混凝土抗拉强度横劈试验法的拓展研究与应用

在已有成果的基础上研究分析了圆柱体横劈法测定混凝土抗拉强度的合理性和可靠性。模型分析表明,压刀圆心角在60°~135°范围内,圆柱体表面受到的荷载分布由近似线型向抛物线型过渡;圆心角越大,横劈面上应力分布越合理。试验研究显示,混凝土圆柱体高径比达到0.7可获得稳定可靠的横劈强度试验结果;压刀圆心角对横劈测强的敏感性影响较小,而压刀面宽度对横劈测强的敏感性影响大;5-90压具是横劈法测强的最优压具。经理论推导分析给出了横劈法测强的抗拉强度计算公式,为横劈法测定混凝土的抗拉强度奠定了基础。采用横劈法研究了实际工程中碳化混凝土、部分碳化区及未碳化混凝土强度的分布规律,显示了横劈法在混凝土抗拉强度测试方面的独特技术优势。     

钢纤维混凝土与老混凝土粘结抗冻劈拉性能研究

本文通过141个钢纤维混凝土与老混凝土粘结试件的劈拉试验,研究冻融循环对新老混凝土粘结面劈拉性能的影响,分析新老混凝土粘结面的冻融损伤破坏机理和钢纤维体积率、冻融循环次数、界面剂类型等对粘结面劈拉强度的影响。试件在-18℃~8℃温度范围内经受了0、15、202、5、35、40和45次冻融循环。研究表明:在冻融循环作用下,新老混凝土粘结劈拉强度随冻融循环次数的增加急剧下降;在一定范围内,随钢纤维体积率的增加,粘结面抗冻劈拉强度明显提高。最后,建议钢纤维混凝土与老混凝土粘结面抗冻劈拉强度的计算公式。     

膨润土与水泥掺比对塑性混凝土强度特性的影响

采用圆柱体常规三轴压缩试验,研究了低围压状态下膨润土与水泥掺比对塑性混凝土强度特性的影响规律。通过塑性混凝土低围压状态下的峰值强度及Mohr-Coulomb强度理论,推求出材料的单轴抗压强度、黏聚力、内摩擦角及拉压强度比四种典型强度参数的量值。研究结果表明塑性混凝土的黏聚力和单轴抗压强度随膨润土与水泥掺比的增加降幅显著;峰值应变值随着膨润土与水泥掺比的增加而增加;而内摩擦角和拉压强度比变化不明显,即膨润土掺量对塑性混凝土强度的静水应力敏感性及拉压强度的差异性影响不大。     

混凝土冲击劈拉实验与细观离散元数值仿真

本文进行了混凝土霍普金森压杆冲击劈拉实验,实验结果反映了混凝土动态抗拉强度的应变率效应,实验观察到高应变率下混凝土的动态劈拉破坏模式。采用本文作者提出的基于背景网格的混凝土细观力学预处理方法,建立了混凝土颗粒离散元细观力学模型,对实验进行了细观数值仿真模拟;无论是在动强度提高规律还是动态破坏模式方面,细观数值仿真与实验结果均符合得较好,验证了该模型研究高应变率条件下混凝土材料动态力学性能的合理性与有效性;通过对不同应变率条件下数值仿真模型能量消耗的分析,说明在高应变率条件下,更加分散的裂纹形态与能量需求的增加是导致混凝土动强度提高的主要机理,加深了对混凝土材料动力特性的认识。     

粉煤灰混凝土的配合比设计和施工

试验研究表明,粉煤灰混凝土的强度、抗碳化等指标与所取配合比有关,在合宜的配合比条件下,其抗压强度可以满足现行规范28天抗压强度的要求,而其抗碳化性能甚至优于普通混凝土。从150号粉煤灰混凝土孔结构试验结果看,普通混凝土结构中大多为孔隙半径等于986.4A°的大孔,等量取代法的粉煤灰混凝     

