用ABAQUS模拟预测沥青混合料变形性能

为了研究沥青混合料在同一荷载、不同温度水平下的变形性能,以便减少工程试验工作量和成本,对AC-13型和SMA-13型沥青混合料圆柱体试件进行单轴静载蠕变试验。试验结果表明ABAQUS能够模拟预测沥青混合料的变形性能,具有良好的模拟效果。     

混凝土三点弯曲梁动态断裂破坏的扩展有限元分析

基于扩展有限元理论,模拟混凝土三点弯曲梁在不同加载速率下的断裂破坏过程,研究加载速率对混凝土三点弯曲梁断裂损伤特性的影响。结果表明,不同加载速率下混凝土梁的荷载-挠度曲线以及荷载-开口位移曲线均包含线性上升、非线性上升与非线性下降3个阶段,混凝土梁发生失稳断裂破坏所需的能量会随着加载速率的增大而增大。混凝土三点弯曲梁的应力强度因子增幅会随加载速率的增大而增大。不同加载速率下混凝土三点弯曲梁构件的损伤耗能发展全过程均可被划分为损伤初始阶段、损伤萌发与稳定发展阶段以及损伤不稳定阶段。     

沥青混合料疲劳性能影响因素研究

为保证沥青混合料的抗疲劳性能,采用3点弯曲疲劳试验研究了应力比、加载频率和沥青种类对沥青混合料疲劳寿命的影响规律。研究发现,不同结构类型的沥青混合料疲劳寿命随应力比增加而逐渐减小,相同应力比下,SMA-13的疲劳寿命至少是AC-13的1.4倍;沥青混合料的疲劳寿命随加载频率的增加而逐渐增加,同一加载频率下沥青混合料疲劳寿命减小幅度随应力比的增加不断降低;SBS改性沥青抗疲劳性能优于克拉玛依70号沥青,对改善沥青路面耐久性能作用明显。     

紫外光老化后沥青混合料路用性能非线性预测

为研究紫外光老化后沥青混合料路用性能衰减规律,运用Verhulst模型建立沥青混合料路用性能的非线性方程,利用Levenberg-Marquardt(LM)算法及最小二乘法分别对非线性方程参数进行估计,并通过不同室内紫外光辐照时间下AC-13和AC-16沥青混合料路用性能试验验证非线性方程的可靠性.结果表明:基于LM算法估计的非线性方程参数比最小二乘法更可靠,相应非线性方程能较准确预测沥青混合料路用性能,低温劈裂强度、动稳定度预测值与试验值最大误差分别为0.35%,7.64%(AC-13沥青混合料)及-0.81%,-11.45%(AC-16沥青混合料).在室内紫外光辐照194h(室外紫外光辐照2 871.2h),沥青混合料路用性能的紫外光老化速率和紫外光老化残余指数降幅明显,随着室内紫外光辐照时间增加,两者逐渐趋于稳定.     

基于MMLS3的改性沥青混合料高温稳定性研究

运用最先进的小型加速加载设备MMLS3(1/3model mobile load simulator)对常见的用于上、中面层的4种改性沥青混合料进行了高温稳定性试验,提出了适合中国的MMLS3室内加速加载的各项试验参数.通过研究改性沥青混合料的实际抗车辙性能,得出沥青混合料高温稳定性能的优劣顺序为:SBS橡胶复合改性SMA-13,SBS改性AC-20C,SBS改性AC-13C,SBS橡胶复合改性OGFC-13,岩沥青改性AC-20C.由于OGFC-13的大空隙结构,必然要在某种程度上牺牲其强度、抗剪切性能及耐久性,不建议在重交通的高速公路上使用其作为表面层.高温重载或超限地区应加强中面层的优化设计.MMLS3加载试验及常规动稳定度试验在衡量空隙率差距小的沥青混合料时,两者试验结果具有较好的一致性;而对于不同沥青混合料,当其空隙率差距大时,应根据需要选择合适的试验或评价方法.     

