC桥墩的冻融循环试验,并利用超声层析成像技术,得到RC桥墩的海水冻融损伤分布。试验与计算结果表明：通过与超声层析成像试验结果的对比,混凝土微观尺度计算模型可以很好地模拟冻融循环过程中孔隙累积与孔隙转化引起的混凝土冻融损伤行为;受到温度分布与相对饱和度的影响,当冻融大于50次后,试件出现明显的冻融损伤界限（冻融深度）,且随着冻融次数的增加,冻融深度的增速呈现先增大后减小的趋势。除此之外,等效计算模型的滞回曲线计算结果与试验结果吻合较好,随着冻融次数的增加,RC桥墩的峰值荷载逐渐减低,海水冻融对RC桥墩力学性能的影响极为严重,且建立的计算方法很好地预测了海水冻融作用下RC桥墩的力学性能退化。     

公路工程构造物水泥混凝土抗冻性能试验研究

针对高海拔寒冷气候条件下公路构造物冻融破坏病害,同时考虑普通水凝混凝土、添加防冻剂水泥混凝土和添加纤维水凝混凝土,通过混凝土配合比设计、冻融前后质量变化、强度损失等试验研究,得出了针对寒冷地区抗冻混凝土设计方法、冻融过程质量及强度损失规律,以及提高混凝土抗冻性的措施,研究成果对提高公路构造物水泥混凝土抗冻性具有重要的工程意义和实用价值。     

基于MIDAS/CIVIL的钢管混凝土拱桥加固后承载效果评估

钢管混凝土拱桥属于钢—混凝土组合结构中的一种,由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀,使混凝土处于三向受压状态,从而显著提高混凝土的抗压强度,该桥型具有造型优美,跨越能力比普通拱桥强的特点,因此较受欢迎。本文阐述了钢管混凝土拱桥的常用加固方法,并以一座钢管混凝土拱桥作为工程实例,针对其出现的主要病害提出了该桥的加固整治措施,对加固后的桥梁进行有限元模型分析,对其加固后的承载能力进行评估。     

钢管混凝土偏心受压应力-应变关系模型研究

提出钢管混凝土偏心受压应力-应变关系的纤维单元模型。钢管采用一维四段直线的应力-应变关系,混凝土采用以一维形式表达、考虑钢管与混凝土相互作用的应力-应变关系。提出了偏心受压的钢管混凝土考虑钢管径向应力梯度对紧箍作用影响的核心混凝土的应力-应变关系模型。最后应用提出的钢管混凝土偏心受压应力-应变关系,对钢管混凝土偏心受压柱和钢管混凝土拱面内受力全过程进行了计算分析。     

纤维陶粒混凝土冻融性能及损伤模型试验研究

针对聚丙烯纤维陶粒混凝土,开展系列冻融损伤试验、不同冻融损伤次数后的抗压及劈裂抗拉破坏试验,观察冻融损伤试验现象,证实了纤维可以有效改善陶粒混凝土的抗冻性能,并可延缓陶粒混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的衰减。通过测试冻融损伤参量的变化与发展过程,总结归纳出各冻融损伤参量的演变规律。分别以质量、相对动弹性模量、抗压强度、劈裂抗拉强度定义的损伤变量,建立含冻融循环次数和纤维掺量两个自变量的冻融损伤模型,该模型可以很好地反映出纤维陶粒混凝土在冻融循环作用下的损伤过程。     

基于混凝土细观模拟的盖梁裂缝成因分析

钢筋混凝土桥梁出现裂缝是常见病害,以往对裂缝研究都是从宏观角度考虑,不能很好地反映裂缝从产生到扩展的过程。现从混凝土裂缝形成机理进行分析,对混凝土随机骨料模型进行开裂数值试验,建立混凝土损伤变量与应变关系,并结合实桥盖梁出现裂缝的案例,建立盖梁损伤前后模型来验证裂缝成因。     

长期荷载作用对方钢管混凝土柱承载力的影响

考虑长期荷载作用效应的影响，进行了6个方钢管混凝土轴心受压构件承载力的试验研究，提出轴心受压时方钢管混凝土的核心混凝土的应力-应变关系模型，在此基础上，利用数值方法成功地计算出考虑长期荷载作用影响时方钢管混凝土构件的荷载-变形全过程关系曲线，理论计算结果和试验结果吻合良好。最后，在系统分析长细比、截面含钢率、钢材和混凝土强度等因素影响的基础上，提出长期荷载作用对方钢管混凝土柱承栽力的影响系数。     

