公路工程用三维复合排水网拉伸力学性能试验研究及思考

本文通过8个生产厂家的同规格三维复合排水网的拉伸力学性能比对试验,研究分析了复合排水网拉伸断裂强度和断裂伸长率对其实际使用性能的影响,以期解决多年来工程界在选取拉伸断裂强度时的争议。结果表明,在复合排水网的拉伸试验过程中,拉伸力-伸长曲线呈现典型的三阶段变化特点,在不同的伸长率下出现2个拉力峰值,必须同时对复合排水网的拉伸断裂强度和伸长率指标进行要求,才能保证拉伸断裂强度选取的唯一性,也才能达到选用材料的实际导排效果;建议相关部门在制定该类产品的技术标准时,增加对其最大力伸长率的要求,避免由于施工选材不当导致的工程安全隐患。     

桥梁支座防护橡胶与Qtech纯聚脲耐介质腐蚀性能的研究

通过拉伸试验和ATR-FTIR研究了天然橡胶、氯丁橡胶、超高阻尼橡胶等桥梁支座防护用橡胶材料以及喷涂型防护用纯聚脲材料(Qtech系列)的耐介质腐蚀性能,探讨了材料在5%H2SO4、5%NaOH和海水中浸泡30~120d后的拉伸强度、断裂伸长率和硬度等力学性能以及分子内部结构的变化规律。力学性能研究结果表明,Qtech纯聚脲的耐介质腐蚀性能与橡胶材料相当,经5%H2SO4、5%NaOH和海水浸泡120d后拉伸强度分别下降了16.36%、8.13%和5.11%,断裂伸长率分别下降了10.49%、14.31%和12.34%,硬度变化幅度极小。FTIR微观结构研究结果表明,老化前后Qtech纯聚脲材料的表面化学键有小部分断裂,但分子内部结构变化不大。     

汽车用TRIP高强度钢板的成形行为试验研究

对冷轧TRIP600钢板在单向拉伸、双向拉伸和平面应变变形模式下的成形行为进行试验研究,在此基础上建立描述TRIP效应的计算模型,并用扫描电镜方法分析TRIP钢变形过程中微观组织的变化。试验结果表明:在单向拉伸、双向拉伸和平面应变中,平面应变最有利于TRIP效应的发挥,双向拉伸次之,单向拉伸最不利。     

土工合成材料拉伸特性试验研究

土工合成材料抗拉强度和变形特征是其重要特性指标,一般可通过无侧限压力条件下的室内土工合成材料拉伸试验测定。实际工程中,土工合成材料是在土中侧限压力条件下发挥作用,其强度指标与实验室无侧限压力条件得到强度指标的差异目前尚无定论。通过自制多功能拉伸试验仪对土工合成材料进行侧限压力下的室内拉伸试验,研究上覆压力、拉伸速率对3种土工合成材料拉伸性能的影响。结果表明:当有侧限约束时,随着上覆荷载的增大,土工合成材料割线模量提高,伸长率反而降低,其中格宾网伸长率的降低程度最大,达到84%;与无约束条件相比,侧限约束条件下单向塑料土工格栅和双向经编土工格栅拉伸强度提高,格宾网拉伸强度略有降低;无论拉伸速率多大,土工合成材料的伸长率在竖向荷载40 kPa时均降低,但降低幅度不大。由于筋材网格尺寸、材料性质不同会影响筋材和土的相互作用,故不同土工合成材料的拉伸特性受侧限约束条件的影响程度并非一样。最后根据试验结果,拟合出3种材料的拉伸强度与上覆荷载之间的线性回归方程。     

水泥砼双向拉伸弱化特性与路面板厚度设计验算标准

介绍了"砼双向拉伸强度的研究近况及研究结果,即砼的双向拉伸强度比其单向拉伸强度弱化15%～30%"。对建立以砼双向拉伸强度为准则的砼路面板设计方法具有参考价值。     

水泥砼双向拉伸弱化特性与路面板厚度设计验算标准

介绍了"砼双向拉伸强度的研究近况及研究结果,即砼的双向拉伸强度比其单向拉伸强度弱化15%～30%".对建立以砼双向拉伸强度为准则的砼路面板设计方法具有参考价值.     

