冻融循环作用对黄土力学性质损伤的试验研究

通过对陕西杨凌Q₃黄土进行不同初始含水量、不同低温温度及不同冻融循环次数条件下的静三轴剪切试验,揭示不同初始含水率、不同低温温度及不同冻融循环次数对黄土力学性质影响的过程与机理,基于极限平衡法建立冻融循环作用下强度参数的损伤模型。研究结果表明:黄土强度参数随冻融循环产生劣化,黄土的黏聚力c开始时冻融循环劣化效应强烈,在经过5⁷次冻融循环后,黏聚力达到一个稳定值,当含水量很高时黏聚力下降不明显,内摩擦角φ随冻融循环次数无明显变化;建立的强度参数值随冻融循环次数增加的损伤模型能够很好地反映冻融循环作用下黄土抗剪强度的折减劣化规律,该损伤模型对冻融损伤作用下黄土地区的工程设计与施工具有指导和借鉴意义。     

高温作用后混凝土强度与变形试验研究

对86个混凝土试块在常温～1000℃范围内温度作用后，进行了强度与变形试验和理论分析工作，主要包括混凝土抗压强度、抗拉强度、轴心抗压强度及弹性模量等几个方面．探讨了高温作用后混凝土强度和变形的变化规律，着重分析它们与作用温度的相互关系，并建立简明的数学表达式．     

反复荷载作用下的混凝土损伤本构模型

混凝土损伤模型的研究,实际上是研究混凝土材料的本构行为。在外界因素作用下,材料的累积变形引起结构内部损伤发展,最终的损伤将产生宏观裂缝直至整个结构破坏。根据Najar损伤理论,提出了新的分段曲线混凝土受压损伤变量模型和混凝土受拉软化段损伤变量模型,给出了不同强度混凝土损伤变量方程和损伤演化方程。通过计算对比分析认为,建议的损伤模型与已有的混凝土本构模型较吻合。该方法的优点是参数少,不同的混凝土强度有确定的损伤演变方程,可以动态分析混凝土的累积损伤程度。在此基础上,根据已有混凝土反复荷载作用下的滞回规则,建立了在某一循环荷载下的加载、再加载、卸载路径下的损伤本构模型,该模型考虑了混凝土在反复荷载作用下的应力跌落、裂面效应、强度下降、刚度退化等力学性能。应用本文建议的模型进行反复荷载下的截面损伤计算,试验结果与文献计算结果较吻合。     

冻融循环试验下的高速公路混凝土配合比优化研究

特殊环境下高速公路混凝土抗冻性能较差,本文设计一种基于冻融循环试验的高速公路混凝土优化配合比。选择市售与自制两种不同减水剂以及8%、15%和30%三种掺量的粉煤灰初步配制高速公路混凝土,通过冻融循环试验最终确定最优高速公路混凝土配合比,并观察使用不同融雪剂在冻融循环试验中混凝土性能变化情况。试验结果表明,选取抗冻性能较为稳定15%掺量的粉煤灰配制高速公路混凝土在冻融循环后具有较高强度;使用无机盐融雪剂不会对混凝土路面造成破坏,从而提高高速公路的使用寿命。本文所设计的混凝土强度较高,具有较强抗冻性能,满足高速公路施工需求。     

异形钢管混凝土短柱轴心受压力学性能试验研究

目的:了解异形钢管混凝土短柱的受力、变形机制和破坏形态,着重考察约束效益系数对异形钢管混凝土短柱的力学性能影响。方法:设计制作了4个T形钢管混凝土短柱和4个L形钢管混凝土短柱,通过轴心受压试验来实测试件极限承载力和荷载-位移曲线,分析约束效益系数对异形钢管混凝土短柱力学性能的影响。结果:试件压坏现象明显,呈现出局部鼓曲或角部开裂两种破坏形态,且开裂集中在T形试件腹板处和L形试件内角处。结论:提高约束效益系数能有效提高试件极限承载力和改善试件后期承载能力;试件工作状态可分为三个阶段;T形试件腹板处和L形试件内角处易出现应力集中。     

钢管混凝土构件承载力影响因素研究

为了深入研究钢管混凝土柱的受力机理,开展了9个钢管混凝土柱的轴压和偏压试验,建立有限元软件ANSYS精确数值模型,重点分析材料等级、偏心率、径厚比和长径比等试验因子对钢管混凝土柱极限承载力的影响规律,可以发现数值分析结果与试验观测数据几乎一致,验证了数值模型的准确性,两者研究结果表明:钢管混凝土构件极限承载力和核心混凝...     