考虑海水冻融和侵蚀耦合作用的混凝土Ottosen强度准则

为了有效评估海水冻融和侵蚀耦合作用后混凝土的力学性能,通过试验研究了海水冻融和侵蚀耦合作用下混凝土的力学性能退化规律,并基于连续损伤力学和经典破坏准则模型,建立了考虑混凝土干湿循环次数和海水冻融循环次数的Ottosen四参数强度准则,以及不同的冻融循环次数和海水干湿循环作用后混凝土的弹性模量和泊松比退化模型。分析结果表明:随着冻融循环次数和干湿循环次数的增加,混凝土轴心抗压强度、弹性模量逐渐下降,Ottosen强度准则的拉、压子午线纵坐标绝对值减小,混凝土的抗裂性能降低。     

错台对盾构管片纵缝压弯力学性态的影响

管片错台是盾构隧道的常见病害,严重危害了隧道的安全及耐久性,但关于错台对管片结构力学性能的影响研究还不充分,其发生机制尚不明确。采用足尺试验和数值模拟研究了错台对管片纵缝抗弯性能的影响。首先,针对错台管片接缝试件进行正负弯矩下的足尺压弯试验,建立并验证了考虑混凝土损伤的三维精细化错台接缝数值模型,综合试验数据和数值结果,总结了错台纵缝的破坏过程和破坏特征;然后,开展不同错台量工况下隧道纵缝的数值模拟计算,分析了不同错台量对管片接缝力学性态的影响。结果表明：错台管片接缝的破坏过程可分为5个阶段,阶段间的4个特征点分别为螺栓开始受力、管片明显损伤、管片顶部闭合和接缝破坏。错台对正弯矩接缝力学性能影响较小,但对负弯矩接缝抗弯能力影响明显,极限负弯矩承载力下降11.7%,第1阶段刚度下降22.8%,并且两者均随错台量的增加而线性减小。相对于无错台工况,错台接缝会引起螺栓对螺栓孔混凝土过度挤压,使其出现严重压溃,且负弯矩下管片内侧受力不对称导致受压损伤加剧,会提前形成因开裂导致的渗漏水通道。因此,在隧道运营阶段,应根据错台量正确预估接缝的承载力,并考虑错台可能引起的局部混凝土压溃等混凝土病害及二...     

圆钢管混凝土轴心受压构件徐变分析的比较

在对钢管混凝土构件徐变研究进行回顾的基础上,应用考虑多轴受压状态下的混凝土徐变理论建立圆钢管混凝土轴心受压构件徐变模型,分别采用继效流动理论和龄期调整有效模量法对构件的徐变进行分析,通过迭代计算得到基于2种理论方法的圆钢管混凝土轴心受压构件的徐变,并与试验所得的回归公式计算结果进行比较。通过对比,指出了2种理论的差异性。结果表明:在钢管混凝土轴心受压构件的徐变计算中,继效流动理论具有较高的精度。     

超薄磨耗层沥青混合料路用性能试验研究

针对长春~四平高速公路沥青混凝土路面存在的车辙、水损害、冻融和表面功能衰减等病害,采用超薄磨耗层提高沥青混凝土路面表面层的抗永久变形能力和路表服务功能。通过车辙试验、单轴静载蠕变试验、冻融劈裂试验和抗冻性试验,验证了超薄磨耗层沥青混合料满足寒冷地区沥青混凝土路面表面层路用性能的要求。试验路施工和检测结果表明,超薄磨耗层是寒冷地区高等级公路养护维修时很有推广前途的一种罩面形式。     

土岩复合地层大跨地铁车站地震响应特征研究

为了研究位于土岩复合地层的大跨地铁车站在地震作用下的动力响应特征,采用有限元软件建立地层-结构模型,分别用Drucker-Prager弹塑性模型和混凝土损伤破坏模型模拟岩土体和混凝土衬砌,并在数值模拟的同时输入水平和竖向地震动进行动力时程分析。基于数值计算结果,对车站结构关键点的最大和最小主应力时程、关键时刻的主应力分布状态等进行分析,结果表明:1)车站结构最大拉应力主要发生在中板腋角、边墙上部和拱底等拐角区域;2)结构破坏主要表现为受拉损伤破坏;3)结构的压应力相对较小,未出现明显的受压破坏。     

抗冻型机场水泥混凝土道面配合比设计方法研究

我国冰冻地区机场水泥混凝土道面普遍存在冻融病害,严重影响了道面的使用寿命,显著增加了机场的维护成本,且对机场运行安全构成隐患.该文分析了我国机场道面设计方法的缺陷,提出通过混凝土引气技术改善道面抗冻性能的方法;从强度和施工和易性两个方面分析了引气对混凝土性能的影响;通过建立设计抗冻标号Fn为混凝土抗冻性能评价指标,结合现有混凝土配合比设计方法,提出了需考虑抗冻性能的机场混凝土道面设计方法.     