土工格栅蠕变后拉伸性能试验研究

土工格栅的蠕变是影响加筋土结构安全的重要因素,经过蠕变后的土工格栅在各项拉伸性能上会有变化,为了确定土工格栅在蠕变后各项拉伸指标的变化,进行了1 000h的室内蠕变试验,并设置了4种不同荷载级别。通过记录卸载后土工格栅的收缩应变,得出收缩应变随时间变化的3个阶段和各应力水平下的残余应变。拉伸试验结果表明:2%和5%伸长率的拉伸强度随蠕变时所受应力水平的增加而增加,断裂伸长率和极限拉伸强度随着蠕变时所受应力水平的增加而降低,并且在60%应力水平下极限拉伸强度降低了17.3%。     

环氧树脂/聚氨酯改性乳化沥青的强度和柔韧性

为进一步确定水性环氧树脂、水性聚氨酯及其复合改性乳化沥青黏结料自身强度和柔韧性,制备了不同水性环氧树脂、水性聚氨酯掺量下的改性乳化沥青黏结料,并进行对比分析和研究。结果表明:水性环氧树脂能有效提高改性乳化沥青的高温拉伸强度,水性聚氨酯能优化改性乳化沥青的低温断裂伸长率,改善其柔韧性。在不同条件下老化后,水性环氧树脂/聚氨酯复合改性乳化沥青的拉伸强度保持率和断裂伸长率保持率均在83%以上,表现出良好的耐老化性能。     

钢桥面环氧铺装超固封层预养护技术应用

为抑制钢桥面环氧铺装早期病害的发育,恢复桥面的密水性能和抗滑性能等,对超固封层材料的力学性能、路用性能和施工可行性进行试验研究。试验结果表明：1)超固封层材料在20℃条件下胶凝时间为200 min,在23℃条件下的拉拔强度超过5.34 MPa,在25℃条件下拉伸强度平均值为9.1 MPa,断裂伸长率平均值为46.9%;2)在干态和湿态状况条件下,超固封层具有优异抗滑性能;3)实体工程应用显示,超固封层未新增早期病害,抗滑性能、密水性能等使用状况较好,未出现掉皮、开裂等不良现象。     

灌浆波纹管装配式桥墩双向拟静力试验

为了解决桥墩与承台的装配式连接问题,提出金属波纹管和超高性能灌浆料的预制拼装桥墩方案。首先考虑施工方式和加载方向参数的影响,以某地铁高架桥为工程原型设计4个试件,然后采用水平单向和双向拟静力试验方法,对比分析金属波纹管节段拼装桥墩和整体现浇桥墩抗震性能的差异,最后探讨双向压弯作用下的极限承载能力验算方法。试验结果表明：灌浆波纹管试件塑性铰区纵筋出现拉断而不是纵筋拔出,说明灌浆波纹管的钢筋连接方式可靠;灌浆波纹管连接节段拼装桥墩损伤过程、破坏模式与整体现浇桥墩总体上接近,主要抗震性能指标的差异较小,认为抗震性能与整体现浇试件的抗震性能接近,表明灌浆波纹管连接是一种可行的装配式桥墩与承台的连接方式;相对于单向加载试件,双向加载的钢筋混凝土试件RC,最大水平力下降11%,极限位移下降18%,双向加载的预制拼装试件最大水平力降低11%,极限水平位移降低15%,残余位移增大了20%,试件损伤程度更为严重,说明在水平双向荷载受力下,整体现浇试件和节段拼装试件有着明显的双向荷载耦合效应;双向压弯作用下截面的弯矩计算方法能够较准确地校核节段拼装墩的极限承载能力。研究成果可为节段拼装桥墩的抗震设计和抗震分析提供参考。     

