基于PFC 3D的某水利工程中混凝土冻融损伤破坏试验研究

针对某水利工程中所有混凝土材料,引入PFC 3D颗粒离散元分析方法,建立冻融损伤混凝土模型,研究了冻融循环次数与单轴峰值强度、泊松比、应变之间的关系,冻融循环次数150次相比0次峰值应力降低了20%,峰值点处应变值增大了23.1%,达0.16%。获得了峰值应力点A、应变0.3%点B、峰后1/2峰值应力点C处应力、位移特征与冻融循环次数之间的关系。揭示了混凝土冻融损伤单轴破坏后细观特征,分析了特征点处裂纹与循环次数间的演化规律,获得了特征点处均是剪切裂纹数量高于张拉裂纹,点C处为峰后阶段,不论何循环次数下,均具有贯通性破坏裂纹。     

水工沥青混凝土三轴试验的三维细观模拟

基于颗粒离散元理论,利用沥青混凝土三轴试验进行三维数值模拟,对水工沥青混凝土的细观性能研究具有重要意义。通过数值模拟发现:根据沥青混凝土的材料组成及特性,选择合适的材料单元间的接触本构模型以及合理的细观力学参数,使用颗粒流PFC3D软件可近似模拟沥青混凝土的室内三轴试验,并可再现试件剪切破坏的发展过程;数值模拟试验所得到的应力-应变曲线及体积应变-轴向应变曲线与室内三轴试验结果基本一致。     

单轴压缩作用下混凝土全场应变分析方法研究

为了分析对混凝土单轴受压过程中全场应变特征,对混凝土进行单轴压缩试验,使用数字散斑技术对受压过程进行全场应变信息采集,分析过程中应变变化规律。使用离散元PFC~(2D)建立模型,对全场应变云图及裂纹特征进行模拟分析,并对模拟压缩过程中的裂纹数目进行监测。结果表明,所建立的模型能够较好反映混凝土单轴受压过程中全场应变变化情况。     

生态植生混凝土实验研究

针对同粒径同等粉煤灰掺入条件下,从水灰比、振捣方式以及外加剂3个因素上考虑,对生态植生混凝土的渗透系数、抗压强度以及孔隙率进行测定,分析其力学及物理性能,探讨生态植生混凝土制备效果,为生态植生混凝土的应用与推广提供实验依据和技术支持。     

植生多孔混凝土在水库护坡中的应用试验研究

选取灰集比、水灰比、掺合料和植生植物等影响植生多孔混凝土植生性能的相关因素,设计正交试验,进行植生和耐淹试验。通过试验结果及分析研究,得出植生多孔混凝土最优的植生组合方案。研究结果显示,当水灰比为38%,灰集比为1/9,复合双掺22.5%粉煤灰和矿渣微粉时,植生性能最佳。     

基于FDEM的混凝土开裂破坏过程的数值模拟

为了研究混凝土在轴向应力作用下的微裂纹萌生扩展过程和位移场、应力场的变化,采用有限-离散元法(Combined finite-discrete element method, FDEM)进行混凝土数值模型重构,生成了结构上含多边形随机骨料、砂浆和界面过渡区三相物质的数值模型。主要结论如下:(1)有限-离散元法可以很好地模拟混凝土在外部轴向荷载下开裂的全过程,包括微裂纹萌生、扩展、贯通等过程。(2)由骨料、砂浆和两者之间的界面过渡区造成的力学参数非均质性和混凝土内部结构的非均质性共同造成了混凝土位移场和应力场分布的不均匀性。且界面过渡区由于力学参数较为薄弱,最易萌生微裂纹,首先产生破坏。(3)非均质性会影响混凝土的局部应力场分布,造成应力集中现象。(4)FDEM能够较好地模拟高性能混凝土的拉压比(0.064),为更进一步模拟大尺度混凝土建筑物的工程特性打下良好的基础。     

浅谈植生混凝土的研究与应用

由于植生混凝土的特殊功能,已成为保护环境,解决水土流失、水质净化、退化生态环境的修复和重建的理想材 .料.本文作者在收集国内现有的研究成果基础上,系统地介绍了植生混凝土的概念、技术特点、研究状况以及存在的问题,以供同行参考.     

