裂缝混凝土中修正的氯离子运移模型研究

通过研究裂缝混凝土中氯离子运移,建立了综合考虑扩散作用、结合作用以及电势场作用的耦合模型,预测带裂缝混凝土结构的寿命。模型从已有试验数据中得到了较好验证。基于南通盐渍土环境,运用Comsol Multiphysics软件分析了裂缝宽度和深度不同的裂缝混凝土中氯离子运移。研究表明:裂缝混凝土中氯离子浓度随侵入深度增加而降低,降低趋缓,随着时间增加而增长,增长趋缓。氯离子从混凝土裂缝运移到混凝土中时,浓度突降。随着裂缝宽度或深度的增大,氯离子含量增加,增加趋缓,宽度差别的影响减小,深度的不同对裂缝中氯离子的运移几乎没有影响,对临界氯离子浓度的侵入影响较大。为保证混凝土结构物100年使用年限,建议严格限制裂缝,保护层厚度采用55mm。     

荷载作用下单裂缝锂渣混凝土的氯离子传输试验

目前有关混凝土结构耐久性设计大多是依据完整混凝土的研究,实际的混凝土结构多是带有裂缝的多相复合材料,这在一定程度上高估了混凝土结构的服役寿命。通过化学滴定法测量混凝土中自由氯离子含量,系统研究锂渣的掺量、荷载大小、裂缝宽度对自由氯离子时空分布的影响,并根据Fick第二定律计算氯离子的扩散系数。结果表明： 在硫酸盐与氯盐混合溶液中,自由氯离子含量显著降低,硫酸根离子能够有效减缓氯离子在混凝土中的传输; 掺加20%锂渣能够减小氯离子在混凝土中的传输速率; 混凝土中的氯离子传输速率随着荷载和裂缝宽度的增加而增加。     

氯盐渗透下钢拱架锈蚀与喷射混凝土间锈胀力研究

为研究海底隧道初期支护中工字钢在氯离子渗透下严重锈蚀时对结构耐久性的影响，采用室内试验研究工字钢在不同混凝土保护层厚度下锈胀力与锈蚀率的关系以及锈胀的发展过程，再通过数值模拟研究锈胀力作用下的混凝土裂缝、混凝土应力、应变分布规律及胀裂应力变化情况。研究结果表明： 1）相同保护层厚度下，锈胀力随着锈蚀率的增加而增大；锈蚀率相同时，锈胀力随着保护层厚度的增加而增大； 2）工字钢混凝土构件锈胀开裂，裂缝集中于翼缘中部和2个角点区域，翼缘中部的裂缝由外向内发展，2角点区域的裂缝由内向外发展； 3）数值计算得出的混凝土胀裂应力大于试验得到的混凝土胀裂应力。     

活性粉末混凝土板裂缝宽度计算方法试验研究

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种具有高强度、高韧性和高耐久性等优良性能的水泥基复合材料,具有广阔的应用前景。本文通过对20块RPC加筋板试件的抗弯试验,研究了钢筋保护层厚度和配筋率对RPC加筋板裂缝宽度的影响,结果表明随着保护层厚度的增加,加筋板的缝宽有明显增加,提高钢筋配筋率能有效约束裂缝的发展。依据普通钢筋混凝土裂缝宽度的算法,通过拟合得到了钢筋应变不均匀系数和钢筋应力的公式,同时考虑了裂缝宽度修正系数,结合试验数据建立了活性粉末混凝土板裂缝宽度计算公式,可为RPC受弯构件的设计提供参考。     

干缩开裂红粘土路基的现场渗透试验研究

高液限红粘土具有显著的干缩开裂特性,作为路基填料的高液限红粘土经碾压密实后暴露于大气中,其表层会形成大量宽度不一的裂缝。为了研究路基开裂的裂缝对路基渗透系数的影响,克服现有室内试验方法的不足,采用自制现场渗透试验装置,进行了单环、双环渗透试验。试验结果表明:裂缝的产生对红粘土路基渗透系数具有重要的影响,且不同宽度的裂缝所造成的影响差异显著,例如小裂缝使红粘土路基渗透系数增加10倍以上,而大裂缝则使红粘土路基渗透系数增加100倍以上。     

