再生粗集料混凝土单轴受压本构关系试验研究

可再生粗集料混凝土作为新型绿色建材已成为国际学术界研究的热门话题,并获得具备广泛发展前景的新技术研究成果。通过对掺有不同再生粗集料颗粒替代率的再生粗骨料混凝土进行单轴抗压试验和应力-应变试验,得出再生粗集料颗粒掺杂度对试验材料本构模型的影响,并深入研究再生粗集料颗粒掺杂度对于试块的抗压能力、弹性模量、峰值应力以及极限应变等的变化规律。试验结果表明：再生粗集料替代率为30%时,粉煤灰再生粗集料混凝土的抗压强度指标优于试验中其他替代参数;在再生粗集料替代率为20%的混凝土中掺入适量粉煤灰后,其峰值应变增加0.042、极限应变增加0.191,效果最为显著。根据试验结果拟合出再生粗集料混凝土本构模型,此本构关系对描述再生粗集料混凝土试块受压变化规律效果良好;通过对试验数据进行分析,得到再生粗集料混凝土本构参数与再生粗集料替代率的关系。     

高强混凝土高温性能研究进展

对近年来高强混凝土高温性能的研究成果进行了综述与分析,包括热工性、高温下和高温后力学性能以及高强高性能混凝土的爆裂性能。其中,高强混凝土热工性能方面的研究成果较少且研究结果离散性较大;高强混凝土力学性能方面的研究主要集中于抗压强度、抗拉强度、变形性能、弹性模量、泊松比、应力-应变关系等,而对高强混凝土结构、构件高温力学性能和温度场分析方面的研究较少;高强高性能混凝土爆裂方面的研究多集中于爆裂规律和爆裂抑制措施,对爆裂机理和微观结构的研究较少。本文分别从3个方面指出了高强混凝土高温性能研究中存在的问题和今后的研究方向,为深入研究高强混凝土的高温性能提供参考。     

高温荷载下植筋加固CRTS Ⅱ型板式无砟轨道变形及损伤规律

采用拉拔试验,研究不同强度等级混凝土基材内销钉与混凝土的黏结应力-滑移本构关系,并将其应用于植筋加固CRTS Ⅱ型板式无砟轨道有限元模型,分析高温荷载作用下植筋加固对无砟轨道变形及损伤的影响规律.结果表明:销钉与混凝土的黏结性能与混凝土强度有关,C30混凝土和C55混凝土试件中销钉与混凝土的黏结应力-滑移本构关系分别可...     

耗散型材料的本构关系理论

本文讨论了最小耗能原理在建立耗散型材料本构关系方面的应用问题。具体导出了广义规范材料的本构关系，塑性位势理论、Ｂｉｎｇｈａｍ体及Ｍａｘｗｅｌｌ体的本构关系。     

钢筋混凝土柱抗车辆侧向冲击研究

从实车碰撞试验、混凝土结构及构件抗侧向冲击试验模拟和数值模拟研究等方面系统总结国内外学者在钢筋混凝土(RC)柱抗车辆冲击问题的最新进展。在此基础上,分析现有落锤试验技术在研究车辆冲击问题中的不足,针对柱易遭受车辆碰撞部位冲击加载的试验方法,提出采用可溃缩变刚度锤头模拟车辆碰撞。在RC柱抗车辆冲击分析中,混凝土本构模型参数在低速冲击条件下的动态校准,车辆冲击荷载的合理简化也应是今后研究的重点。     

不同钢纤维含量RPC材料受压力学性能研究

通过单轴受压强度试验和变形特性试验,研究不同钢纤维体积含最活性粉末混凝土的基本力学性能与本构关系.研究结果表明:纤维体积含量在1.50%～1.75%之间变化时,活性粉末混凝土的轴心抗压强度和峰值应变无明显变化,当纤维体积含量超过1.75%后,轴心抗压强度和峰值应变明显提高;活性粉末混凝土的受压破坏过程包括裂缝稳定扩展、裂缝失稳扩展、多条裂缝贯通和纤维粘脱4个阶段.结合试验曲线,推导出不同钢纤维体积含量活性粉末混凝土统一的单轴受压本构方程.     

