钢纤维混凝土轴压应力-应变全曲线的研究

本文阐述了采用平行于棱柱体试件对称放置的4个强劲弹簧作刚性辅助架,在普通压力试验机上测定钢纤维混凝土轴压应力-应变全过程曲线的方法,分析了决定应力-应变全曲线形状的特征值及其与钢纤维含量特征参数v_fl/d的相关关系并提出了钢纤维混凝土轴压应力-应变全曲线的解析表达式。     

三向应力状态下钢纤维混凝土的变形特性

利用作者研制的混凝土三轴试验系统，通过１８４块钢纤维混凝土试块在三向受压。两压一拉，两拉一压及三拉应力状态下试验研究，系统探讨了三向受力状态下钢纤维混凝土的变形特性，分析了应力－应变关系曲线的特点以及纤维含量和中间应力对峰值应变的影响，讨论了三向应力状态下的体积应变规律。     

混凝土轴压应力应变关系

混凝土轴压应应变全曲线的峰值点Ｃ把应力应变分为上升段和下降段两部分，Ｃ点之前为上升段，即混凝土在荷载作用下裂缝出现、传播、扩展，最后形成通缝，使混凝土内部能量变化和转换消失，引起应力应变变化，Ｃ点之后为下降段即混凝土应力达峰值之后，裂缝继续开发、传播、发展，引起应力应变关系的变化，文中分析了混凝土轴压应力应变关系的数学表达式，提出了以混凝土抗压强度为参数的混凝土轴压应力应变关系式。     

钢纤维混凝土动态性能的初步试验研究

对C30、C40两种基体强度，钢纤维体积率分别为0、19／5、2％、49／6、69／6的钢纤维混凝土进行了常三轴动态试验，围压值分别取0、0．2、0．3、0．4、0．6、0．8倍的基体抗压强度．试验研究发现，随着围压值的增加，钢纤维混凝土的峰值应力显著增长，峰值应力处的应变有较大幅度地增加，动态割线模量有一定的提高，且应力应变曲线的峰值部位逐渐抬高，变得平缓和丰满．     

三轴作用下塑性混凝土应力应变特性试验

为了分析塑性混凝土的应力应变关系,设计了2组配合比浇筑18个圆柱体试件进行三轴试验,得到了试件的工程应力应变曲线。通过分析工程应力应变曲线的特性修正了工程应力应变曲线,并分析了不同配合比下塑性混凝土峰值应力、割线模量与围压的相关关系。结果表明:围压作用下的应力应变曲线在弹性阶段后表现出明显的应变硬化特征,随着应力的不断增加,应变增大,待应变增加到10-3左右后,应力基本保持不变,即没有峰值应力,并且应力应变曲线几乎没有下降段;通过面积修正法对试验数据进行修正,修正后的应力应变曲线比较符合实际;提出了三轴作用下应力应变曲线修正后上升段曲线的本构关系模型,拟合程度达到99.5%。     

基于声发射技术的钢纤维混凝土受压损伤本构关系研究

通过6组钢纤维混凝土试件轴心受压应力－应变全曲线试验,得到试件的应力－应变全曲线、 声发射撞击数－时间关系曲线和声发射参数,研究钢纤维参数对混凝土力学行为和声发射特性的影响。 结果表明:随着钢纤维体积掺量和长径比增加,混凝土峰值应力和峰值应变明显提高,其韧性和延性得 到显著改善;利用声发射参数分析可区分钢纤维混凝土试件的破坏模式;随着钢纤维的掺入,试件由受 拉破坏向剪切破坏转变。基于试验数据,建立了钢纤维混凝土单轴受压损伤本构关系方程,可为纤维混 凝土的工程应用和相关规程的修订提供参考。     

冻融循环对钢纤维混凝土动力性能的影响研究

通过对冻融循环劣化后的钢纤维混凝土试件进行动态三轴压缩试验,分析了冻融循环及钢纤维掺量对混凝土轴向极限抗压强度、轴向峰值应变和应力-应变曲线的影响。结合扫描电子显微镜(SEM)分析冻融前后钢纤维混凝土的微观结构。目的在于探明冻融循环对钢纤维混凝土动态力学性能的影响规律,为寒冷地区钢纤维混凝土在实际工程中的应用提供理论参考。结果表明:增加冻融循环次数导致轴向极限抗压强度下降且100次冻融循环后下降速度明显增大,而轴向峰值应变基本呈线性增大。应变速率的增加导致轴向极限抗压强度增大且轴向峰值应变逐渐减小。冻融循环破坏了钢纤维混凝土内部结构,导致应力-应变曲线包围面积减小,钢纤维混凝土吸收能量的能力降低。钢纤维掺量对冻融劣化后混凝土动力性能影响较大,本试验中1%的钢纤维掺量下冻融劣化后混凝土最优。SEM微观结构揭示了钢纤维增强混凝土抗冻性的强化机理,以及过量掺入钢纤维对抗冻性的弱化机理,与宏观试验结果一致。     