海洋环境下混凝土结构保护层厚度问题的研究

从钢筋混凝土裂缝形成的原因,探索了钢筋混凝土保护层的厚度对裂缝宽度的影响,为了限制裂缝宽度,保护层不宜过大;考虑海上桥梁钢筋混凝土结构所处的环境,探索钢筋锈蚀2个重要原因,并且确立氯离子的渗透作用是决定保护层最小厚度的主要因素,并以杭州湾跨海大桥为例,最后得出海洋环境下钢筋混凝土结构的合理保护层厚度。     

钢-混凝土连续叠合梁负弯矩区裂缝宽度试验研究

根据8根钢-混凝土叠合梁受力性能的试验研究,探讨了负弯矩区裂缝产生与发展的规律,总结了裂缝的特征.研究结果表明,负弯矩区受拉主筋的配筋率、数量;焊钉间距、高度;以及混凝土翼板的厚度和宽度是影响裂缝宽度和裂缝间距的主要因素.     

海洋环境下混凝土结构保护层厚度问题的研究

从钢筋混凝土裂缝形成的原因,探索了钢筋混凝土保护层的厚度对裂缝宽度的影响,为了限制裂缝宽度,保护层不宜过大;考虑海上桥梁钢筋混凝土结构所处的环境,探索钢筋锈蚀2个重要原因,并且确立氯离子的渗透作用是决定保护层最小厚度的主要因素,并以杭州湾跨海大桥为例,最后得出海洋环境下钢筋混凝土结构的合理保护层厚度。     

反复加载下实桥预应力混凝土空心板纵向开裂行为试验研究

预应力空心板在我国公路桥梁中有广泛应用,本文通过30 m跨径实桥空心板的反复加载试验发现纵向裂缝一般首先出现在构件有缺陷的部位,试验数据表明在荷载和裂缝宽度较小的裂缝开展初期,纵向裂缝宽度发展受循环加载荷载及次数的影响不明显;而当荷载和裂缝宽度增大到一定程度时,纵向裂缝宽度随荷载水平的增加而明显增加.研究结论对于掌握空心板桥梁在反复荷载作用下的纵向裂缝开裂行为及其损伤累积规律、对于认识桥梁性能变化过程有重要参考意义.     

预应力RPC-NC结合梁裂缝试验研究

为研究预应力活性粉末混凝土(RPC)-普通混凝土(NC)结合梁的开裂性能,以铁路32m的T形梁为原型,制作10根RPC-NC结合梁和1根纯NC梁进行抗弯试验。对比分析试验梁的裂缝分布形态、裂缝间距及短期裂缝最大宽度,并在铁路规范的基础上推求适合于预应力RPC-NC结合梁裂缝宽度的计算公式。结果表明:预应力度增大,RPC-NC结合梁裂缝分布的范围减小;RPC-NC结合梁的裂缝间距明显小于NC梁,RPC加入后裂缝更加密集,并伴随产生大量细小裂缝;RPC高度对于RPC-NC结合梁裂缝出现及稳定发展阶段影响很小,进入失稳扩展阶段后随着RPC高度的增加,RPC-NC结合梁裂缝宽度增长速率降低;纯NC梁裂缝进入稳定扩展阶段后的扩展速率和裂缝最大宽度都明显高于RPC-NC结合梁;在铁路规范中引入结合梁裂缝修正系数后,能合理计算RPC-NC结合梁短期裂缝宽度。     

钢纤维砼薄壁箱梁扭转裂缝控制试验研究

通过配筋钢纤维高强砼薄壁箱梁的纯扭试验,探讨了钢纤维对纯扭薄壁箱形构件在正常使用极限状态下强度、裂缝的影响;分析了试件抗扭强度和扭转裂缝倾角、裂缝宽度、主裂缝间距的形态及特点.结合钢纤维对混凝土的增强与破坏机理分析,对适合于钢纤维混凝土构件的抗扭强度、裂缝验算方法进行理论计算与试验比较分析,为钢纤维砼薄壁箱梁正常使用极限状态抗扭分析积累试验研究资料.     

