混凝土梁受弯破坏的三维细观数值试验

为了在细观层次上研究混凝土梁的损伤断裂机理,将混凝土视为由骨料、水泥砂浆和界面组成的三相复合材料。基于三维随机骨料随机力学参数模型,建立了2个混凝土梁湿筛试件的数值模型;模型MX1模拟骨料的随机分布,模型MX2在MX1的基础上模拟混凝土各相材料参数的随机性,通过这2个模型的抗弯数值试验,展现了混凝土梁损伤断裂和裂缝萌生与扩展的渐进过程。结果表明:数值试验得到的混凝土梁弯拉强度与真实试验测得的弯拉强度较为接近;由于骨料分布的随机性,混凝土裂纹起裂和扩展表现出显著的不规则性和不连续性;受材料参数随机分布的影响,模型MX2较MX1承载力略有降低,变形稍有增加。     

浆体流变特性对透水混凝土性能的影响

为研究浆体流变特性对透水混凝土力学与透水性能的影响规律,通过减水剂与增黏剂掺量的变化调配出5种不同流动度及6种不同塑性黏度的水泥浆体,并固定浆集比配置出对应的透水混凝土。采用光学显微镜图像分析透水混凝土中骨料颗粒表面浆体裹附层厚度,以水泥浆体的拉拔黏结强度表征浆体与骨料的黏结强度,在研究浆体流动度及塑性黏度对浆体拉拔黏结强度、骨料颗粒表面浆体包裹层厚度影响的基础上,进一步探讨了浆体流变特性对透水混凝土抗压、抗折强度、空隙率以及透水系数的影响规律,揭示出浆体流动度与塑性黏度对透水混凝土力学与透水性能的作用原理。研究结果表明：随着浆体流动度及塑性黏度的增加,透水混凝土力学性能呈现先提高后降低的趋势,而透水混凝土的透水系数则随着浆体流动度的增加逐渐降低,随着浆体塑性黏度的增加逐渐增加;结合浆体流变性能对浆体自身拉拔黏结强度及骨料颗粒表面浆体包裹层厚度的影响发现,浆体流变特性主要通过影响浆体自身黏结特性而作用于透水混凝土力学性能,通过影响骨料颗粒表面浆体包裹层厚度及其分布状态而作用于透水混凝土的透水性能;在进行透水混凝土配合比设计时,可以通过调控浆体的流变特性,达到兼顾透水混凝土力学性能与透水性能的目的。     

现代建筑混凝土损伤与强度宏观分析研究

本文从混凝土地细观结构出发,认为混凝土是由骨料,砂浆和骨料砂浆之间的粘结带构成的三相材料,采用了随机骨料模型和双折线损伤模型相结合,对15cm*15cm*15cm的立方体和Φ15×30的圆柱体试件两种尺寸和形状的混凝土试件的抗拉强度进行了数值计算和分析研究。     

基于双折线模型的混凝土细观损伤与宏观强度的研究

本文从混凝土地细观结构出发,认为混凝土是由骨料,砂浆和骨料砂浆之间的粘结带构成的三相材料,采用了随机骨料模型和双折线损伤模型相结合,对15cm*15cm*15cm的立方体和Φ15×30的圆柱体试件两种尺寸和形状的混凝土试件的抗拉强度进行了数值计算和分析研究。     

考虑桩体损伤的PHC管桩复合地基变形与稳定性分析

依托普洱车站软弱地基上的超高填方工程，采用ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型构建了路堤荷载下考虑桩体损伤的PHC管桩复合地基的三维数值模型，探讨了PHC管桩桩体的变形特征，并根据边桩特征点的侧向变形分析其稳定性。结果表明:采用PHC管桩复合地基可显著控制路堤变形；且相较于常规的线弹性模型，采用混凝土损伤塑性模型可较好地反映PHC管桩刚度退化后的变形特征，并能合理确定PHC管桩复合地基的安全系数。     

碾压混凝土劈裂抗拉强度及其尺寸效应的细观数值研究

为了从细观结构上研究碾压混凝土的劈裂抗拉强度及其尺寸效应,采用随机骨料模型,在细观层次上将碾压混凝土看成是由硬化水泥粉煤灰砂浆体、粗骨料颗粒、二者间的黏结带和砂浆层面构成的三相非均质复合材料;利用有限元方法数值模拟研究碾压混凝土的细观损伤断裂和劈裂抗拉,对其劈裂抗拉强度及其尺寸效应进行了研究。结果表明:黏结带和层面是碾压混凝土劈裂抗拉破坏的薄弱环节;碾压混凝土试件的劈裂抗拉强度存在明显的尺寸效应,和一般的试验规律基本吻合;随机生成骨料结构的方法,可以有效地研究碾压混凝土的细观损伤断裂。     

基于CDP模型的装配式双柱桥墩在低周往复加载下的力学性能研究

以南京市某改扩建装配式桥梁建设为背景,研究低周往复加载作用下装配式双柱实心桥墩的整体力学性能.利用混凝土塑性损伤模型(CDP)与Clough钢筋模型建立考虑套筒的节段装配桥墩有限元模型,分析装配式桥墩的混凝土损伤、钢筋应力等随加载过程的变化规律.结果表明,灌浆套筒局部加强墩柱刚度,使得混凝土损伤上移;混凝土损伤先出现在...     