防渗墙刚性混凝土单轴及三轴受压的本构关系试验研究

采用简易σ－ε测试系统和日本产动液压伺服铡性试验机进行了防渗墙用刚性混凝土的单轴及三轴受压的全应力－应变试验，并分析了刚性混凝土在受压时不同阶段的破坏行为。成果表明：试验所用的刚性混凝土弹模值较低，比例极限较高，峰值应变较大；低围压的三轴状态下刚性混凝土的轴压强度和弹模随围压增加而增大，但弹强比则相反，这种刚性混凝土作防渗墙墙体材料对周围介质的变形有较好的适应能力，全应力－应变曲线对防渗墙的非线性     

塑性混凝土三轴受压本构关系影响因素分析

基于15种配合比制作21组塑性混凝土立方体试件,进行定侧压三轴试验,实测三轴受压荷载作用下试件的应力应变曲线,分析不同因素对塑性混凝土三轴受压应力应变关系的影响。结果表明:当应力水平较低时,水胶比、砂率、黏土用量及膨润土用量对塑性混凝土的应力应变关系影响不大,塑性混凝土的应变随着围压的增大而增大;当应力水平较高时,在应力相同的情况下,水胶比、黏土用量、膨润土用量的增大导致塑性混凝土应变逐渐增大,砂率的增大导致塑性混凝土应变逐渐减小;当应变相同时,塑性混凝土应力水平随着砂率、水泥用量、围压的增大而升高,随着水胶比、黏土用量及膨润土用量的增大而降低。     

不同养护条件下钢纤维混凝土力学性能试验研究

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型复合材料。基于试验,研究分别在水和质量浓度为5%的NaCl溶液2种养护条件下,不同钢纤维掺量的混凝土试件在一定养护时间内的抗压强度及轴压应力-应变曲线。试验结果表明,混凝土抗压强度随养护龄期的增长而增大,相比在5%NaCl溶液中养护,在水中养护的钢纤维混凝土抗压强度更高。总体来说,混凝土在掺入钢纤维后抗压强度降低,但延性更好,能有效阻止混凝土内部微小裂缝的扩大延伸及大裂缝的生成,在一定程度上证明掺入钢纤维对混凝土抗氯盐侵蚀有利。     

石灰石粉对掺加钢渣的水泥砂浆力学性能的影响

在钢渣掺量一定的情况下,通过水泥砂浆力学性能试验,对掺加不同细度的石灰石粉的水泥砂浆进行了不同龄期的抗折、抗压强度测试。结果表明:在钢渣掺量一定的情况下,与未掺加石灰石粉的水泥砂浆比较,掺加一定量的石灰石粉可以提高水泥砂浆的抗压、抗折强度;钢渣掺量一定的情况下,随着石灰石粉细度的增加,水泥砂浆的压折比减小,水泥砂浆的柔韧性变好。用MATLAB曲线拟合工具箱对水泥砂浆的压折比进行模拟,结果发现,用指数函数形式模拟压折比拟合度较好。     

套筒灌浆钢筋高温抗拉性能数值模拟

为研究装配式建筑结构中钢筋套筒灌浆连接节点在火灾条件下的抗拉性能,采用有限元分析软件 ANSYS 计算出在 ISO －834标准升温曲线作用下的钢筋套筒灌浆节点不同时刻的温度场分布。在此温度分布下对套筒内钢筋的端部施加一系列的拉力载荷,利用 ANSYS 进行温度场－结构耦合分析,计算出钢筋套筒灌浆节点不同拉力载荷作用下的耐火时间,以确定耐火时间－荷载关系曲线。 ANSYS模拟出的常温下钢筋套筒灌浆连接节点的极限承载力与实际情况相吻合,破坏时套筒内钢筋端部屈服,极限承载力接近钢筋的屈服极限。     

高寒、高蒸发地区面板坝钢筋混凝土面板防裂抗裂技术探讨

主要介绍了新疆地区高寒、高蒸发等恶劣气候条件下2座百米级混凝土面板坝防裂、抗裂设计、施工经验。察汗乌苏面板坝面板混凝土掺聚丙烯纤维防裂,由于气候原因使混凝土养护困难造成后期面板裂缝较多。柳树沟面板坝在总结察汗乌苏工程经验教训的基础上,面板采取在不同的分区分别掺入罗赛植物纤维和钢纤维的方法提高抗裂性能。事实证明,在与察汗乌苏基本相同的施工环境及混凝土养护条件下,钢纤维混凝土对特殊拉压部位混凝土初裂强度和断裂韧性提高作用较明显,罗赛纤维混凝土抗裂效果明显提高。     