考虑端部缺陷的装配式建筑灌浆套筒力学特性研究

为解决装配式建筑构件节点连接施工时存在端部灌浆缺陷的受力性能问题，以肯尼亚内罗毕CBK基金大楼项目为研究背景，考虑全灌浆钢筋套筒端部存在灌浆缺陷对连接性能的影响，运用室内试验的方法，设计了6种不同工况进行了轴向拉伸试验，研究了钢筋直径、锚固长度和加载速率对极限承载力的影响。研究结果表明，试件的荷载-位移曲线均经历3个阶段，即加载初期的荷载线性增长阶段（Ⅰ阶段）、荷载非线性增加阶段（Ⅱ阶段）、荷载线性减低阶段（Ⅲ阶段），锚固长度减小会导致Ⅱ阶段缩短；随着锚固长度、钢筋直径的减小，加载速率的增加，灌浆套筒试件的极限强度不断降低，这3个因素对灌浆套筒的力学特性具有显著影响；相比于无端部缺陷的荷载位移曲线，存在端部缺陷时，同一工况下灌浆套筒试件的极限荷载会降低，表明存在端部缺陷时会加剧极限强度折减的不利影响。     

不同加载速率下钢筋混凝土梁力学性能试验研究

利用MTS电液伺服试验系统对钢筋混凝土梁进行不同加载速率下的力学性能试验,采用位移控制的单调加载方式,加载速率分别为0.1mm/s、0.5mm/s、1.0mm/s、5.0mm/s和10.0mm/s,研究加载速率对钢筋混凝土梁力学性能的影响,分析加载速率对钢筋混凝土梁破坏形式、荷载-变形曲线的影响,及加载速率对钢筋混凝土梁的开裂、极限、破坏荷载,开裂、极限、破坏位移以及延性和耗能能力的影响。结果表明：随着加载速率的提高,钢筋混凝土梁的裂纹分布更加均匀,且宽度逐渐减小;钢筋混凝土梁的开裂、极限、破坏荷载,开裂、屈服、极限位移和位移延性系数都随着加载速率的增加明显增大;随着加载速率的增加,钢筋混凝土梁的耗能能力得到显著提高。     

不同加载速率下CFRP加固混凝土梁动态力学性能试验研究

混凝土动态力学行为具有明显的率相关性,为此对CFRP加固混凝土梁试件开展了4种加载速率(0.1、0.01、0.001mm/s和0.0005mm/s)下的力学性能试验，通过位移控制的单调加载方式研究不同加载速率对CFRP加固混凝土梁试件的破坏过程、荷载-裂缝张口位移曲线、断裂能和延性指数的影响。基于实时、动态的声发射无损检测技术，对不同加载速率下CFRP加固混凝土梁断裂过程中的声发射参量进行识别和采集，从声发射角度分析了CFRP加固混凝土梁的受力特性。结果表明：低加载速率下，试件侧面预制缝附近伴有其他裂缝产生，且加载速率越低，其裂缝越明显；CFRP加固混凝土梁的开裂、极限、破坏荷载随加载速率的提高而增大；随着加载速率的提高，CFRP加固混凝土梁的断裂能和延性指数均明显增大；声发射累积振铃计数随加载速率的提高而增大。     

室内外老化沥青混合料动态模量评价

为对室内外老化条件下沥青混合料的动态模量特征进行比较和评价,按照北京市五环路上、中、下3个面层的结构与材料类型,在室内成型SMA-16,AC-25,AC-30沥青混合料试件,分别进行不同老化程度下的间接拉伸疲劳试验,根据时-温等效原理建立不同老化程度沥青混合料的动态模量主曲线,并与室外自然老化13a的沥青路面芯样进行对比,研究室内外老化的关系.结果表明:老化效应对沥青混合料动态模量的影响随试验温度升高而逐渐增强;沥青混合料动态模量对老化效应的敏感程度依次为:AC-25AC-30SMA-16;间接拉伸试验条件下3种沥青混合料室内外老化的动态模量主曲线差异不大,可以通过室内老化试验对室外路面沥青混合料的动态模量进行评价.     