短纤维增强混凝土破坏过程及其尺寸效应数值模拟

基于细观力学理论建立纤维混凝土细观结构模型,并利用数值模拟技术分析了纤维混凝土单轴受压破坏过程及其尺寸效应。首先将纤维混凝土视为由粗集料、硬化纤维水泥砂浆及两者之间的界面过渡区组成的三相复合材料,然后建立了纤维砂浆延性损伤力学模型和内聚力界面模型。计算结果表明,标准试件的计算结果与实测结果差异较小;纤维混凝土抗压强度随试件尺寸增大而逐渐减小,且变化幅度逐渐降低,峰值后应力应变曲线的下降速率随着试件尺寸增大而加快;尺寸效应是由试件内部断裂裂纹的萌生、扩展和损伤带演化形成过程中应变能的耗散所引起。     

路面水泥混凝土冻融损伤规律及评价指标研究

针对路面水泥混凝土进行室内冻融试验研究,混凝土配合比采用0.40、0.44和0.48等3个水灰比,混凝土含气量控制为1.6％、3.0％、5.0％和7.5％,冻融循环后对混凝土的相对动弹性模量、质量变化率、抗压强度、弯拉强度等指标进行了分析,探讨了强度等级和含气量对混凝土冻融损伤的影响.并对现有冻融评价指标进行修改,建议增加弯拉强度损失率作为路面水泥混凝土冻融评价指标.     

硬化混凝土气泡特征参数与冻融耐久性的关联分析

为了有效评价在役桥梁、码头等结构构件的混凝土冻融耐久性,选择能够表征硬化混凝土冻融耐久性的气泡参数并确定相应指标,对硬化混凝土的气泡间距系数、含气量、气泡密度、平均直径及比表面积等特征参数,与快速冻融试验得到的耐久性系数及质量损失之间的关联性进行系统研究.对85组混凝土试件进行了耐久性系数及硬化混凝土气泡参数的测试,建立了相应的关联模型,并用另外45组硬化混凝土的参数进行了验证.研究表明:气泡间距系数及气泡密度与混凝土冻融耐久性之间均存在较大的模糊范围,硬化混凝土含气量存在一个明确的阈值,气泡密度与气泡间距系数之间具有良好的相关性.用建立的相关模型预测混凝土的气泡间距系数,偏差均在±10％以内,可用其预测配合比不确知的实体混凝土气泡间距系数.     

基于IFC标准的混凝土裂缝信息分析

针对混凝土桥梁裂缝无法参数化表达的问题,本文将BIM技术引入桥梁管养检测裂缝病害的可视化中,以BIM核心建模软件Sketch Up为开发平台,IFC标准为基础通用语言,构建混凝土桥梁裂缝病害通用IFC参数模型。分析该裂缝IFC数据文件。提出基于IFC标准的立体模型病害参数化建模的新方法,对混凝土裂缝进行可视化表达。通过裂缝信息与模型的交互,实现裂缝病害的显示、病害特征信息属性导出、修改、导入和可视化的目标。     

预应力锚固区加载过程的非线性有限元分析

文章综合考虑混凝土、锚垫板和箍筋的材料非线性本构特性,探讨预应力锚固区加载破坏模式的发展过程,以确定其受压极限状态和极限承载力,为锚固区的工程设计提供参考。采用现有计算软件对锚固区的加载过程进行了三维模型的非线性有限元分析,其计算结果与实验结果符合较好,由此得到锚固区破坏模式发展和受压极限状态的初步规律。同时,对分析中所采用的混凝土本构模型进行讨论,分析结果显示,混凝土受高轴向应力时,本构模型如何恰当地反映混凝土横向膨胀变形是一个关键,如果混凝土的横向变形偏小,将导致计算得到的横向箍筋应变不足,其作用无法充分体现。在分析研究中,需要改进混凝土本构模型以更好地模拟实际情况。