基于弹塑性损伤本构的混凝土裂缝扩展分析

该文提供了一种能有效模拟混凝土裂缝扩展的方法,即利用有限元程序中的材料弹塑性损伤本构关系,分别考察了无初始裂缝和有初始裂缝缺陷的钢筋混凝土梁裂缝扩展的过程,从损伤开始到裂缝扩展再到破坏的整个过程中,可以明确地捕捉到混凝土裂纹的产生和扩展演变过程,得到混凝土损伤特性图和损伤状态下的混凝土与钢筋的应力变化。结果表明:钢筋与混凝土共同作用时,能均匀分布混凝土塑性损伤影响区,均匀出现多条损伤裂缝,裂缝扩展形式与实际相符,这种模拟混凝土开裂的方法能够容易得到各荷载阶段的塑性损伤破坏单元;利用塑性损伤模型对构件预制和运输过程中出现的开裂缺陷情况进行模拟,了解到初始裂缝对承载能力有一定影响,应做好构件使用前的开裂检查工作。     

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。     

混凝土路面细观开裂行为的近场动力学分析

混凝土为现有最广泛应用的土木工程材料,其是一种准脆性材料.为解决混凝土开裂的计算分析,在近场动力学方法的基础上,结合混凝土的细观非均质特性,建立了混凝土路面细观开裂行为的计算模型.并在此基础上,同时考虑混凝土中骨料的开裂特性,探讨了骨料对混凝土路面开裂行为的影响.结果 表明:基于近场动力学建立的计算模型可以很好地 反映混凝土的开裂行为及损伤脆性特性,计算结果可以很好地适用于模拟混凝土路面的开裂特性;对于细观开裂模式的计算分析与试验结果吻合较好,整体曲线的发展规律与试验结果吻合较好;计入骨料的开裂可以更好地反映混凝土的开裂特征.     

PPC斜拉桥模型疲劳试验及塑性损伤分析

以某主跨220 m的斜拉桥为研究背景,进行了部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥节段缩尺模型试验,对缩尺模型的混凝土主梁进行部分预应力B类构件设计计算,并依据相关规范进行疲劳试验以模拟实桥疲劳过程,对试验中主梁挠度、斜拉索索力、主梁裂缝长度与宽度进行观测,得到在规范车道荷载下主梁在不同初始损伤时的刚度退化规律,并基于Abaqus软件建立该缩尺模型的混凝土塑性损伤有限元模型,将试验数据与有限元计算结果进行对比。结果表明：主梁在开裂前后,结构整体刚度下降相对较小;试验中主梁挠度、主梁裂缝、索力3个方面的数据,体现出由规范车道荷载换算所得疲劳荷载所造成的结构刚度下降非常有限;缩尺模型的混凝土塑性损伤有限元模型计算结果与试验数据吻合较好,表明混凝土塑性有限元模型能较好地模拟PPC斜拉桥疲劳荷载下的受力特征。     

基于随机骨料模型的混凝土劈拉强度数值模拟

采用随机骨料模型模拟混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟混凝土劈拉的细观损伤断裂,并对其劈拉破坏过程进行了研究。结果表明：该种随机骨料的数值模拟方法基本可行．混凝土骨料与砂浆的界面是其劈拉破坏的薄弱环节。     

钢绞线非均匀锈蚀下混凝土胀裂细观数值模拟

针对捻制构造钢绞线非均匀锈蚀引起的混凝土胀裂问题,该文建立钢绞线锈蚀产物非均匀膨胀模型和钢绞线非均匀锈蚀下混凝土胀裂细观数值模型。混凝土材料被模拟为由砂浆基质、骨料、界面层所组成的三相复合材料,并通过嵌入黏聚单元模拟由钢绞线非均匀锈蚀导致的混凝土胀裂行为。通过与已有试验对比验证所建模型的合理性,并分析混凝土保护层厚度与骨料含量对锈胀裂缝宽度的影响。结果表明：所建立的非均匀细观数值模型能够合理地模拟钢绞线非均匀锈蚀导致的混凝土胀裂全过程。考虑钢绞线非均匀锈蚀特征可以有效地提高锈胀裂缝预测精度。锈胀裂缝宽度随混凝土保护层厚度减小而增大,随混凝土中骨料含量增大而减小。     

