水平互层条件下不同扁平率隧洞变形破坏过程及特征

预制不同扁平率的互层围岩隧洞试件，通过试验研究互层围岩隧洞周围的变形破坏特征，并采用数值模拟对互层围岩隧洞周围的应力、应变分布进行分析对比。3种试件的扁平率分别为0.45(S试件)、0.55(M试件)和0.65(L试件)，研究发现，S试件的整体破坏模式为压缩破坏模式（TC模式），易在拱腰处出现明显的压剪破坏，在拱肩附近形成拉-剪复合型裂缝；M试件为混合破坏模式（TX模式），易在拱顶处出现较为明显的张拉破坏，在拱肩处形成明显的压-剪复合型裂缝；L试件为孔洞破坏模式（TH模式），易在拱顶处出现明显的张拉破坏，在拱脚处形成拉-剪复合型裂缝。此外，隧洞周围应力、应变分布与不同扁平率隧洞的压缩破坏特征有明显的相关性，且隧洞同一位置应力水平的差异性是3种扁平率隧洞呈现不同破坏模式的主要原因。     

复杂应力状态下再生混凝土多轴试验研究

文章以服役期满的道路废弃混凝土为粗骨料,设计了6个道路再生混凝土试件进行常规三轴试验研究,分析再生混凝土在复杂应力状态下的破坏形态,获取了试件受力应力-应变全过程曲线.试验结果表明:道路再生混凝土与天然混凝的应力-应变曲线相似,侧向压力对再生混凝土强度有较大的影响.该研究结论可为深入了解再生混凝土的力学性能及指导道路再生混凝土应用于工程实践提供理论依据.     

火灾后地铁站圆钢管混凝土柱轴压性能试验研究

为了研究高温或火灾后圆钢管混凝土柱轴压力学性能,文章采用温度、混凝土强度、长细比等参数,设计了圆钢管混凝土试件经高温后进行轴压试验,研究试件在高温后的破坏形态,获取了荷载-位移全过程曲线,并对影响钢管混凝土试件轴压性能的因素进行了分析。研究结果表明:试件表观颜色随温度升高逐渐加深;高温后圆钢管混凝土试件加载初期抗压强度增速一致;混凝土强度与试件抗压强度成正比;温度与试件抗压强度成反比,800℃时最低;长细比对试件抗压强度影响较为明显。     

车辆荷载作用下应力吸收层阻裂效果分析

文章通过建立平面应变模型,对比分析了车辆荷载作用下有无设置应力吸收层的沥青加铺层结构的裂缝尖端应力和应变场变化情况。结果表明,应力吸收层能有效改善结构裂缝尖端应力和应变场,具有良好的阻裂效果。     

粘钢加固混凝土梁的试验研究

通过对非粘钢混凝土梁的静载破坏试验和粘钢加固混凝土梁的静载试验及疲劳破坏试验研究,对比了两者的开裂荷载、极限荷载、荷载-挠度关系及混凝土裂缝开展情况.分析表明粘钢加固的混凝土梁承载力、梁跨挠度、应变、裂缝开展等都有很大的改善.     

不同应变速率下裂隙砂岩强度特性及贯通破坏模式研究

施工开挖速度及工作面推进速率会对周围岩体的变形破坏行为产生极大的影响。为研究不同应变速率下裂隙砂岩强度特性及贯通破坏模式,利用伺服压力机对其进行单轴压缩,分析了裂隙砂岩力学特性、贯通破坏模式等随应变速率的变化规律,并从能量演化角度阐释了不同应变速率下裂隙砂岩的力学行为。结果表明:(1)裂隙砂岩试样峰值强度会随应变速率的增加,呈增大趋势且增幅逐渐变大,与完整砂岩相比,其应力—应变曲线呈现较大应力波动;(2)裂隙砂岩贯通模式主要以拉剪贯通为主,且随着应变速率增大,试样三裂隙区域破坏程度更大,剪贯通模式越为显著;(3)随着应变速率的增加,总能量、弹性能及耗散能均随应力的增大而增大,且应变速率越大,储存的弹性能所占输入总能量的比例越大,而耗散能所占比例越小。     

高寒高海拔地区半刚性基层沥青路面防裂基布复合试件防反射裂缝性能研究

为了评价防裂基布复合式应力吸收层在高寒高海拔地区半刚性基层沥青路面中的抗反射裂缝性能,通过室内汉堡车辙仪成型复合车辙试件,采用德州罩面试验仪对设有防裂基布、橡胶沥青应力吸收层SAMI-AR的复合试件和空白试件分别模拟反射裂缝的产生与发展,试验温度为13℃和5℃,加载频率均为0.1Hz,分析不同荷载作用次数下不同防反射裂缝方案的效果。试验结果表明:相同试验条件下防裂基布复合试件达到了最大循环次数,抗裂性能良好,且防裂基布的铺设能特别有效地分担水平荷载,使其较慢地出现由基层反射裂缝而引起的开裂破坏,在低温下这种延缓开裂的作用更加显著。     