基于疲劳损伤机理的混凝土冻融劣化模型分析

结合动弹性模量相对值的变化特点,对不同系列的混凝土试件进行了抗冻试验,基于疲劳损伤机理建立了混凝土冻融劣化模型,并引用相关试验数据对模型进行了验证,结果表明建立的模型与冻融试验数据相关性非常好,能够较好地反映混凝土冻融损伤劣化规律,可作为预测混凝土冻融损伤和寿命的新方法。     

FRP布约束混凝土圆柱轴心受压性能非线性有限元分析

采用非线性分析程序ABAQUS，考虑混凝土在三轴状态下的非线性行为及纤维增强材料（FRP）布对混凝土的被动式约束，对轴压下FRP布约束混凝土圆柱试件的受力行为进行分析，研究FRP布与混凝土的相互作用以及纤维含量对约束混凝土极限强度和极限应变的影响。结果表明：非线性有限元分析结果与实验结果吻合良好，非线性有限元分析可较好预测FRP布约束混凝土柱的轴心受压性能；随着FRP布层数的增加，FRP布约束混凝土的极限强度和极限应变提高，FRP布对混凝土的约束作用明显增强；FRP布对混凝土约束力主要在混凝土屈服后发挥。根据实验和有限元分析结果，得到约束混凝土极限强度和极限应变与纤维约束特征值的关系。     

冻融作用下纤维土抗剪强度影响因素试验研究

为研究冻融循环作用对纤维土抗剪强度的影响,以东北季冻区的某工程黏土为研究对象,通过正交试验,分析纤维掺量、纤维长度、冻融循环次数3个因素对聚丙烯纤维土抗剪强度的影响规律,经过综合分析得到纤维长度为9 mm,纤维掺量为3‰的最佳组合方案;通过对比试验得出冻融作用下纤维土抗剪强度指标的变化规律。研究结果表明:纤维土黏聚力较素土有一定的提升,且提升效果随冻融次数的增加更显著;内摩擦角随冻融次数的增加出现先增大后减小的现象。     

冻融循环下纤维水泥改良风积沙NMR试验研究

新疆和若铁路沿线属于季冻区,路基基床表层采用玄武岩纤维加筋水泥改良风积沙填筑时,运营期间会长期受冻融循环的影响.为了研究冻融循环作用对玄武岩纤维加筋水泥改良风积沙微观结构的影响,对其进行0,4,7,10,14和18次冻融循环条件下的核磁共振试验,单次冻融循环的冻结和融化时间均为12 h,冻结温度和融化温度分别为?20℃...     

CF纤维混凝土的性能试验与研究

介绍CF纤维混凝土的特性及在改善隧道结构耐久性方面的作用。     

高强混凝土受压损伤过程红外辐射特征试验研究

利用红外热像仪观测高强混凝土试件加载过程中红外热辐射情况,研究高速铁路无砟轨道及基础工程混凝土结构受压损伤过程红外辐射特征.结果表明:混凝土试件在荷载作用下向外辐射的红外热量随应力增加而增加;加载初期试件表面温度均匀上升,中期低温区存在升温-降温-再升温的反复过程,加载后期温度上升速度加快,临近失稳前存在短暂的降温过程;整个试件加载破坏过程,高温区域包围低温区域的温度场是热像的主要特征;试块在破裂前,其红外热像会出现清晰的“高低温边界线”.因此利用红外热像技术,可对高速铁路无砟轨道及基础工程混凝土的损伤进行红外无损检测和安全监测.     