CFG桩复合地基加筋褥垫层作用机理数值分析

针对福建平潭万北路市政道路工程土工格栅加筋褥垫层是否能够改善CFG桩复合地基在路堤荷载作用下的沉降及桩土应力分配的问题 ,提出了基于有限差分软件FLAC3D的CFG桩复合地基的数值模拟.应用FLAC3D软件进行CFG桩单桩竖向抗压静载试验模拟 ,并将数值模拟所得的 Q- s曲线与现场试验所得进行了对比 ,对路堤荷载下有无土工格栅对褥垫层加筋处理两种工况下的复合地基进行了桩身应力及沉降的分析.结果表明 ,数值模拟与现场试验所得的单桩竖向抗压静载试验 Q- s曲线吻合较好 ,证明了该模型具有一定的合理性 ;土工格栅加筋褥垫层通过增大桩身受力来改善地基沉降 ,但改善效果不明显 ,主要起提高安全储备的作用.     

回收钢纤维对超高性能混凝土和易性和力学性能的影响

为了探究回收钢纤维(RSF)在超高性能混凝土(UHPC)中替代工业钢纤维(SF)的可行性,以SF作为对比,采取流动度试验、流变试验及钢纤维分散度试验,分析了RSF对新拌超高性能混凝土和易性的影响,并通过抗折抗压试验,研究了RSF对硬化超高性能混凝土力学性能的影响。结果表明:新拌回收钢纤维超高性能混凝土(RSFUHPC)与工业钢纤维超高性能混凝土(SFUHPC)流动性经过统计学分析无明显差异,由于RSF长径比不均,RSFUHPC屈服应力及塑性黏度均大于SFUHPC,但RSFUHPC剪切增稠程度明显降低,同时RSF在新拌及硬化UHPC中的分散度均明显大于SF;当钢纤维掺量一定时,统计学假设检验P值(P-value)＞0.05,表明相比于SF,掺入RSF对UHPC荷载-位移曲线、抗折强度以及抗压强度没有显著影响。因此,掺入RSF可以在保证UHPC力学性能的同时,显著增强其在UHPC中的分散性,降低实际工程中人工振捣的施工难度,提高施工质量。     

上海黏土掺入聚乙烯醇纤维后的强度试验研究

为研究聚乙烯醇纤维对上海黏土抗剪和抗压强度的影响以及聚乙烯醇纤维加筋材料对上海黏土强度的作用机制,分别对不同条件下的聚乙烯醇加筋上海黏土进行直剪慢剪和无侧限抗压强度试验。试验结果表明:掺入聚乙烯醇纤维后,上海黏土的抗剪强度、抗压强度均提高了,相对于素土,抗剪强度和抗压强度分别最大提高了73.7%和49.5%;抗剪强度和抗压强度的最佳加筋率分别为1.0%和0.8%,且相对于素土,抗变形能力有所提高;当垂直压力为50 k Pa时,直剪试验的应力-应变曲线呈应变软化状态;当垂直压力为100,150和200 k Pa时,应力-应变曲线呈应变硬化状态;直剪试验中,聚乙烯醇纤维掺入上海黏土对黏聚力影响较大,对内摩擦角几乎没有影响。     

钢纤维高强混凝土的劈拉及剪切变形性能

通过钢纤维高强混凝土的劈拉和剪切性能试验,分析钢纤维对高强混凝土劈拉和剪切变形性能的影响。结果表明,钢纤维的加入有效地改善了高强混凝土的劈拉和剪切变形性能。劈拉荷载作用下,钢纤维高强混凝土的劈拉变形能力随钢纤维体积率的增大而提高;剪切荷载作用下,钢纤维高强混凝土的初裂和破坏变形均随着钢纤维体积率的增大而增大,当钢纤维体积率为2.0%时,钢纤维高强混凝土的初裂变形较相应的普通高强混凝土提高了42%~65%,剪切韧性提高了4~5倍。此外,研究表明钢纤维类型对高强混凝土劈拉及剪切荷载作用下的变形性能具有不同程度的影响。     

三峡电站钢衬钢筋混凝土压力管道可靠性分析

 在总结三峡电站坝后钢衬钢筋混凝土压力管道现行设计方法的基础上，采用钢筋混凝土非线性随机有限元的方法对该管道进行了计算，求得了各种钢筋配置下的可靠指标并对管道的可靠性进行了分析。