L形钢管混凝土柱轴压工作机理的研究

在参考常用的方形钢管混凝土柱核心混凝土本构关系的基础上,提出采用等效约束效应系数ξDB来考虑异形钢管对混凝土的约束作用,建立了适用于L形钢管混凝土柱的核心混凝土本构关系,利用有限元软件ABAQUS建模对L形钢管混凝土柱轴心受压时的荷载-变形全过程进行了计算,计算结果与试验结果符合良好.在此基础上,对荷载-变形全过程中钢管和混凝土所承担的荷载及其相互作用力进行了分析,并考察了长宽比和宽厚比等因素对作用力的影响.     

钢纤维混凝土本构理论的研究,工程应用及发展

本文介绍了钢纤维混凝土本构关系的研究成果，介绍了钢纤维混凝土在国内外应用的概况，并展望了钢纤维混凝土的发展前景。     

基于损伤的混凝土全过程本构模型在工程中的几点应用

简叙了基于损伤的混凝土全过程本构模型，并根据该模型提出了一种简单明确的方法来直接确定混凝土全过程曲线上各特征点（弹性点、准弹性点、临界应力点、反弯点、拐点、曲率最大点等）及其损伤值数学表达式。概述了该本构模型用于大体积混凝土损伤特性的研究、试验数据的验证、结构物可靠性设计、安全性评价以及混凝土抗裂性能分析等应用情况。     

高速铁路隧道结构缺陷致灾机理研究的关键科学问题

以高速铁路隧道健康服役重大需求为出发点,对高速铁路隧道缺陷结构检测及特征、动力荷载特征、力学行为及其动力损伤本构模型、动力响应规律、服役状态演变规律及服役性能评估等方面进行研究;指出研究中的难点:复杂形态隧道缺陷结构表征特征,衬砌裂纹扩展机制及龟裂块体结构的联动作用规律,典型缺陷结构的动力损伤本构模型构建,含缺陷高速铁路隧道三维精细仿真模型构建,以及高速铁路隧道服役状态评价体系的构建和安全阈值的识别;同时指出高速铁路隧道缺陷结构的受荷模式及动力荷载特征、缺陷结构体动力响应规律及其损伤特性、含缺陷高速铁路隧道结构状态从"缺陷→病害→致灾"的演变机制是研究中的关键科学问题。针对研究中的关键科学问题和研究难点分别提出拟采取的解决方法。     

隧道振动响应研究进展

阐述铁路隧道振动产生原因和传播特点.从理论分析模型、隧道结构振动响应、隧道地基土振动响应、环境振动响应及减振措施等方面,综述铁路隧道振动问题研究的进展.认为目前研究中存在的主要问题是:计算模型不完善;缺乏对隧道结构长期动力特性的研究、对高速铁路隧道动力响应的试验研究;减振措施缺乏针对性.指出今后的研究工作重点应是:将材料损伤本构关系引入到隧道振动响应数值模型中,建立以轨道、隧道和围岩为一体的、考虑结构损伤在内的完整数值模型,并在此基础上分析研究隧道结构长期动力特性;针对高速铁路隧道开展现场测试、动力模型试验;采用数据分析与模拟试验相结合的方法,研究各工况的环境振动响应,提出针对不同地层和结构埋深的最优减振措施.     

断裂能与统一损伤加载面描述的混凝土本构模型

构建一个混凝土损伤本构模型,研究目的为解决现有模型中存在的损伤演化、双轴强度与网格尺寸依赖性问题。基于试验观察,提出符合实际的压缩损伤演化方程;在不可逆热力学的框架下,利用当量转化应力状态的方法,在应变空间构造统一损伤加载面,以表达混凝土的双轴强度;借助断裂能对损伤阀值正则化的方法,以合理反映应变软化过程中的能量耗散,并达到消除网格尺寸依赖性之目的。采用编制的程序,对单轴与双轴加载、四点弯非比例加载等混凝土试验进行数值计算,验证了模型的合理性与有效性。研究结果表明:模型不仅解决了上述存在的问题,而且具备在较复杂应力路径下预测结构的承载力、变形及裂缝扩展的能力,可为混凝土结构的定量评价提供支持依据。     

