结构用侧压竹集成材强度取值研究

侧压竹是一种由竹片经胶合压制而成的竹集成材。为确定侧压竹集成材的强度指标,参照木材试验标准,对结构用侧压竹集成材试件进行了抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度及弹性模量的试验实测,得到了侧压竹集成材清材的顺纹抗压强度、横纹弦向抗压强度、顺纹抗拉强度、横纹抗拉强度、抗拉弹性模量、抗弯强度、抗弯弹性模量、抗剪强度的平均值和标准值;以侧压竹集成材清材试件实测数据为基础,采用Pearson χ²方法,验证了侧压竹集成材的各项强度实测值的概率分布均服从正态分布N(μ,σ²);基于可靠度理论,考虑材料的天然缺陷、干燥缺陷、长期荷载等影响强度取值的因素,提出了考虑多因素影响的侧压竹集成材强度设计值的确定方法,给出了侧压竹集成材构件的强度标准值和强度设计值的建议数值。结果表明:侧压竹集成材的力学性能优良,可以作为建筑结构用材。     

注浆微型钢管桩体抗弯力学性能

基于15根注浆微型钢管桩体的抗弯荷载试验,综合分析钢管直径d和壁厚t、浆体水灰比W、钢管表面布孔直径r和间距s等因素对注浆微型钢管桩体抗弯承载特性、变形和破坏特点的影响。结果表明:相同桩径时,钢管直径和壁厚对微型钢管桩体抗弯承载特性影响显著,桩体极限抗弯荷载值随钢管直径和壁厚的增加近似呈线性增加; 当0.59≤d/D≤0.72(D为桩径),浆体水灰比在0.45～0.75之间时对桩体极限抗弯荷载的影响较小,钢管表面布孔形式对桩体极限抗弯荷载的影响较小; 基于注浆微型钢管桩外包浆体和钢管的荷载-应变曲线分析可知,注浆微型钢管桩体抗弯破坏标准可以以外包浆体的破坏为准; 当0.28≤d/D<0.59时,钢管屈服和受压区外包浆体开裂所对应的抗弯荷载与极限抗弯荷载基本相同,而当0.59≤d/D≤0.72时,荷载加至极限抗弯荷载80%时钢管屈服,注浆微型钢管桩体呈现出明显的延性特征,钢管及内核注浆体自身强度发挥充分且抗弯承载作用明显,建议实践中微型钢管桩体钢管设计时以0.59≤d/D≤0.72为宜。     

坑趾系数对坑中坑基坑变形影响的敏感性分析

采用土体卸载的HS有限元模型研究地铁换乘站坑中坑坑趾系数α对支护结构和土体变形的影响。结果表明:外墙最大侧移随坑趾系数增大而显著减小,侧移位置上移,α从0.25增加到1.5,外墙最大侧移从44.96 mm减小到30.71 mm,侧移深度从18.875 m上移到16.0 m;内墙侧移随α增大而减小,α从0.25增加到1.5,内墙最大侧移从45.74 mm减小到24.48 mm,内墙墙顶竖向位移随α增大而增大;内坑坑底在内墙10 m范围内出现显著隆起区,最大隆起量随α增加而减小,隆起区外的隆起值稳定保持在90 mm左右;外坑坑底隆起随α增大而增大,最大隆起位置出现在内墙外侧边缘,外墙内侧边缘的挤压隆起随α增大而增大,隆起范围和隆起量都较为显著;外坑坑背沉降曲线相似,沉降量随α增大而减小。     