含气量对再生混凝土路面耐磨性的影响研究

通过对五组混凝土进行坍落度、含气量、抗压强度和耐磨性对比试验研究,全面地比较和分析了再生混凝土含气量随再生粗骨料掺量大小的变化规律以及随之对再生混凝土路面耐磨性能产生的影响,并详细分析了其产生的原因。结果表明:含气量对再生混凝土耐磨性有较大影响,含气量随再生粗骨料掺量的增多而提高;当再生骨料掺量超过50%时,磨耗量明显增大。分析了原始混凝土的含气量和损伤累积亦会降低再生混凝土路面的耐磨性能。     

再生骨料对高性能混凝土性能的影响研究

主要研究再生粗骨料与再生细骨料的组合在高性能混凝土中的作用。分别用20%的再生粗骨料(CRCA)、20%的再生细骨料(FRCA)和20%的再生粗细骨料组合代替天然粗骨料(NCA)与天然细骨料(NFA)后,评价混凝土和易性、抗压强度和耐久性能。实验结果表明,再生骨料替代20%的天然骨料后,混凝土拌合物的流动性和混凝土试件抗压强度都有提高。再生粗、细骨料组合后替代天然粗、细骨料后,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性也有着较好的改善。     

混凝土三轴受压试验研究综述

混凝土的三轴受压力学性能是进行结构设计和分析的重要依据。通过阅读国内外有关混凝土三轴受压试验研究的大量文献,介绍了三轴受压的试验方法;总结了普通混凝土、钢纤维混凝土、再生混凝土、塑性混凝土、轻骨料混凝土和恶劣环境下混凝土的真三轴和常规三轴受压试验的研究成果;指出了混凝土三轴受压试验中存在的不足,并对以后的研究进行了展望。     

粗骨料粒径对后装拔出法测试混凝土强度精度的影响

通过后装拔出法及混凝土抗压强度对比试验,采用单因素方差分析法,分析了粗骨料粒径对后装拔出法检测混凝土抗压强度影响的显著性,得出粗骨料粒径对拔出力和混凝土抗压强度有显著影响的结论;通过统计分析,建立了粗骨料粒径与后装拔出法拔出力间的相关关系,得出单粒级配粗骨料最大粒径越大,相应的拔出力有减小趋势以及连续级配粗骨料最大粒径越大,拔出力有增大趋势的结论;提出了采用综合修正系数,来修正后装拔出法测定的混凝土抗压强度的概念,以考虑不同粒径对混凝土抗压强度的影响。试验数据表明:该法具有较高的精度,满足非破损法检测构件混凝土抗压强度的精度要求。     

基于ABAQUS对钢纤维混凝土界面强度分析

钢纤维对混凝土的增强效果与钢纤维-混凝土基体界面过渡区的黏结性能密切相关,因此界面过渡区的力学性能研究在钢纤维混凝土结构设计中一直是重要的研究课题.为了研究钢纤维与混凝土之间界面过渡区的力学性能,应用混凝土损伤塑性模型(CDP模型)和内聚力单元,建立了含有界面的钢纤维混凝土二维模型,得到了黏结应力滑移曲线与计算的黏结应...     

再生骨料在混凝土路面中的循环利用

碾压混凝土(RCC)是一种由水、骨料和少量水泥制备的干混凝土,铺设压实后可作为结构物或道路基础。该文以碾压混凝土路面的再生骨料为研究对象,分析其在碾压混凝土配合比设计中替代天然碎石骨料的可行性。试验结果表明:再生骨料的物理性能满足混凝土的要求,天然骨料和再生骨料的混凝土路面压实度均满足规范要求,虽天然骨料混凝土的抗压强度相对较高,但再生骨料更符合环保节能的发展趋势,证实了废旧混凝土再生骨料可以在路面中进行循环利用。     

复掺矿物掺合料对轻骨料混凝土性能的影响

为了研究复掺矿物掺合料对轻骨料混凝土物理力学性能的影响,该文先用不同比例的粉煤灰替代轻骨料混凝土中的部分水泥,通过试验分析了粉煤灰掺量对轻骨料混凝土抗压强度、抗折强度、水化热等物理力学指标的影响;然后用不同比例的石灰石粉替代轻骨料混凝土中的部分细集料,分析了石灰石粉掺量对轻骨料混凝土坍落度、抗压强度和抗折强度等物理力学性能的影响。试验结果表明:加入适量的粉煤灰能够增大轻骨料混凝土不同龄期的抗压强度和冻融后的抗压强度,降低水化热,但粉煤灰的加入会使抗折强度降低,综合考虑当粉煤灰掺量为25%时各指标都达到最佳值;坍落度、抗压强度和抗折强度都随石灰石粉掺量的增大呈先增大后减小的趋势,石灰石粉的加入使轻骨料混凝土冻融后的抗压强度明显提升,当石灰石粉替代量为24%时轻骨料混凝土的物理力学性能最好。