轨枕埋入式无砟轨道UF500纤维混凝土限制裂纹宽度试验结果

轨枕埋入式无砟轨道道床板采用现浇混凝土,为保证道床的耐久性,国内外对混凝土裂缝的最大宽度均有严格限制规定。以武广客运专线武汉工程试验段RHEDA2000无砟轨道系统为试验对象,进行了UF500纤维混凝土限制裂纹宽度试验,探讨应用新型材料提高道床板混凝土的抗裂性能、限制裂缝宽度的新途径,其结果证实,采用UF500纤维混凝土能够达到限制裂缝宽度的目的。     

锈蚀预应力砼梁受荷裂缝宽度和间距计算

通过对8片不同锈蚀程度预应力钢筋砼梁进行静载试验,分析不同锈蚀率对预应力砼梁受荷裂缝分布、间距、宽度的影响;基于裂缝宽度的综合理论,建立了锈蚀预应力砼梁裂缝平均间距和宽度计算方法,并通过现有文献试验数据对公式进行了验证。结果表明,锈蚀率较低时,PC梁的受荷裂缝间距和宽度变化不明显;锈蚀率超过19.47%时,由于预应力筋截面积减少和粘结性能退化较大,裂缝间距和裂缝宽度变化显著,在计算锈蚀PC梁裂缝宽度和间距时应考虑预应力筋锈蚀的影响。     

钢纤维砼薄壁箱梁扭转裂缝控制试验研究

通过配筋钢纤维高强砼薄壁箱梁的纯扭试验，探讨了钢纤维对纯扭薄壁箱形构件在正常使用极限状态下强度、裂缝的影响；分析了试件抗扭强度和扭转裂缝倾角、裂缝宽度、主裂缝间距的形态及特点。结合钢纤维对混凝土的增强与破坏机理分析，对适合于钢纤维混凝土构件的抗扭强度、裂缝验算方法进行理论计算与试验比较分析，为钢纤维砼薄壁箱梁正常使用极限状态抗扭分析积累试验研究资料。     

基于三维激光数据的水泥路面裂缝宽度检测可靠性研究

为研究三维激光点横向间距对水泥路面裂缝宽度检测结果的可靠性，文章采用室内三维激光检测系统，获取4组激光点横向间距为0.5 mm～1.5 mm的水泥混凝土裂缝试件高程数据，并建立三维模型，识别裂缝宽度并划分为3种分级水平，分析了激光横向点间距对不同严重等级裂缝宽度检测结果的可靠性及其误差变化规律。结果表明：随着激光点间距增加，裂缝宽度检测相对误差明显增大；而当裂缝宽度不断增大时，0.5 mm间距下重复检测结果的变异系数由2.62%降低至0.22%；裂缝宽度检测的绝对误差可能会高估病害严重程度等级，影响路面破损状况评价准确性。     