混凝土早期约束收缩开裂机理及试验研究

现浇混凝土结构早期开裂是工程中存在的普遍现象,裂缝对建筑物的正常使用、耐久性及结构安全都会产生不利影响。现有混凝土结构裂缝控制的失效准则是基于强度条件的失效准则,本文以断裂力学理论为基础,建立混凝土结构早期约束收缩开裂机理模型,提出早期约束收缩开裂的预测方法及具体步骤。在断裂模型中,应力强度因子及裂缝尖端张开位移试验室测定方法具有明显的尺寸效应,本文基于BP神经网络模型提出断裂参数的预测方法,采用改进型环形收缩试验验证模型的合理性,结果表明本文建立的混凝土早期约束收缩开裂理论模型对结构早期开裂时间的预测结果与试验结果有很好的一致性。     

玻璃、碳纤维布加固短纤维改性混凝土梁的性能研究

提出一种对纤维改性混凝土构件用碳纤维布与玻璃纤维布混杂加固的新方法,通过建立不同材料本构方程,对单层及双层加固模型做了非线性有限元数值计算。分析了在不同加固形式下,加固梁弯曲刚度及初裂荷载与极限荷载情况,将计算结果与试验结果进行了对比。结果表明非线性有限元计算与试验吻合较好,混凝土中掺入杜拉纤维和钢纤维,可以延缓混凝土构件微裂缝的出现,提高混凝土材料的强度。同时,混杂加固具有良好的混杂效应,碳纤维布高强度的特点得到充分发挥。     

碳纤维约束混凝土圆柱本构关系参数确定方法研究

通过收集和分析国内外大量圆形截面碳纤维约束混凝土试件的试验数据,发现不同文献在碳纤维约束混凝土试件破坏时的实测拉断应变存在较大的系统偏差,从而导致由约束强度fl来确定其强度和应力—应变表达式中的有关参数取值不具有通用性。认为,碳纤维对试件的约束刚度Cj和混凝土特性决定了应力—应变曲线的形式,而碳纤维拉断应变仅决定了曲线的终点。     

混杂纤维混凝土耐高温性能试验研究

采用液化石油气燃烧模拟火灾,对混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维)混凝土高温力学性能及抗爆裂性能进行了研究.试验结果表明,混杂纤维的掺入对改善混凝土的耐火性能起着显著的功效,提高了混凝土火损试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度.在高温下,混杂纤维能有效地阻止混凝土产生爆裂,并能较好地保持混凝土的完整性.     

约束混凝土柱的轴压性能研究

通过9种不同材料分别约束低强混凝土、高强混凝土、橡胶混凝土短柱的轴心受压试验,研究了约束混凝土柱的承载性能,给出了约束混凝土柱的荷载与纵向应变关系曲线。研究结果表明,外裹材料对低强混凝土柱的承载力影响比对高强混凝土柱的影响要大,约束低强混凝土柱时承载力和延性比约束高强混凝土柱时提高幅度大。CFRP-PE管、CFRP-PVC管和CFRP约束混凝土柱的承载力提高较大,这种复合管材可用来开发新的约束混凝土柱。     

冻融循环对混凝土质量损失及相对动弹模量影响的试验研究

增强混凝土的抗冻性能指标是提高极端环境下混凝土耐久性的关键.本文通过加强试件制作过程中引气剂含量的精确控制及采用先进的混凝土自动冻融试验机实现试验方案的改进,深入研究10种混凝土强度等级、8种抗冻等级的试块的冻融循环次数与混凝土质量损失及相对动弹模量的定量关系.研究结果表明:混凝土的强度等级越高其抗冻融循环的能力越强;混凝土的抗冻能力与引气剂的含量密切相关;C25及以下强度等级混凝土经历300次冻融循环、质量损失和相对动弹性模量损失可满足要求,C30及以上混凝土经历350次冻融循环可满足要求.     

高温作用后混凝土强度与变形试验研究

对86个混凝土试块在常温～1000 ℃范围内温度作用后，进行了强度与变形试验和理论分析工作，主要包括混凝土抗压强度、抗拉强度、轴心抗压强度及弹性模量等几个方面．探讨了高温作用后混凝土强度和变形的变化规律，着重分析它们与作用温度的相互关系，并建立简明的数学表达式．     

弹性材料改性高强混凝土轴心抗压强度的试验研究

高强混凝土由于其高工作性能被广泛地应用于工程建筑中,但高脆性限制其进一步发展;掺入适量的聚丙烯纤维、钢纤维或者混杂纤维可明显改善高强混凝土的力学性能;在高强混凝土中掺入一定量的橡胶粉,可改善混凝土的脆性,提高延性.通过将一定量的橡胶粉、聚丙烯纤维和钢纤维掺入高强混凝土中,研究各种混凝土的破坏形式,以及轴心抗压强度的变化,探讨三种弹性材料对高强混凝土性能的影响.