隧道钢管混凝土复合支护结构承载特性研究

为研究钢管混凝土复合支护结构变形破坏特征及承载机制，考虑拱架-混凝土粘结滑移特性，在支护结构典型破坏模式的基础上，开展支护结构纯弯室内试验及精细化数值模拟研究，对试件在弯矩作用下的力学响应进行深入分析，明确拱架布设位置、喷射混凝土强度、钢筋网直径及保护层厚度等参数对结构承载性能的影响规律。结果表明，钢管混凝土无钢筋网试件（SRCS-FW）强度较低，混凝土迅速开裂后与拱架发生滑移破坏，钢管混凝土双层钢筋网试件（SRCS-FS）变形效果较好，呈现较好的后期承载特性；SRCS-FS试件临界滑移破坏强度较高，其极限弯矩比SRCS-FW试件极限弯矩高40.9%；构件弹性变形阶段拱架、钢筋网、混凝土三者协同作用效果明显，开裂阶段试件拉力主要由受拉侧钢筋网和拱架分担，压力由拱架和受压区混凝土分担；支护结构参数设计要综合分析其承载性能、经济性及工程经验和施工便利性。     

活性粉末混凝土偏压构件受力性能试验研究

为探讨RPC材料应用于隧道管片结构中的可行性,文章通过22根活性粉末混凝土(PRC)构件的大偏心受压试验,确定了不同截面尺寸、配筋率以及有无钢纤维条件下RPC偏心受压构件的承载特性,得到了各级荷载条件下试验柱的整个截面的应变分布特征。研究结果表明,偏心荷载作用下RPC偏心受压试件截面应变符合平截面假定,采用RPC材料制作隧道管片结构时,其厚度可有较大幅度的降低;试件截面厚度对其承载力的影响最为显著;由于RPC材料本身的抗拉、压强度较高,钢筋在RPC偏压结构中所起的作用逐渐减弱,RPC结构可适当减少其配筋量。     

分离式套拱加固带裂缝衬砌的变形规律试验研究

文章基于1∶10的相似比制作拱顶带单条纵向裂缝且裂缝深度为原衬砌厚度1/3的隧道二次衬砌模型,采用弹簧模拟地层抗力,进行了分离式套拱加固衬砌(原衬砌与新增套拱之间增设防水板)的径向加载试验,得出了带裂缝衬砌经分离式套拱加固后的变形规律与破坏模式。结果表明,在松动荷载作用下,分离式套拱加固结构的受力过程分为"初期加载—预制裂缝径向贯通、预制裂缝径向贯通—套拱拱顶裂缝径向贯通、套拱拱顶裂缝径向贯通—试件破坏"三阶段,破坏荷载由原衬砌拱腰截面控制,关键部位破坏顺序为拱顶开裂—拱腰断裂—拱顶破坏,整体破坏性质为脆性破坏。     

马蹄形隧道初期支护结构力学及变形性能足尺试验研究

针对马蹄形隧道初期支护结构，采用足尺试验，通过埋设传感器对结构内力、结构表面应变及变形进行监测，分析了钢拱架与喷射混凝土初期支护结构的承载能力和变形性能。研究结果表明：（1）在弹性阶段，支护结构各截面所受弯矩和轴力关于结构中性轴左右对称，对应的径向位移幅值较小。（2）在塑性阶段，随着外加荷载的增加，支护结构的弯矩和轴力快速增大；支护结构呈现“拱底外凸，拱腰内凹”的变形状态，且近似关于中性轴左右对称。（3）支护结构最终在右拱肩型钢连接处失效破坏，破坏位置处混凝土与型钢呈大范围剥离状态，裸露的型钢外凸发生弯折破坏，结构极限承载力约为设计荷载的1.32倍。     

预应力混凝土桥梁结构强度连续动态监控方法

现有桥梁结构强度连续动态监控方法已不适用于预应力混凝土桥梁结构,会导致连续动态监控时对监控点数据读取误差大,文章为此提出预应力混凝土桥梁结构强度连续动态监控方法研究,通过布置超声波监控探头,确保超声波直接通过混凝土桥梁外壁传播最大发声时间,且必须小于直接通过桥梁外壁绕射的最大发声时间;同时根据各阶段累积应变值为测读应力减去初始应力,将监控点得到的应变值转化为应力值,剔除初值误差、混凝土收缩、徐变误差以及温度误差,完成连续动态监控。实验结果表明,设计的监控方法应力值与真实应力值更贴近,误差较小,可以有效实现对预应力混凝土桥梁结构强度连续动态监控。     

半刚性路面Top-Down裂缝及其应力强度因子分析

为了研究荷载应力和温度应力对半刚性沥青路面Top-Down裂缝扩展的影响,文章基于断裂力学理论,运用有限元方法,建立弹性层状连续的二维路面结构模型,分析高温状况荷载的超载比例、既有裂缝长度和低温状况既有裂缝长度对裂缝尖端应力强度因子的影响,计算时考虑了路面非均匀温度场和温度与沥青混合料弹性模量关系。结果表明超载比例增加、既有裂缝长度增加都会导致裂缝尖端的应力强度因子线性增加,低温状况温度应力作用比高温状况荷载应力作用更易加速Top-Down裂缝的扩展。     