中美标准的混凝土和钢筋强度指标对比

介绍了中国GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》及美国ACI 318-11《建筑混凝土结构规范及说明》两部标准中混凝土和钢筋强度指标,对比分析了中美标准的强度指标如混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量及钢筋抗拉强度、弹性模量等,探讨了中美标准各强度指标的异同,得到中标混凝土立方体抗压强度标准值与美标指定的混凝土圆柱体抗压强度之间的差异主要原因,便于相关工程设计人员了解美国标准混凝土及钢筋的强度指标,以及与国际咨询工程师沟通。     

白鹤滩大坝混凝土干燥养护强度与微观结构北大核心CSCD

白鹤滩大坝的建设使用了低热水泥混凝土,为了解它在干燥养护下的特性,本研究探讨了低热水泥混凝土干燥养护下的抗压强度与劈裂抗拉强度发展规律,并通过扫描电镜和压汞法分析微观形貌与孔结构。结果表明:相比标准养护,在干燥养护下低热水泥混凝土28 d抗压强度损失33.3%,劈裂抗拉强度损失31.6%,且水化产物较少、混凝土孔隙率和孔体积会明显增大、孔隙总面积减小,孔径分布以100~1000 nm的大孔为主。本研究表明干燥养护不利于低热水泥混凝土微观结构与强度发展,可为大坝混凝土的养护与强度提供依据。     

大坝混凝土强度参数的统计分析

抗拉强度和抗压强度是常用的两种混凝土强度指标。抗拉强度可以采用轴向拉伸试验、弯曲试验和劈裂抗拉强度试验测定,抗压强度由立方体抗压强度试验测定。大坝混凝土的材料试验常采用全级配大试件和湿筛小试件两种形式。不同尺寸试件、不同类型试验的混凝土强度指标存在一定的统计关系。本文结合实际混凝土大坝工程,对全级配混凝土及湿筛混凝土的各种静、动强度试验结果进行总结,研究混凝土强度的率效应、尺寸效应,分析各强度指标之间的定量关系,并与国内、外规范及相关成果进行比较,为实际工程提供可参考的依据。     

新拌混凝土振动密实评价指标表征性试验研究

针对混凝土振动密实性尚无统一明确的评价指标问题，通过正交试验研究了不同工况下振动能量、硬化混凝土孔结构、密度、抗压强度、劈拉强度的变化特性，采用方差分析方法比较了各硬化性能指标评价混凝土密实性的表征优劣性，并探讨了原因机理。结果表明，振动时间仅在振动刚开始阶段影响振动强度，此外振动能量在传播过程并非线性衰减，而在振源附近显著减弱；混凝土孔隙率随振源距增加而增大，但在振源处较高，此外相比孔径分布，振动能量对孔隙率竖向分布影响有限；密度仅在距振源8 cm以内变化明显，而抗压、劈拉强度的空间分布呈波动性；相比其他指标，孔隙率较适合作为密实性评价指标，并可基于新拌物物料特性和振动能量构建预测模型。     

静水压力作用下混凝土断裂全过程数值模拟研究

基于起裂韧度扩展准则和Paris位移公式，推导了静水压力作用下混凝土楔入劈拉试件外荷载和裂缝张开位移的理论表达式，采用数值迭代方法计算模拟了裂缝断裂全过程。研究了水压力对混凝土断裂全过程的影响，进一步分析了不同水压力作用下峰值荷载和临界裂缝张开位移的参数敏感性。研究结果表明：采用本文方法计算的裂缝扩展全曲线与试验结果对比较好；水压力和初始裂缝长度影响荷载-裂缝张开位移(P-CMOD)曲线，随着水压力的增加，峰值荷载和临界裂缝张开位移均减小；随着初始裂缝长度的增大，水压力对裂缝扩展全过程曲线的影响更加明显。     