洱海泥炭质土动剪切模量和阻尼比试验研究

为探究洱海地域泥炭质土动力学特性,利用GDS动三轴仪对重塑土样进行循环加载试验,得到了一系列围压、固结比、频率控制条件下的泥炭质土动应力-应变关系曲线,分析了不同围压、固结比、频率对土体动剪切模量G_d、动剪切模量比G_d/G_dmax和阻尼比λ的影响规律。结果表明:动剪切模量G_d随剪应变γ_d增大而减小,γ_d较小时,衰减速率较小,随着γ_d继续增大,衰减速率先增大后减小;在同一剪应变下,G_d随围压、固结比增大而增大,G_d对频率变化表现不敏感;采用Hardin-Drnevich双曲线模型(H-D模型)对重塑泥炭质土动应力-应变曲线拟合效果较好,动剪切模量比G_d/G_dmax随剪应变γ_d增大而减小,围压、固结比和频率对G_d/G_dmax的衰减规律无明显的倾向性;阻尼比λ随剪应变γ_d增大而增大,围压对λ变化规律影响较复杂,γ_d较小时,λ随围压增大而减小,γ_d较大时,λ随围压增大而增大;固结比越大,λ越大,频率越大,λ越小,λ对频率变化表现更敏感,体现了循环加载下泥炭质土的速率效应。     

基于 p – y 曲线法的超长桩非线性数值分析

引入横向等效载荷概念 ,根据弹性力学变分原理,推导出了具有对称形式的杆单元 P – Δ 效应刚度修正矩阵。同时结合 p – y 曲线法, 从 Newmark 弹簧支座的概念出发,考虑横向 抗力分布 的影响,提出了与有限杆单元法相适应的非线性弹簧设置方法。 结合以上改进,建立了 相应的倾斜荷载 桩非线性有限杆单元 分析模型 。基于该模型编制了有限元程序,对具体工程实例进行了计算,并将计算结果与工程实测数据,以往方法的计算成果和通用有限元软件的模拟结果进行了对比分析,验证了模型的正确性和可行性 ,同时利用该方法计算分析了 P – Δ 效应的影响程度。     

浅埋厚基岩松软顶板综放采场矿压特征工作面长度效应

基于现场实测结果,结合数值模拟技术,对浅埋厚基岩松软顶板综放采场矿压特征的工作面长度效应进行系统的研究。研究结果表明：加长工作面长度对矿压特征有显著影响;超长综放工作面来压步距减小、采场支架受力均匀、矿压分布呈以工作面中部为对称轴的拱形分布、支架末阻力–初撑力为线性关系;工作面长度方向存在随工作面长度演化的“复合压力拱”;随工作面长度增加,煤壁前方支承压力峰值增大,工作面长度方向压力拱逐渐升高且扁平率趋于增大,表现为总体的矿压显现增加规律,利于顶煤的破碎;控顶区内顶煤下沉量 S 随工作面长度 L 的增大呈对数规律增大,随支架初撑力 P 的增大呈负对数规律减小;给定 S 后, P 随 L 呈线性规律增加。研究成果可为工作面长度和支架的选择提供有益的借鉴和参考。     

预应力钢绞线增强胶合木抗弯性能研究

研究不同预应力钢绞线增强胶合木的抗弯性能,通过对钢绞线施加预应力增强胶合木可以显著提高胶合木的抗弯性能.预应力钢绞线增强胶合木的抗弯强度与抗弯弹性模量随预应力增加而增大,当施加66％预应力时抗弯强度达到70.75 MPa,抗弯弹性模量达到16.03 GPa,较未增强胶合木分别增加了69.4％和34.1％.     

既有建筑下半盖挖深基坑变形影响因素研究

由于盖板与建筑荷载的存在,既有建筑下半盖挖深基坑承受偏压荷载,对基坑与支护结构变形造成影响。依托南京山西路地铁车站半盖挖深基坑,采用数值模拟手段,研究了既有建筑对半盖挖深基坑变形的影响,得出以下结论:地连墙最大侧移量δ_hm随上部建筑层数增大显著增大,随地下室层数增加显著减小;最大侧移位置H_m随上部建筑层数增大而上移,随地下室层数增加而下移;既有建筑导致地连墙侧移曲线整体发生向基坑内的移动;随着上部建筑层数的增大,建筑侧坑外最大地表沉降δ_hm显著增大,最大地表沉降位置d_m向坑外移动;存在地下室时,最大沉降均发生在建筑靠近基坑侧;δ_hm随开挖深度H呈二次相关。     