叠合式套拱加固带裂缝衬砌的变形规律试验研究

文章通过室内试验和理论分析等手段研究了套拱加固后结构的受力规律、破坏模式及承载力变化。利用石膏材料,按照1∶10(模型∶原型)的相似比,制作拱顶带纵向裂缝的素混凝土衬砌结构(裂缝深度为原衬砌厚度的1/3),并按叠合式套拱加固方案,进行钢筋混凝土套拱加固;养护后,通过室内全周径向加载装置,分级施加拱顶松散土压,并计入地层抗力的影响,研究带裂缝衬砌套拱加固后的承载能力及破坏规律。试验结果表明,叠合式套拱加固后,结构受力过程分三个阶段:"初期加载—套拱拱顶开裂、套拱拱顶开裂—拱顶叠合面裂缝出现、拱顶叠合面裂缝出现—试件破坏",关键部位破坏顺序为拱顶开裂—拱顶延性破坏—拱腰脆性断裂,整体破坏模式为延性破坏。     

侵蚀环境和荷载耦合作用下盾构管片氯离子扩散规律试验研究

文章针对盾构隧道赋存环境及结构受力特点,构建了氯盐侵蚀环境和结构荷载耦合作用下的盾构管片结构单侧一维侵蚀试验方法;研发完成了相应的人工环境模拟试验装置,并进行了侵蚀试验;探讨了侵蚀环境氯离子浓度、侵蚀时间和荷载水平对氯离子入侵及其含量分布规律的影响。结果表明:随着环境中氯离子浓度的提高以及侵蚀时间的延长,混凝土保护层中的氯离子含量逐渐增加;同时,外荷载的存在改变了结构混凝土内部的孔隙特征,直接影响了氯离子的入侵,表现为拉应力有利于氯离子入侵,而压应力则相反。     

基于单轴拉伸试验的PP纤维-ECC材料受拉本构行为研究

ECC作为一种新型的纤维增强水泥基复合材料.具有优异的力学性能。文章结合单轴拉伸试验与非接触式全场微应变测试,系统研究了PP纤维-ECC材料受拉本构行为。单轴拉伸荷载-位移试验与应变云图结果表明PPECC材料出现了多缝开裂特征:由于存在应力集中,裂缝主要出现在试件两边夹持端和哑铃型受拉端拐角处:PP纤维-ECC材料的受拉本构行为可分为直线上升阶段、变形硬化阶段和变形软化阶段,其中双线性模型能够较好拟合应力-应变关系。研究结果可为ECC材料的优化设计和应用提供理论依据和技术支持。     

膨胀混凝土力学性能研究

混凝土的干缩会引起结构抗剪能力的下降，从而导致破坏模式的改变，即从弯曲破坏变为脆性的剪切破坏。膨胀混凝土通过在其硬化过程中的膨胀有效地减少了干缩对混凝土的不良影响，克服了一般混凝土的这一缺陷。而低水灰比膨胀混凝土的再膨胀，不仅能提高裂缝构件的耐腐性，而且还能提高结构的抗剪能力和诞性。     

基于CSL隧道支护结构的喷膜防水层黏结性能试验研究北大核心CSCD

文章针对隧道渗漏水严重的问题,采用一种新型隧道喷膜防水技术,建立与前、后混凝土均具有黏结性能的隧道支护结构形式(CSL),从而克服混凝土加防水板的传统支护结构在防水性能上的弊端。喷膜防水层与前、后混凝土间的黏结性能是CSL设计的一个重要参数,直接决定CSL的防水和支护性能。鉴于此,文章开展了CSL隧道支护结构喷膜防水层黏结性能试验,研究喷射混凝土基面干湿状态、膜层厚度对CSL黏结性能的影响。研究表明:层间黏结强度与膜层厚度的平方根成反比;在保证喷射混凝土基面无流动水的情况下,喷射混凝土基面含水有助于提高防水膜与喷射混凝土的黏结强度,充分发挥其黏结性能;随着含水率的增加,CSL结构黏结强度呈现逐渐增大的趋势。     

公路隧道二次衬砌纵向裂缝非线性数值模拟研究

已建隧道普遍存在衬砌开裂现象,裂缝的存在会降低隧道衬砌的承载能力.文章为研究带裂缝隧道衬砌的力学性能,提出了塑性地压、松弛土压、偏压等三种受力裂缝数值模拟的荷载施加模式;分析了几种常见裂缝模型的原理及适用性,并且基于钢筋混凝土有限元非线性分析理论,利用分布裂缝模型进行不同荷载模式下隧道二次衬砌开裂至破坏的全过程分析;通过计算得出了不同加载方式下裂缝的发展及分布规律.研究结果可为隧道衬砌裂缝成因判断及二次衬砌加固改造提供理论支撑.     

基坑开挖沉降影响区内墙体受力研究

提出了基坑开挖沉降影响区内墙体分析的等代荷载法及其计算模型，分析了参数E／G及L／H对墙体剪切效应的影响，证明了开挖初期剪切效应对墙体的应力和变形起控制作用，剪切裂缝先于弯曲裂缝出现，并介绍了根据墙体应力应变分析结果判断墙体破坏情况的一般方法。