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。     

隧道衬砌弹塑性损伤模型建立与应用研究

研究目的:《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)虽然已经施行多年,但还未见有文献运用其中的混凝土损伤本构关系对工程结构进行数值模拟计算的实例,这无疑是工程设计领域的一种不足或缺陷。因此,通过理论推导建立动载长期作用隧道衬砌结构弹塑性损伤模型,并进行二次开发及损伤模型验证是必要的。研究结论:(1)根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中建议的混凝土损伤本构关系方程,推导并建立了微分形式的拉、压损伤演化方程;(2)编写了混凝土弹塑性损伤本构模型的相应计算程序,并在有限差分软件FLAC3D软件平台上进行了二次开发及损伤模型验证;(3)采用开发的混凝土损伤模型对高速铁路隧道在不同行车速度和不同围岩级别下的动力响应进行了系统的分析计算,通过结构的损伤分布直观地了解衬砌结构的受力特点及损伤特性,明确结构的危险部位;(4)本研究成果可对动载长期作用下弹塑性损伤隧道设计提供指导。     

圆钢管混凝土结构受力性能与设计方法研究

以常温和高温(火灾)下圆钢管混凝土结构受力性能为研究对象,进行常温和高温下混凝土多轴强度准则和本构关系、常温和高温下圆钢管混凝土轴压短柱的受力机理、常温下钢管混凝土偏压柱受力性能、常温下钢管混凝土试件受力性能试验、以及常温和高温(火灾)下钢管混凝土结构非线性有     

板式轨道充填层自密实混凝土的动态力学特性

为掌握高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层自密实混凝土(SCC)在高速列车等动载作用下的力学特性,采用Ф75mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验方法,研究充填层SCC在10~100 s~(-1)条件下的动态力学性能,并基于应变等价性假说和统计损伤理论建立充填层SCC动态本构模型。研究结果表明:随着应变率增加,SCC的破碎程度增大;SCC的峰值强度、峰值应变和比能量吸收均随应变率的增大而增大,表现出明显的应变率敏感性,且其应变率敏感性大于普通混凝土;建立的动态本构模型可用来描述SCC在相应应变率下的应力应变关系。     

我国高速铁路轮轨关系相关技术探讨

结合我国高速铁路车辆运用实践及试验数据,探讨高速铁路轮轨关系发展中的相关技术。研究高速铁路晃车、横向加速度报警的影响因素,指出车辆晃车与横向加速度报警具有对立统一性,并提出轮轨匹配等效锥度是诱发车辆横向加速度报警的主要原因;阐述高速铁路钢轨波磨及动车组车轮多边形发展的特点及影响因素,初步指出造成钢轨波磨与动车组车轮多边形的原因是轮轨系统不良而诱发的耦合振动,二者具有明显的相生相伴特征;针对目前轮轨关系存在的技术问题,建议开展线路条件下的轮轨关系服役技术研究;为维持良好的轮轨关系,应充分结合动车组运用状态、线路运用状态以及动车组运营组织特点,制定合理的车轮镟修及线路打磨策略。     

方中空夹层钢管混凝土轴压构件的理论研究

在确定了钢材和混凝土本构关系模型的基础上,采用数值方法,对方中空夹层钢管混凝土轴压构件的荷载—变形关系曲线进行了计算,计算结果和试验结果吻合良好。     

无粘结预应力钢绞线锈蚀后力学性能研究

随着预应力混凝土结构的广泛应用,其耐久性问题已经成为普遍关注的研究课题.钢绞线作为无粘结预应力结构的关键材料,研究其锈蚀引起的耐久性问题具有较强的现实意义.本文采用钢绞线加速锈蚀试验,研究无粘结预应力钢绞线锈蚀后的力学性能,分析不同锈蚀程度对钢绞线的名义极限强度、名义屈服强度、名义弹性模量、伸长率的影响,建立锈蚀率与钢绞线名义极限强度、名义屈服强度,名义弹性模量和伸长率之间关系的数学表达式,提出锈蚀钢绞线的应力-应变本构关系.对比普通钢筋锈蚀后的力学性能,研究表明:钢绞线与普通钢筋相比,对锈蚀更为敏感.本文建议在无粘结预应力混凝土结构中更应该关注钢绞线的锈蚀问题.     

型钢加固钢筋混凝土梁弯矩-曲率关系的研究

根据材料(混凝土和钢材)的本构关系,对型钢加固钢筋混凝土梁的截面弯矩—曲率性能进行了分析,包括初始弯矩M1、型钢截面高度ha和原钢筋混凝土梁配筋率sρ等,继而对型钢加固钢筋混凝土梁的截面M-φ关系进行了较为系统的研究,为工程应用提供便利。