钢纤维高强混凝土抗弯试验研究

对钢纤维体积率(Vf)为0~3%的钢纤维高强混凝土(SFRHSC)进行抗弯性能测试,试验结果表明,SFRHSC试件整个破坏过程类似于钢筋混凝土适筋梁,且Vf越大,延性破坏特征越明显,荷载-挠度曲线的峰值越大,下降段越平缓。SFRHSC的抗弯强度和韧度均显著高于普通高强混凝土,而且极限抗弯强度与初裂抗弯强度的差值随Vf的提高而增大,但抗弯弹性模量未有明显的变化。     

足尺重组竹受弯构件的试验与理论分析

通过5个足尺重组竹受弯构件的试验与理论分析,详细研究了重组竹的抗弯性能。研究表明,重组竹受弯构件的典型破坏形态是底部竹纤维拉断和中性轴附近层间剪切破坏,重组竹受弯构件的设计由截面刚度控制,对应挠度限值L/250的荷载值PL/250 与极限荷载Pmax 的比值有较好的稳定性,通过回归建立了重组竹抗弯强度fm与弹性模量E的相关关系模型,弹性模量表达的刚度能够准确预测承载力;对于重组竹受弯构件,平截面假定依然成立;参考木结构设计计算方法,考虑竹材重组竹的材料特性,给出了重组竹受弯构件的计算方法,初步建议了重组竹抗弯强度设计值、顺纹抗剪强度设计值、弹性模量E的设计指标。     

加速腐朽环境下重组竹力学及耐腐性能研究

重组竹作为一种新型工程材料,有着良好的力学性能,为了对重组竹的耐腐性能展开定量评价,利用目测分析、失重率分析、力学性能分析以及扫描电镜分析等方法,进行重组竹耐腐性试验研究。结果表明:重组竹在褐腐菌与白腐菌84 d的作用下,仅表面有轻微腐朽,褐腐菌和白腐菌腐朽试件失重率相差不大,且均小于10%,表明重组竹属于Ⅰ级耐腐; 褐腐菌试样的抗弯弹性模量M_E、抗弯强度M_R分别下降5.17%、8.17%,而抗压强度U基本不变,白腐菌试样的M_E、M_R、U下降幅度分别为10.56%、13%、0.45%,远小于木材; 通过扫描电镜分析,相比毛竹在经历84 d腐朽后,其薄壁细胞中布满菌丝,细胞壁上出现大量孔洞,重组竹表面下2 mm以内的薄壁细胞中仅有少量菌丝,并且在84 d试验内均未造成细胞壁的破坏; 竹材内部可以满足木腐菌生存的条件,但在疏解、炭化、浸胶、重组的过程中,吸水性能降低,限制了真菌生长的水分条件,阻碍了木腐菌侵入重组竹内部,另外酚醛树脂具有一定的抑菌性,使得重组竹成为耐腐性强的材料。     

侧压竹材集成材简支梁力学性能试验研究

考虑剪跨比、截面高宽比两个因素，设计14个侧压竹材集成材简支梁试件，对其力学性能进行试验研究，采用非接触式激光位移传感器和Vic-3D测试系统进行位移测量。结果表明：侧压竹材集成材梁经历弹性阶段、弹塑性阶段后，突然发生脆性断裂破坏；侧压竹材集成材简支梁试件的抗压弹性模量与抗拉弹性模量相等；试件截面平均应变符合平截面假定；试件中竹材的抗压强度没有得到充分发挥；随着剪跨比的增大，试件的承载力下降较快，而梁截面宽度对承载力的影响较小。     

新型竹梁抗弯性能试验研究

通过10个大尺寸矩形竹梁的试验,重点从结构构件层次上研究了新型竹梁的受弯性能。研究表明,竹梁存在四种典型的破坏形态,其允许承受的设计荷载实际是由截面刚度控制,而并非强度控制;竹梁在破坏前,横截面应变沿高度方向的分布基本上呈线性,平截面假定是成立的。同时,还介绍了新型竹梁在抗震安居示范房工程中的应用情况,竹梁的使用性能在实践工程中得到了良好的检验。     

