自密实砼增大截面加固钢筋砼T梁试验研究

考虑加固厚度与持荷工况两种因素,设计8片钢筋砼简支T梁,对其挠度及承载力进行分析,并建立加固前后抗弯承载力计算模型,探究自密实砼增大截面加固后的性能。结果表明,持荷大小对跨中截面变形的影响较小,加固厚度100mm的不持荷试验梁的刚度比加固厚度60mm的大,而持荷加固后,加固厚度越大,试验梁刚度越小;自密实砼增大截面加固后的承载力约为加固前承载力的2倍,加固厚度对承载力的影响较小;抗弯承载力计算公式的计算结果与试验值吻合较好。     

腐蚀对高性能钢Q550E力学指标影响的试验研究

为深入研究腐蚀对高性能钢Q550E力学指标的影响,分为5组,共制作了30个钢材试件,目标质量锈蚀率分别为0,5%,10%,15%和20%,在实验室对钢材试件进行了不同程度的加速锈蚀试验,开展了拉伸试验以及使用FARO 3D激光扫描仪扫描锈蚀试件。建立了腐蚀影响下高性能钢Q550E的本构关系模型。对比分析了在相同锈蚀率下高性能钢Q550E和普通钢Q235B力学指标的退化程度。试验研究表明:(1)随着质量锈蚀率的增加,Q550E高性能钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、弹性模量逐渐下降,锈蚀过程中试件表面蚀坑深度增长明显,蚀坑呈椭球型和马鞍型,随着锈蚀率增加到20%,蚀坑逐渐增长为局部大蚀坑;(2)在腐蚀试件的应力-应变曲线中,随着腐蚀率增加,钢材的延性性能减小,逐渐由延性破坏转变为脆性破坏,屈服平台逐渐缩短甚至消失,得到了Q550E高性能钢材的屈服平台消失时的临界质量锈蚀率。(3)在锈蚀率变化相同时,高性能钢比普通钢有更强的抵抗腐蚀退化和变形的能力。     

钢筋混凝土结构锈蚀开裂模型研究

为揭示钢筋混凝土结构锈蚀开裂的机理和裂缝相关参数的发展规律，对钢筋锈蚀作用下混凝土的开裂全过程进行研究，并建立混凝土锈蚀开裂模型。模型采用混凝土材料受拉指数型软化形式和黏结裂缝理论，将锈蚀开裂过程分为保护层未开裂、部分开裂和完全开裂三个阶段。推导每一阶段对应的应力状态、径向位移和裂缝状态等力学参数的表达式，获得计算混凝土保护层裂缝宽度的控制方程，并且给出求解该方程的数值计算方法。基于所建立的模型，研究裂缝从钢筋黏结表面扩展到混凝土保护层表面的全过程行为，讨论裂缝宽度、环向应力等参数的变化规律，预测混凝土保护层表面开裂时间与相应的临界锈蚀率。研究结果表明：钢筋表面和保护层表面的裂缝宽度的差值随锈蚀时间逐渐减小并最后趋于零；混凝土裂缝宽度和锈蚀率之间表现为正线性相关关系；混凝土保护层厚度与钢筋直径之比、混凝土抗拉强度和锈蚀膨胀系数等因素直接影响着保护层锈蚀开裂时间；最后，基于黏结裂缝理论建立的混凝土结构锈蚀开裂模型能够有效地预测试验值，可为钢筋混凝土结构锈蚀开裂机理研究提供依据。