基于分形理论的混凝土动力拉伸过程定量研究

为了从细观层面上定量研究混凝土动荷载作用下的破坏过程,以正弦波动力荷载作用下的混凝土CT试验为基础,编制了基于差分盒维数理论的分形维数计算程序,分别研究了混凝土试样三个断面大统计区域和感兴趣区域上的分形维数随加载过程的变化过程,通过分析混凝土试样在加载过程中分维数的变化规律,探讨了分维数变化与损伤裂纹演化过程的关系。结果表明:正弦波动力拉伸荷载作用时混凝土试样中一般有多条裂纹同时萌生,但当主裂纹形成后,次生裂纹会闭合,主裂纹会抑制次裂纹的发展,且裂纹大致与拉荷载方向垂直,破坏形式属于脆性断裂,损伤裂纹表面平整,裂纹沿材料强度较弱的区域发展;混凝土试样各断面分形特征明显,分形维数能较好地描述混凝土损伤裂纹的演化规律,可作为研究混凝土裂纹演化的定量参数;感兴趣区域分维数的变化更明显,更有利于描述混凝土受力破坏时内部的应力集中、应变局部化和损伤裂纹的演化规律。     

基于分形理论的混凝土动力拉伸过程定量研究

为了从细观层面上定量研究混凝土动荷载作用下的破坏过程,以正弦波动力荷载作用下的混凝土 CT 试验为基础,编制了基于差分盒维数理论的分形维数计算程序,分别研究了混凝土试样三个断面大统计区域和感兴趣区域上的分形维数随加载过程的变化过程,通过分析混凝土试样在加载过程中分维数的变化规律,探讨了分维数变化与损伤裂纹演化过程的关系。结果表明: 正弦波动力拉伸荷载作用时混凝土试样中一般有多条裂纹同时萌生,但当主裂纹形成后,次生裂纹会闭合,主裂纹会抑制次裂纹的发展,且裂纹大致与拉荷载方向垂直,破坏形式属于脆性断裂,损伤裂纹表面平整,裂纹沿材料强度较弱的区域发展; 混凝土试样各断面分形特征明显,分形维数能较好地描述混凝土损伤裂纹的演化规律,可作为研究混凝土裂纹演化的定量参数; 感兴趣区域分维数的变化更明显,更有利于描述混凝土受力破坏时内部的应力集中、应变局部化和损伤裂纹的演化规律。     

含预制双裂纹试样岩桥贯通模式的数值研究

当双裂纹岩体破坏时,不同裂纹之间的应力场会相互作用,岩桥区域会发生贯通。将应变强度准则嵌入到二次开发的扩展离散元UDEC中,模拟了含预制双裂纹试样的拉伸裂纹及剪切裂纹的扩展。数值模拟结果发现双裂纹试样在单轴压缩过程中会出现4种岩桥基本贯通模式:（1）伴随着2条预制裂纹尖端的翼裂纹独立逐渐扩展,但岩桥区域不发生贯通的不贯通模式;（2）在岩桥区域内,主应力场及切应力场集中,产生剪切裂纹贯通岩桥,切应力对贯通起主导作用的剪切贯通模式;（3）在岩桥区域内,主应力场高度集中,岩桥贯通具有瞬时性,拉伸裂纹贯通岩桥的拉伸贯通模式;（4）在拉力与剪力共同作用下,试样达到强度最高峰值后产生的拉剪混合贯通模式。通过与室内试验对比,将应变强度准则运用到数值模拟分析中可以更准确描述细观破坏时应力应变及岩桥贯通的变化,丰富了多裂纹岩样在细观力学中的贯通机理,为研究岩体细观破坏提供数值模拟参考。     

粉煤灰对再生混凝土抗碳化性能的影响

粉煤灰再生混凝土符合“十三五”规划绿色发展理念,粉煤灰及再生骨料等废弃物的有效利用具有重大的经济意义和环保意义。试验设计了不同粉煤灰掺量(0%,15%,25%,35%,45%)的再生混凝土,研究粉煤灰再生混凝土的碳化规律,并建立碳化预测模型。结果表明:混凝土的碳化深度与碳化时间及粉煤灰掺量呈正比关系;CO₂扩散系数与粉煤灰掺量呈线性函数关系。建立了基于CO₂扩散系数的碳化深度预测模型,模型的建立为粉煤灰再生混凝土的应用提供了重要支撑。     

环保型绿化混凝土护砌材料的研究与实践

绿色建材是土木工程建筑材料发展的方向。利用建筑废砖石制作绿化混凝土构件，既能保持原有防护功能，又能使植草良好生长。     

我国建立绿色水电认证制度的探讨

绿色水电认证的目的是把水电工程对生态环境的负面影响降至最低程度,并且为电力消费者提供可信并可接受的生态标志。通过对瑞士和美国绿色水电认证的产生、标准和作用的分析,指出建立认证制度是解决我国水电工程生态环境制约的有效途径,是对现行环境影响评价制度的补充和完善,而且认证已经具有了基本的法律依据和社会基础。为了在我国建立绿色水电认证制度,还需要完善相应的法规和管理机制、政府对认证制度和企业的支持、公正机构的主持和广泛的参与、制定符合中国特点的绿色水电标准。     