掺合料和引气剂对混凝土孔结构与性能影响的研究

通过压汞法、快速冻融法、美国电量法、干湿循环腐蚀法等试验分析不同类型C30混凝土孔结构与性能的关系.对于C30混凝土,在单掺矿物掺合料情况下,孔隙率降低,小孔增加,对抗氯离子渗透性、抗腐蚀性有利,但对抗冻性的改善不明显;引气剂较大程度增加混凝土闭口孔隙率,对混凝土抗冻性很有利,但毕竟增加了一些开口孔,抗氯离子渗透性、抗腐蚀性有所降低;同时掺这两种物质时,虽增加了混凝土孔隙率,但可以使混凝土的孔径分布相对合理.因此,对混凝土抗冻性、抗氯离子渗透性、抗腐蚀性均有利.单掺矿物掺合料及引气剂混凝土强度有所降低;同时掺这两种物质时,混凝土强度降低不明显.     

混凝土碳化开裂时的钢筋锈胀力数值模拟研究

混凝土碳化后引起钢筋锈蚀膨胀导致混凝土顺筋开裂,从而引起结构耐久性劣化。本文分析了根据热传导原理数值模拟混凝土碳化作用的可行性,应用有限元软件ANSYS建立了单根钢筋均匀锈蚀导致混凝土开裂的数值模型。并通过施加碳化场,应用热-结构耦合模型模拟了混凝土碳化后钢筋锈胀导致混凝土开裂的锈胀力,为验证模拟结果的合理性,本文做了快速碳化3 d、7 d、14 d和28 d的试验。研究表明:在误差允许范围内,碳化深度模拟值与试验值基本一致;模拟值随着碳化时间的增加而增大,但碳化速率变小;混凝土碳化后锈胀力模拟值变小,且随着碳化深度的增大,锈胀力模拟值近似成比例下降;建立了钢筋锈胀力与碳化深度的线性回归方程,相关性较好。     

掺粉煤灰再生混凝土劈裂抗拉强度研究

随着水利建筑行业不断发展,大量的混凝土运用在水利工程建设中。水工混凝土建筑物拆除会产生大量的混凝土废弃物,废弃混凝土再利用就成为全世界热点问题。目前全世界公认的建筑垃圾绿色环保处理方式为废弃混凝土再生利用。采用劈裂试验研究再生混凝土抗拉破坏特征以及不同因素对再生混凝土抗拉强度的影响。试验结果表明:再生混凝土裂纹的部位主要在2个部位:1)再生粗骨料和水泥砂浆之间的界面过渡区。2)再生粗骨料的自身薄弱区;再生骨料混凝土的劈裂抗拉强度受再生粗骨料替代率与粗骨料母体混凝土强度影响较大;替代率减少、母体混凝土强度提高,再生骨料混凝土的劈裂抗拉强度性能表现良好。文中的研究成果可指导再生混凝土的应用。     

基于SHPB技术的混凝土动态抗拉强度研究述评

本文对近年来国内外基于霍普金森压杆(SHPB)技术的混凝土动态抗拉强度的研究成果进行了总结与分析。详细介绍了基于SHPB技术的几种不同的混凝土抗拉强度测试方法,讨论了不同因素,如试验方法、试件形状尺寸、骨料粒径、试件干湿程度、材料等对混凝土类材料的动态提高因子(DIF)的影响。结果表明层裂试件形状尺寸越小,DIF值越大,直拉试验的骨料粒径越小,DIF值越大,材料种类的变化也会对动态拉伸强度产生不同影响。本文最后总结了现有研究中存在的不足和尚未解决的问题,提出了下一步研究中亟待解决的问题。     

水利学科受理下列领域的重点项目申请

京蒙沙源区植被建设中水资源优化配置研究研究干旱半干旱沙漠地区、农牧交错带地区水资源动态补给关系 ,水资源可利用总量 ,沙源区固沙植被需水机理及其与水土资源间耦合制约关系 ,沙源区植被建设中合理的水资源时空优化配置方案。拟资助金额 :1 2 0万元 (其中内蒙古科技厅水利厅和科协联合资助 4 0万元 )。高拱坝地震破坏机理和大坝混凝土动态强度研究考虑非线性特性 ,模拟水库、地基及有横缝坝体、混凝土抗拉强度、地基吸能边界 ,研究高拱坝地震破坏机理和特征。同时对大坝混凝土全级配试件进行动态抗折、抗压试验 ,探求实际动态抗拉强度…     