无定向导线在广州地铁测量中的应用

由于点位变动、破坏等原因,会遇到已测设的定向附合边精度不再满足规范规定或附合边不再存在的问题。在无法或无需重新测设附合边的情况下,就只能采用无定向导线测量形式。结合广州地铁测量案例,介绍了无定向导线的计算方法和精度特点,对无定向导线在地铁的应用进行探讨。得出以下结论:1)用无定向导线复测精密导线网,可减少因定向附合边方位变动所引起的误差;2)用无定向导线确定盾构定向是一种有效且精度较高的方法,是地下定向测量的有效补充;3)用无定向导线进行区间贯通联测可提高控制点相对精度,有利于控制基标的测设和检测。     

温湿耦合作用下喷射混凝土孔隙结构与强度试验研究

为分析隧洞围岩温度和洞室环境湿度对喷射混凝土细观孔隙结构特征及单轴抗压强度的影响，采用室内CT扫描和无侧限压缩试验的方法，测试不同围岩温度、湿度条件下喷射混凝土细观孔隙结构的分布特征和单轴抗压强度，建立基于细观结构参数的喷射混凝土单轴抗压强度预测模型。研究结果表明： 1）低湿环境（湿度25%）下，高岩温诱发喷射混凝土孔隙结构和力学性能劣化，温度越高劣化影响越显著，喷射混凝土单轴抗压强度可采用Schiller模型预测； 2）高湿环境（湿度95%）下，60 ℃岩温是喷射混凝土力学性能和孔隙结构特征发生劣化转变的临界温度； 3）引入相对湿度影响系数建立的高湿环境喷射混凝土抗压强度预测模型，其预测结果与试验结果较吻合。     

复杂应力状态下的钢筋混凝土桥墩抗震性能研究

文中以玉湛线高速路中实桥桥墩为原型建立桥墩三维有限元仿真模型,模拟地震组合荷载作用下桥墩结构响应,分析抗震性能影响因素及有效抗震措施.主要研究在双向地震作用、上部结构恒载活载等组合荷载作用下的结构响应基础上,桥墩弯、剪、扭复杂应力状态下的抗震性能及其影响因素,包括塑性铰区抗剪强度、墩顶位移、含箍率,以及轴压比对钢筋混凝...     

基于可靠度的钢筋UHPC受弯梁材料分项系数研究

为确保规范的计算公式满足可靠度要求,对在编《公路桥涵超高性能混凝土应用规范》正截面抗弯承载力表达式中的UHPC材料分项系数进行分析与校准。基于现有文献,收集整理中国共648个UHPC抗压强度、210个抗拉强度和53根受弯梁的试验数据,得到相关变量的统计参数。随后建立4 158根UHPC受弯梁的计算空间,采用蒙特卡洛模拟对其进行可靠指标计算与敏感性分析,考察截面类型、材料强度、截面纵筋率及活恒载效应比等参数对钢筋UHPC受弯梁可靠指标的影响。基于分析,对计算空间进一步细分,以截面纵筋率为0.05、活恒载效应比为0.05~0.5的T形梁截面可靠指标均值达β_T=4.2为目标,校准钢筋UHPC梁受弯状态下的UHPC材料分项系数。研究结果表明：抗力统计参数中,UHPC抗压强度、抗拉强度以及梁抗弯承载力计算误差均不拒绝正态分布;受弯状态下UHPC梁截面可靠指标主要受活恒载效应比与截面纵筋率的影响,而材料强度影响较小;活恒载效应比越低,截面纵筋率越高,其可靠指标越低;当活恒载效应比从0.05升至1.0时,可靠指标提升幅度较大;且活恒载效应比大于0.5时,可靠指标均高于4.2。当截面纵筋率从0.005升至0.05时,可靠指标下降较为明显;而当截面纵筋率高于0.05后,可靠指标几乎保持不变;同等条件下,矩形截面梁的可靠指标要稍高于T形截面梁;建议钢筋UHPC梁受弯状态下的UHPC材料分项系数取值为1.3。     