沥青混合料松弛特性的时间-温度-老化等效关系

通过不同老化程度和不同温度下AC-13C型沥青混合料的应力松弛试验,结合时间-温度的等效关系原理和WLF公式分析,得到了不同老化程度沥青混合料的松弛模量主曲线簇及其黏弹性参数值;以材料黏度的自由体积理论为基础,推导出了沥青混合料的老化程度与温度、时间之间的等效关系式,并通过已有应力松弛试验数据进行了验证.结果表明:老化后的沥青混合料应力松弛特性可以用未老化沥青混合料在较低温度或较低荷载作用时间下的性能来分析.     

复合改性沥青混合料塑性变形的影响因素分析

沥青混合料塑性变形是沥青路面耐久性的重要组成部分,而影响塑性变形的因素有很多。该研究选用了三种复合改性沥青组成不同复合改性沥青混合料,在不同因素（沥青、集料级配、荷载作用次数、老化时间、试验温度）等影响下,对复合改性沥青混合料的塑性变形进行试验研究。研究表明,4%SBS/15%橡胶粉沥青混合料（AC-20）抗塑性变形能力与高温性能最好,4%SBR/15%橡胶粉沥青混合料（AC-13）最差。利用灰色关联理论对影响复合改性沥青混合料塑性变形的因素进行了评级。     

橡胶沥青混合料ARAC-20路用性能的研究

系统比较分析ARAC-20橡胶沥青混合料与AC-20改性沥青混合料的路用性能。采用直道加速加载试验研究不同厚度ARAC-20与AC-20抗裂性能;采用MTS进行疲劳试验研究2种沥青混合料的抗疲劳性能;采用马歇尔试验及冻融劈裂试验研究2种沥青混合料的水稳定性等。结果表明,相对AC-20改性沥青混合料而言,ARAC-20橡胶沥青混合料具有更好的抗裂性、水稳性和耐疲劳等性能。     

强度破坏点后岩石应力-应变曲线荷载速率依存性研究

利用3种试验方法对在强度破坏点之后处于低应力下的岩石应力-应变曲线的荷载速率依存性进行研究。首先,对三城目安山岩、稻田花岗岩和田下凝灰岩进行交替变换荷载速率试验,按一定应变间隔Δε,对同一个试样交替施加高低2种不同的荷载速率,得到对应于2种荷载速率的应力-应变曲线。试验结果表明,在破坏点之后仍可以清楚地观察到应力-应变曲线的荷载速率依存性。其次,对三城目安山岩和稻田花岗岩在恒定速率下进行循环加载卸载试验,得到了应力-应变曲线上很多点处的卸载曲线。将在交替变换荷载速率试验中得到的对应于低荷载速率的应力-应变曲线沿着卸载曲线平移,可以与高荷载速率对应的应力-应变曲线重合。最后,对三城目安山岩、稻田花岗岩和田下凝灰岩进行组合试验,即对一个岩石试样施加2种交替变换荷载速率和循环加载卸载。结果表明组合试验具有操作简单性和很强的适应性,可以用来研究岩石强度破坏点处以及强度破坏点之后领域的荷载速率依存性,强度破坏点之后的应力变化率与强度点处的基本一致。     

钢渣沥青混合料路用性能研究

通过试验对AC-13型钢渣沥青混合料在钢渣掺量分别为0%,30%,50%,70%和90%时进行级配设计。研究了不同钢渣掺量下沥青混合料的路用性能,试验表明:随着钢渣掺量的增加,钢渣沥青混合料高温性能以及水稳定性呈现先增大后减小的趋势;低温抗裂性能以及体积稳定性逐渐降低。钢渣掺量为50%左右时,沥青混合料路用性能相对最佳。     

矿物掺合料对高性能混凝土断裂性能影响的试验研究

通过带缺口高性能混凝土小梁的三点弯曲断裂试验,研究了不同掺量的矿物掺合料粉煤灰、硅粉对高性能混凝土断裂性能的影响。根据试验得到的荷载-挠度曲线和荷载-裂缝嘴张开位移曲线,运用虚拟裂缝模型并结合线弹性断裂力学理论,计算了起裂韧度、失稳韧度、断裂能等断裂性能评价指标。试验表明:高性能混凝土断裂性能随活性矿物掺合料掺量的逐渐增大呈先增大后减小的趋势。     