新型竹建筑材料的基本性能及应用现状

该文以常规建材作为参照对象,在分析了原竹材料的生态效益,基本性能和内部组织特点的基础上,通过对比,指出新型竹材较原竹材料存在结构致密,强度高的优势。总结了竹材胶合板、竹材层积材、竹材重组材等新型竹材的制作工艺、产品特点及应用现状。并通过比较新型竹材与常规建材在密度、静曲强度、弹性模量、顺纹抗压强度等方面的不同,进而分析了新型竹材的力学性能和物理学性能及其在现代建筑工程活动中突出的适应性。文章最后结合现代竹结构建筑的优秀案例,以及新型竹材的简要发展历程,针对新型竹材的加工技术和应用推广提出建议,以利于新型竹材产业今后的发展。     

微膨胀高强灌注料减脆增韧试验研究

采用水性环氧树脂、丁苯橡胶、橡胶粉3种增韧材料对微膨胀高强灌注料进行减脆增韧研究,对抗压、抗折强度和荷载-变形进行测试,通过对压折比、弹性模量、折弹比等分析表明,所用增韧材料使其脆性降低、韧性提高。分析了不同掺料下的减脆增韧机理,并对微膨胀高强灌注料在路面补强、路面薄层罩面以及防水堵漏、植筋等工程中的应用进行了展望。     

弯曲应力状态下Si3N4材料的力学特征

本文研究了陶瓷材料在纯弯曲应力状态下的受拉区和受压区的变形,和弹性模量及泊松比的差异。实验采用四点弯曲、样条上下表面贴正交应变片的方法。结果表明陶瓷材料在弯曲时的拉弹性模量大于压弹性模量,拉泊松比小于压泊松比,而且这种差异随着应力的增加而增加。文中导出了中性层的位置。对于精细陶瓷,当忽略拉、压弹性模量的差异,按传统方法计算弯曲强度的误差不大于5%。     

竹模板施工应用特性研究

该项目研究了国内有代表性的竹模板产品的厚度、密度分布及竹模板在施工应用时含水率的变化、负重时间、周转次数和自然存放时间对其静曲强度、静曲弹性模量的明显影响，首次提出了折减系数的概念及其它应注意的有关问题。     

管棚注浆支护隧道开挖引起地表变形特征分析

隧道开挖引起的地表变形是工程安全的重要指标,基于管棚注浆隧道开挖引起的地层受力分析,将地表变形影响因素分为注浆压力、附加荷载和地层损失,并引入Mindlin解和Peck公式,获得了隧道引起的地表变形计算公式。通过对地表变形特征进行分析,结果表明:岩土力学参数对地表变形最大值有显著影响,但对沉降影响宽度影响甚微;沉降槽宽度、地层损失率和沉降宽度与沉降槽宽度比值(I/i)均随内摩擦角和黏聚力增大而减小,弹性模量对沉降槽宽度几乎没有影响,随弹性模量增大,沉降槽宽度稳定在7.6~7.9,地层损失率迅速减小并在1.2‰左右趋于稳定,I/i则迅速增大并稳定在3.0左右。隧道参数对沉降最大值和沉降影响宽度均有显著影响,且影响幅度没有减缓的趋势;在单一地层中,随着埋深增加,沉降槽宽度、地层损失率均呈直线增大,I/i值先增大后减小;随洞径增大,沉降槽宽度呈线性增大,地层损失率呈线性减小,I/i值先增大后减小,最大值为3.1左右。     

自然老化作用下GFRP管材耐久性研究

通过试验测定GFRP管材建成的临时预应力网壳结构材料的纵向和横向剩余力学指标,并与管材的初始力学参数作比较,研究长期预应力以及老化作用对材料力学性质的影响,对材料的耐久性做出评价。研究结果表明,GFRP管材有较好的耐久性,纵向和横向弯曲弹性模量在长期低水平预应力(最高约30%极限承载力)和自然环境老化的作用下并没有显著的下降,但长期预应力的存在引起管材横向力学性能的退化和不稳定性,从而使截面椭圆化引起的纵向弯曲破坏更容易发生,引起材料纵向弯曲性能,尤其是纵向弯曲强度的退化和不稳定性。