隧道近距大节理硬脆性围岩破裂机理

为揭示近距大节理硬脆性隧道围岩的破裂机理,采用含天然节理的流纹岩开展双轴压缩试验,获得围岩应力分布特征及渐进破裂过程。PFC2D离散元颗粒流程序模拟了节理围岩和完整围岩在双轴压缩作用下的变形及破裂特征,并与室内试验结果进行对比分析。研究结果表明：双轴压缩作用下,含天然节理的隧道试样表现出显著的脆性破坏特征,节理面起裂发生滑移错动,拱顶和底板围岩逐渐拉裂,宏观破裂面穿过大节理并向隧道拱脚、边墙和试样边界扩展,造成试样的最终失稳破坏;PFC2D数值模拟结果显示,大节理面附近裂隙集中发育,并迅速扩展形成与节理大角度相交的破裂面,试样峰前破裂过程短暂,峰后裂隙加速扩展而承载力急剧下降,数值模拟与试验结果吻合;近距隧道大节理显著影响硬脆性围岩的破裂模式,大节理的剪切滑移引发试样的宏观破裂,靠近大节理的拱脚十分破碎,而边墙则形成“V”形破碎区。研究成果为节理隧道围岩的支护设计和防灾减灾提供参考。     

网格尺寸对格栅-砂-黏土界面特性影响的离散元分析

为研究网格状带齿加筋砂垫层体的优化尺寸,通过采用二次开发的椭球形颗粒模拟砂土、平行黏结模型模拟筋材,建立了基于PFC^3D颗粒流数值模型,系统分析了筋材横肋间距、齿筋高度及长短轴比3个变量对拉拔抗力的影响,揭示了筋土之间的相互作用机理。结果表明:拉拔位移较小时,3个变量对拉拔阻力基本无影响;随着拉拔位移的增大,齿筋阻力、横肋阻力及纵肋阻力逐步发挥;在相同的孔隙率和砂层厚度下,网格的最优尺寸为6d₅₀,齿筋的最优高度为1.2d₅₀。研究成果可为土工格栅在工程中的应用提供借鉴。     

盾构隧道纵向接头抗拉性能试验

盾构隧道纵向在受到如地震、纵向地层变形等因素影响时,可能发生环缝张开,使得纵向接头在受拉时更容易破坏。为研究大断面盾构隧道纵向斜螺栓接头在拉拔过程中的受力变形特征及破坏过程,采用自主研制的接头螺栓拉拔装置,开展了1：1接头足尺抗拉性能试验,分析了管片纵向接头在不同加载方式及荷载工况下,管片混凝土应力分布、螺栓应力分布及传递、结构声发射信息和接头最终破坏模式等特征。研究结果表明：斜螺栓纵向接头在拉拔过程中会对管片纵向接缝面及外表面的应力分布产生影响,对管片内表面的应力分布影响较小;纵向斜螺栓在顺向拉拔过程中,未能充分发挥其承载能力,而在垂直接缝面的拉拔过程中,螺栓与套筒、管片内部混凝土的破坏基本保持同步,可充分发挥其承载能力,与混凝土强度配合较好;螺栓拧进套筒的程度影响纵向接头的抗拉拔能力,拧进程度越大,螺栓与套筒的联结能力越强,越能发挥纵向接头的抗拉拔能力;结构最终破坏模式是螺栓、套筒及混凝土间的联结失效,破坏具有突发性,顺拔工况下,纵向接缝面会在孔口周围发生近外表面的锥体破坏,垂直拔工况下,套筒内部螺纹被挤压破坏,因此,可采取提高套筒强度、加强套筒周围配筋等措施以进一步改善纵向接头的整体性能。     

富力桃园大桥箱梁合龙区域裂缝成因分析及加固

广州市富力桃园大桥合龙区域箱梁底板预应力张拉时,较多纵向裂缝出现在箱梁底部。通过现场勘察和计算分析,发现钢束实际产生的向下拉力远大于理论值。实际荷载作用下箱梁底板横向承载力不足及过大的拉力拉断钢束孔道侧壁,导致裂缝的产生。采用粘贴钢板法和反力梁法局部加强该区域,大桥维修加固后状况良好。