基于水体自然净化的北京奥林匹克公园中心区雨水利用技术

通过设计北京奥林匹克公园中心区雨水利用系统,对雨水回收利用技术进行了大量的研究和技术攻关,在确保排水通畅的前提下,提出了"水体自然净化的雨水利用"设计新理念.将透水铺装区域、绿地、水系等各类用地统盘考虑,通过透水砖、露骨料透水混凝土、增渗设施等新型透水材料,利用透水铺装和渗滤沟内的砂砾料和增渗设施净化雨水.在收集雨水过程中,实现对水质进一步净化,使收集的水质满足灌溉、水景、回灌地下的相关标准,节省了成本,建成了高标准的公园雨水利用系统,对兑现"绿色奥运"承诺和北京的水资源的循环利用具有重要意义.     

FPSO甲板上浪的数值模拟

FPSO在其生命周期内遭受的上浪风险很大,严重的上浪可导致结构的损坏。本文建立了三维数值水池,对规则波下固定FPSO的甲板上浪进行了数值模拟。得到了甲板和甲板室上的冲击载荷和上浪水在甲板上的水位高度以及波浪沿船首爬升、变形、破碎的过程。水池采用动边界造波,自由面由VOF方法来捕捉,在水池后段的动量方程中添加了源项以消除后端壁面的波浪反射。     

我国绿色水电认证实施策略探讨

在当前社会基础和技术条件下,我国绿色水电认证工作已经具备了开展试点评价的条件。提出了在生态流域、健康河流与绿色水电三个层面的整体框架下,开展绿色水电试点评价标识工作的实施策略,即以设立“绿色水电示范项目”为切入点,编制（《绿色水电评价标识管理办法（试行）》作为工作依据,通过提供财政补贴、电价补偿等激励措施,分类、分期地开展试点评价与标识工作,最终全面、规范地实施我国绿色水电认证,促进人水关系和谐,实现水电开发与生态环境的协调发展。     

纳米材料对混凝土耐久性和功能性影响研究

为了探究纳米混凝土耐久性和功能性研究的进展与困境,对不同种类纳米材料对混凝土耐久性和功能性的影响进行了分类整理和分析,并对纳米材料在混凝土中的应用前景进行了展望。研究发现:(1)纳米材料可以有效改善混凝土孔隙结构,并且参与混凝土水化,从而提高混凝土的抗冻、抗渗、抗冲磨、抗腐蚀等耐久性能;(2)纳米材料的掺入还可以使混凝土产生压敏导电性能、光催化自清洁性能以及电磁屏蔽性能,具有广阔的应用前景;(3)目前纳米混凝土存在纳米材料造价较高且过量掺加会使优化效果降低的问题。因此,从经济和性能两方面考虑,纳米材料在混凝土中的掺加存在一个最优掺量。最后给出了两个典型工程案例介绍纳米混凝土在水工建筑物中的成功应用,为纳米材料在混凝土中的应用提供有价值的参考。     

我国绿色水电认证实施策略探讨

在当前社会基础和技术条件下,我国绿色水电认证工作已经具备了开展试点评价的条件。提出了在生态流域、健康河流与绿色水电三个层面的整体框架下,开展绿色水电试点评价标识工作的实施策略,即以设立"绿色水电示范项目"为切入点,编制《绿色水电评价标识管理办法(试行)》作为工作依据,通过提供财政补贴、电价补偿等激励措施,分类、分期地开展试点评价与标识工作,最终全面、规范地实施我国绿色水电认证,促进人水关系和谐,实现水电开发与生态环境的协调发展。     

高贝利特水泥混凝土的力学性能研究

针对混凝土大坝存在的“无坝不裂”问题，采用国家“九五”重点科技攻关成果-高贝利特水泥，研制了一种新型的抗裂性能较好的高性能大坝混凝土。对高贝利特水泥混凝土力学性能(包括强度性能、弹性模量、极限拉伸变形和体积变形性能等)试验结果进行分析，并与三峡工程目前使用的高性能大坝混凝土的力学性能进行的对比，说明高贝利特水泥混凝土具有良好的力学性能，抗裂能力稍优，是一种新型的高性能大坝混凝土，可望在今后的大坝混凝土工程或其它大体积混凝土工程中得到推广应用。     

关于保障农村水电站坝下最小流量的思考

确保农村水电站坝下最小流量、保持河流连通是绿色水电发展的最基本要素。本文以绿色水电发展为导向,基于我国农村水电发展现状,提出“合理设定下泄流量标准、制定生态调度制度、建立监测监管方案”的相关建议,从而保障坝下河段生态系统稳定的最小生态流量。