震致损伤过程钢筋混凝土基本构件固有频率衰变规律研究

为量化RC构件的震致损伤进程，研究RC构件在低周反复荷载作用下损伤过程的固有频率衰变规律。对2组共18根RC受弯构件进行水平往复加载试验，基于傅立叶级数/变换理论，将加载方案设计为施加简谐振动(位移控制),通过推导加载过程中瞬时频率与瞬时荷载及构件位移的函数关系式，并根据该式对试验数据进行处理，提出了试件损伤速率V及固有频率ω的计算公式，然后对不同加载参数影响下的构件损伤速率V及固有频率ω变化特征进行了分析。结果表明：在低周反复荷载作用下，加载周次N及加载振幅A对RC构件的损伤速率V的影响均呈线性变化；随着加载振幅A的增加，结构的固有频率ω呈线性衰减；而加载周期T变化对损伤速率V及固有频率ω的影响均十分显著，分别呈二次和三次曲线相关，加载周期是影响RC构件固有频率衰变的关键因素。     

织物增强混凝土与再生保温混凝土界面黏结性能试验研究

为研究织物增强混凝土与再生保温混凝土界面的黏结性能,设计了3组6种不同界面黏结推出试件,分析不同处理方式下推出件的荷载-位移曲线及试件的破坏形态。试验结果表明:预留沟槽推出试件对阻止界面滑移和剥离影响效果明显,在极限荷载时,预制纤维编织网增强混凝土(TRC)板肋被剪断,试件整体破坏形式呈脆性破坏;带纤维增强复材(FRP)剪力连接件剪切构件承载能力相对较好,荷载-位移曲线下降段较为平缓,试验过程中产生多条裂缝,沿着剪切面呈延性破坏,整个试验过程并未发生FRP连接件脆断、界面剥离现象;本试验合理的推出件设计和加载方案避免了对刚性模量较低夹芯层进行直接加载导致位移-荷载曲线不符合实际的试验要求。     

再生混凝土柱受压性能的有限元模拟分析

通过ANSYS软件模拟了单调加载作用下不同再生骨料取代率再生混凝土柱的受压性能,得出了荷载-侧向位移关系曲线和荷载-混凝土应变关系曲线,并与相应的试验结果进行了比较分析.结果表明:有限元分析得到的破坏形态、混凝土应变及侧向位移与试验结果十分接近,验证了ANSYS分析再生混凝土受力性能的有效性.     

基于不同动载的BFRP-混凝土界面断裂能研究

在不同动态荷载作用下,玄武岩纤维布(BFRP)与混凝土界面的断裂能与静态加载时不同。开展4种不同加载速率(0.07,0.7,7,70mm/s)、5种不同初始静载(0,30%,50%,80%,100%)和3种动态循环速率(0.23,2.3,23k N/s)的动态往复加载下双剪试验,研究界面断裂能变化规律。结果表明:随着加载速率的提高,界面断裂能提高;界面断裂能与加载速率比值的对数呈线性变化关系。随着初始静载比例的提高,动载作用历史减少,界面断裂能降低;界面断裂能与初始静载比例呈线性变化关系;随着动态循环速率的提高,界面断裂能呈现先增加后减少的趋势;一定范围内的动载提高界面的耗能能力。分析试验数据进行数值拟合提出了不同加载速率下的界面断裂能计算模型和不同初始静载下的界面断裂能计算模型。     

预制预应力混凝土装配整体式框架抗震性能试验研究

对一榀二跨二层预应力装配式混凝土框架进行了拟动力和拟静力试验,采用不同加速度峰值的El Centro地震波激励加载,并以拟动力试验的屈服位移为加载起点施加低周反复荷载,得到了不同加载工况下框架时程曲线、恢复力-位移滞回曲线。研究了预应力混凝土装配整体式框架的破坏机制、变形性能、刚度退化及耗能能力等抗震性能。研究结果表明：试验框架梁端率先出现塑性铰,节点核心区有着较强的刚性,提高了框架整体抗侧刚度,在层间位移角达到1/42时,框架梁、柱未产生较严重破坏。采用分析程序DRAIN-2DX对模型结构进行弹塑性动力分析,有限元计算位移值略小于实测位移值。图10表3参12