单向受拉状态下钢纤维混凝土的二次峰值强度

不同于普通混凝土在单向受拉实验中的仅有唯一峰值强度,在大量钢纤维混凝土拉伸实验的应力应变曲线中均出现了两次峰值强度现象。本文采用黏结滑移模型考虑纤维在混凝土开裂面上的桥接作用,确定了钢纤维轴向应力与裂缝宽度之间的关系。钢纤维混凝土开裂后,将基体的软化模量与纤维增强作用的切线模量之和,作为判断第二峰值的依据。该值始终为非负时,钢纤维混凝土的应力-应变曲线具有唯一峰值强度;否则,应力-应变曲线中将具有二次峰值强度,并提出了钢纤维混凝土峰值强度的三种可能情况。建立了有限元模型以模拟钢纤维混凝土的拉伸试验,进一步研究了钢纤维掺量、长径比对混凝土开裂后力学性能的影响。并提出了钢纤维混凝土的抗拉强度的计算公式,可以有效地预测钢纤维混凝土的抗拉强度。     

发电设备行业科技情报网科技成果信息通报(二十四)

<正> 1.7145 K30DG1000/170-1型锅炉汽包强度试验研究(东方锅炉厂)通过对该厂首台300MW机组锅炉汽包强度评定,对汽包下降管接头结构和选材提供了理论依据,并找出了等强面积补强方法,对设计有实用价值。本课题主要进行了以下研究:①汽包常温内外壁电测试验,②在启.停及72小时试运行条件下的强度试验,③汽包集中下降管管接头三维光弹性试验研究.2 .7145 K31锅炉汽包焊接残余应力的试验研究(东方锅炉厂)采用盲孔法测定残余应力,并进行了误     

氮气氛烧结CuW/Cu触头材料结合强度的研究

重点研究了氮气氛烧结方法制造的CuW/Cu高压开关触头材料的结合强度,并比较了不同制造方法对CuW/Cu触头材料结合强度的影响。材料抗拉强度试验结果显示,氮气氛烧结方法制造的CuW/Cu触头材料具有最高抗拉强度,达到275MPa以上,能够满足超高电压GIS的技术要求。通过对断口的扫描电镜分析,发现氮气氛烧结的CuW/Cu触头材料结合面无氧化、无碳化、无杂质析出,材料的组织致密、孔隙少,W颗粒大小分布均匀、被Cu均匀包覆。结合面纯净和Cu端材料的高硬度可能是导致氮气氛烧结CuW/Cu触头材料结合强度高的主要原因。     

双轴拉压应力作用下混凝土强度的试验研究

本文评述了研究混凝土多轴强度的意义,通过对空心园筒试件在轴压及内压作用下的破坏试验,研究了混凝土的双轴拉压强度,并提出应区别试件的初裂和极限破坏这一过程,指出用初裂强度反映混凝土的特性要比极限强度更合理,同时采用了简单可行的确定破坏点方法,对加载路径、减摩、强度和变形、破坏过程及破坏准则进行了系统的探讨,根据本试验结果,推荐了简化的双轴拉压强度计算公式。     

层流脉动流横掠圆柱体强化传热研究

为研究脉动气流横掠等热流密度圆柱体的换热特性,进行了层流中雷诺数Re为85～426的脉动气流横掠高温共烧陶瓷发热管的换热试验研究.结果表明,在脉动气流的脉动频率f=30 Hz、脉动振幅Prms=283 Pa条件下,脉动气流能大幅度提高等热流密度圆柱体的换热性能,层流中脉动流横掠等热流密度圆柱体时,圆柱体表面的温度平均值为稳定流条件下温度平均值的88.7％；脉动流中圆柱体背风面后端点与迎风面前端点的温差仅为稳定流条件下温差的16.7％；脉动流强化换热因子的区间为1.78～1.98,平均值为1.88,随雷诺数的增加而线性地降低.