高弯拉强度水泥混凝土早期干缩变形性能研究

主要研究了水泥用量、胶凝材料类型、引气量、砂率等因素对混凝土干缩变形的影响。混凝土试件尺寸采用100 mm×100 mm×515mm,试验在控温控湿箱内进行,通过控温控湿箱的自动调节功能,设定目标温度和湿度过程,湿度按要求自动调节,利用千分表观察试件干湿变形值。湿度变化过程如下:从当前湿度用30 min升到相对湿度99%,恒定180 min,读取初值;用30 min降低湿度到10%,恒定180 min,读取终值;再用30 min升高湿度到99%,恒定180 min,读取初值,如此进行3个循环。试验结果表明:随水泥用量的增加,混凝土早期干缩变形增大;单掺硅灰的混凝土早期干湿变形大,单掺粉煤灰和混掺硅灰与粉煤灰的混凝土差别不大;3 d龄期的混凝土含气量越大,干湿变形也越大;28 d龄期以后,在含气量小于6.8%的情况下,干湿变形随含气量的增加而减小,而当含气量达到10%,干湿变形又呈现增大的趋势。     

固化粉煤灰试验研究

对粉煤灰加入固化剂进行试验研究,分析了不同配比、龄期、养护温度以及掺入水泥对固化粉煤灰的无侧限抗压强度的影响;分析了不同配比、龄期对固化粉煤灰的抗剪强度的影响;通过对不同配比的固化粉煤灰进行抗冻试验,研究了固化粉煤灰的抗冻性能。试验结果表明,固化粉煤灰具有良好的耐久性、稳定性,浇注后强度稳定增长,尤其中、后期强度较高,对于工程是有益的。因此,固化粉煤灰作为三背回填材料是可行的。     

基于粘弹塑性理论的沥青路面车辙分析

应用粘弹塑性理论,研究了沥青混合料一维粘弹塑性本构关系,并运用ABAQU软件建立了柔性基层沥青路面车辙分析的有限元模型,研究了路面车辙的发展规律,经环道试验进行了验证。结果表明:荷载作用初期路面车辙发展较快,而后期车辙发展较慢;路面永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占15%~30%;随着沥青层厚度增加,车辙增加,但增加幅度逐渐减小;从表层开始沥青层的变形率随深度的增加而逐渐变大,在8 cm处变形率达到最大值,之后逐渐减小;沥青路面车辙主要产生在结构深度20 cm深度范围以内,尤其在4~12 cm之间。另外,进行了重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴载换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.9。     

高速公路水泥稳定碎石基层抗裂设计方法研究

针对目前水泥碎石基层的应用现状,分析了水泥碎石基层沥青路面产生反射裂缝的成因,并结合强度、干温缩变形性能提出了综合抗裂指数的抗裂评价指标。结合某高速公路工程建设实际,采用综合抗裂指数对水泥碎石基层设计级配进行了评价,并据此对该高速公路水泥稳定碎石基层进行了优化设计。研究结论表明采用综合抗裂指数评价水泥碎石基层的抗裂性能是一种很关键的指标。     

钢桥面沥青铺装层裂缝病害分析

为更准确地反映钢桥面沥青铺装层的裂缝尖端应力场特性及认识其扩展规律,以断裂力学为基础,研究了钢桥面沥青混凝土铺装层裂缝的形成及扩展机理。提出采用20节点等参单元、裂缝奇异单元,建立了铺装层线弹性断裂力学有限元模型,通过裂缝尖端应力强度因子的计算,研究了钢桥面沥青铺装层破坏情况对裂缝扩展的影响。研究表明,裂缝扩展的形式和速率受到铺装层开裂的长度和深度影响,应在其扩展到最不利情况前及时修补。     

影响塑料发泡颗粒轻质土强度的因素及其试验研究

利用室内试验方法,对水泥掺入量、塑料发泡颗粒体积含有量、养护龄期、养护环境等因素对塑料发泡颗粒轻质土强度发挥的影响进行了分析,得到了塑料发泡颗粒轻质土的强度发挥在各种不同因素影响下的变化规律。结果表明,轻质土的强度随轻质土中水泥含有量的提高及龄期的延长而增长,可以用指数函数描述轻质土强度与龄期、水泥含有量之间的相关关系;增大轻质土中塑料发泡颗粒体积比,引起轻质土的强度下降;水下环境对轻质土的强度发挥不利,为利于轻质土的强度发挥,在工程应用中应考虑采用有效的排水措施或尽量在水上部位使用。     

小样本条件下混凝土强度代表值的确定

针对小样本混凝土强度代表值确定时不能利用数理统计模型的问题,引入了信息扩散原理,提出了小样本条件下混凝土强度代表值确定的实用计算模型。2个混凝土强度检测案例的计算结果表明,利用《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98)进行灌注桩芯样混凝土强度代表值确定,得到的代表值保证率在95%左右波动,具有不确定性;利用《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS 02:88)进行单一构件混凝土强度推定,推定值的保证率小于95%,对结构的可靠性鉴定而言是偏于不安全的,应引起试验检测人员的充分重视。     

基于汽车道路作用空间与公路车辆当量换算系数的研究

以运行车辆为质点,提出采用汽车道路作用空间的物理分析方法来研究车辆当量系数换算问题。建立了车辆道路作用空间模型,通过大量试验数据分析和应用随机场论的分析方法,研究确定了汽车在运行过程中所表现出的横向、纵向道路作用空间特性以及与道路、交通和车型等相关因素的定量数值,并由此推算出了基本车辆当量换算系数,和基于不同公路服务水平条件下的车辆当量换算系数。     

水平隧道火灾通风纵向控制风速的合理确定

针对2种等宽度、不等高度的水平隧道模型,借助CFD技术分析了环境温度、火灾热释放强度、断面形状对临界风速的影响。选择断面水力高度为特征尺寸,获得2种隧道模型对应的量纲一的临界风速随热释放强度的变化关系,且其与缩尺模型试验及全尺度试验结果相比均具有较好的一致性;并基于CFD模拟结果,分析了Kennedy公式的不足。结果表明,大型隧道火灾通风纵向控制风速的确定过程中应避免使用Kennedy公式计算临界风速。     

预应力混凝土斜交空心板正截面强度计算研究

采用有限元方法对预应力混凝土斜交空心板进行非线性全过程仿真计算分析。通过多种工况的计算比较发现,达到极限状态时截面的破坏形式、极限承载力随荷载形式不同有一些差别,并得出预应力混凝土斜交空心板的最小的荷载工况,在此基础上,提出了预应力混凝土斜交空心板正截面强度计算公式,可供工程设计参考使用。