UHPC-T形梁斜截面抗裂性能试验

为研究UHPC梁的斜截面抗裂性能并提出合理的评价指标和设计建议，以期能充分利用UHPC超高的抗拉性能及优秀的裂缝控制能力，设计了5片预应力UHPC-T形梁，并完成其静力加载模型试验，试验参数为剪跨比、箍筋和钢纤维含量，获得了开裂荷载、裂缝分布和应变等关键试验结果。试验结果表明：当剪跨比增加时，开裂荷载会减小，斜裂缝宽度的发展速度却加快；箍筋对开裂荷载影响较小，但能抑制斜裂缝的发展；钢纤维含量的增加会提高开裂荷载和减缓斜裂缝的发展速度。根据材料力学公式推导出斜截面开裂剪力计算公式，进一步采用极限平衡法建立正常使用阶段斜裂缝宽度的计算方法，计算值与试验值吻合良好且偏于安全。通过计算实测开裂剪力作用下斜截面的主拉应力可知：开裂时斜截面的主拉应力会超过UHPC的抗拉强度，不仅体现了UHPC的应变硬化特性，还反映了UHPC梁良好的斜截面抗裂性能。对比各国规范的斜截面抗裂设计规定，中国规范建议稿的容许应力值较为保守。基于开裂时的主拉应力水平和各国规范规定，建议放宽整体预应力UHPC梁的主拉应力限值，取为60%的弹性极限抗拉强度并考虑纤维分布的不均匀性。对于允许开裂的UHPC梁，应验算正常使用阶段的...     

城市排污管道衬砌管片劣化的数值模拟研究

为研究氯离子在高强度混凝土(C50、C55及C60)内的扩散规律,通过ANSYS有限元软件对上海某深隧衬砌管片不同环境条件下全寿命周期氯离子扩散进行模拟,定量探究硫酸盐浓度、混凝土强度等级及环境水压值对高强度混凝土保护层厚度取值的影响。数值试验结果表明:氯离子含量随着模拟深度的增加而不同程度的减少,且不同深度处氯离子含量随着硫酸盐浓度的增加而增加,随着混凝土强度等级的增加而略微减少,随着水压值的增加而略微增加;达到深隧结构设计服役时间所需要的混凝土保护层厚度随着硫酸盐浓度线性增加,随着混凝土强度等级线性减少,随着水压值线性增加。     

钢纤维混凝土断裂性能的试验研究

钢纤维混凝土由于能有效地改善混凝土材料的力学性能,在道路工程中得到了较多的应用。文中对钢纤维混凝土在不同纤维含量、不同试件宽度以及不同初始裂缝深度下的断裂性能进行了试验研究。研究表明钢纤维混凝土的临界应力强度因子KIc和临界J-积分JIc与试件宽度无关,但随着初始裂缝深度的增加而减小。     

基于实桥破坏性试验的梁桥裂缝宽度发展规律研究

笔者通过对空心板预应力梁桥破坏性试验,采集了桥梁在破坏过程中分级荷载作用下的裂缝宽度,总结了裂缝变化发展规律。参照相关规范中的裂缝宽度验算公式,对比分析了相同裂缝宽度的荷载计算值和试验值以及相同荷载下裂缝宽度的验算值和试验值。结果表明裂缝宽度与破坏荷载呈现非线性关系,同时表明目前规范裂缝宽度验算值大于试验值。试验成果为预应力梁桥的设计和安全运营提供了一定的技术参考。     

聚丙烯纤维自密实混凝土弯曲疲劳试验裂缝发展规律研究

本文主要对不同聚丙烯纤维掺量的自密实钢筋混凝土梁在不同疲劳应力水平作用下的裂缝发展规律进行了弯曲疲劳试验研究,研究结果表明:聚丙烯纤维能在一定程度上抑制混凝土裂缝的扩展。同一疲劳应力水平作用下,随着聚丙烯纤维掺量的调高,试验梁的裂缝宽度及裂缝长度相应变小,但裂缝宽度及长度变化规律图与其增量变化规律图基本相似,且不同聚丙烯纤维掺量的自密实混凝土梁裂缝发展规律相近。相同聚丙烯纤维掺量的试验梁,作用的疲劳应力水平越高,其裂缝宽度及长度增长速度越快;同一疲劳应力水平作用,聚丙烯纤维掺量越大的试验梁,其裂缝宽度及长度增长速度越慢。