引水隧道抗裂防水混凝土性能研究

为研究引水隧道抗裂防水混凝土性能，基于某引水隧道工程实例，采用混凝土渗流方程，根据隧道内外侧环境条件及混凝土开裂和渗透情况，建立裂缝水分传输模型。在此基础上，开展抗渗试验，研究水分在混凝土裂隙中的渗透规律。此外，为分析掺杂不同材料的复合混凝土的抗冲击性能和抗渗性能，对掺杂材料分别为钢纤维、碳纤维以及复合纤维的混凝土开展抗冲击和抗渗耐久性试验。结果表明，与基本混凝土相比，混合材料混凝土的韧性显著提高，结构的抗裂性能明显增强。渗透试验结果表明，3种不同掺合料的混凝土试样中，掺杂复合纤维的试样渗透系数最小，表明掺和纤维能够较好提高混凝土的抗渗能力。     

玄武岩纤维混凝土应力-应变全曲线试验研究

玄武岩纤维是混凝土良好的增强增韧材料,应力－应变全曲线是混凝土最基本的本构关系,是钢筋混凝土结构分析中重要的物理方程。采用单轴压缩试验,进行了玄武岩纤维混凝土单轴受压应力－应变全曲线研究,开展了不同纤维掺量与矿物掺合料种类对各特征点应力－应变关系及全曲线本构参数的影响规律研究。研究表明,玄武岩纤维可提高混凝土的韧性和破坏后的延性,掺入玄武岩纤维后混凝土应力－应变全曲线峰值点、反弯点与临界剪切点处的应力均有所提高,在纤维掺量为０．１０％时最大,各点对应的应变随玄武岩纤维掺量增加而增大,在纤维掺量为０．１２％时最大;当纤维掺量为０．１２％时,玄武岩纤维混凝土应力－应变全曲线上升段本构参数αａ为１．７６,下降段本构参数αｄ为１．７１;掺入粉煤灰会进一步降低玄武岩纤维混凝土的脆性,而磨细矿渣粉则相反。     

纤维增强塑料筋混凝土板的变形研究

通过纤维增强塑料筋混凝土四边简支双向板的冲切性能试验,得到试验双向板的荷载-挠度曲线以及挠度分布图。试验表明,在冲切破坏发生之前,试验双向板的变形主要是弯曲变形;冲切纤维增强塑料筋混凝土双向板荷载-挠度曲线的主要影响因素的分析成果,为纤维增强塑料筋加强混凝土结构在工程中的应用和对混凝土板冲切问题的深入研究可提供试验依据。     

应变率效应对混凝土动弯拉强度的影响

本文基于混凝土材料的应变率效应及有关试验资料，给出了混凝土材料强度和弹性模量强化曲线，根据该关系曲线并考虑初始静预载的情况，建立了混凝土梁动弯加载过程的有限元数值模型。利用该数值模型模拟了不同加载速率和具有不同初始预静载时梁在冲击荷载作用下动弯拉破坏过程，分析了混凝土强度和弹性模量的应变率敏感性对不同初始预静载水平下的混凝土梁动弯拉强度的影响，初步揭示出动载强度随着应变率变化的规律。研究表明，在复杂加载情况下，动强度与应变历史、应变率历史以及材料的损伤积累有关。     

玄武岩纤维对机制砂水工混凝土力学性能的影响研究

随着天然骨料用量的不断增大，机制砂在水工混凝土领域显示出广阔的应用前景。文中通过室内试验的方式，探讨了玄武岩纤维对机制砂混凝土力学性能的影响，根据试验结果，建议在机制砂水工混凝土制作中掺入0.2%的玄武岩纤维。     

聚丙烯纤维混凝土的试验研究

本文根据对聚丙烯纤维混凝土的试验研究，提出了几种聚丙烯纤维掺入混凝土使其各项技术指标改善的作用机理并采用了有关实验数据。供工程技术人员参考。     

玄武岩纤维对橡胶混凝土力学性能的影响

为提高橡胶混凝土的力学性能，研究玄武岩纤维长度对粒状与粉状橡胶混凝土力学性能的影响，进行了抗压、劈裂抗拉试验，并根据试验结果对纤维增强机理进行分析。结果表明：掺长为12mm的玄武岩纤维对橡胶混凝土的力学性能最佳，粒状与粉状橡胶混凝土的抗压强度分别提高了8.3%和2.4%，劈裂抗拉强度分别提高了7.19%和2.99%。因此，适当长度的玄武岩纤维能够在橡胶混凝土基体中分布形成特殊空间网络体系并增强其力学性能。     

马河水库溢洪道干喷纤维混凝土加固工程研究

根据喷射混凝土的施工工艺,采用现场喷制试件的方法,研究了加固马河水库溢洪道所用干喷聚丙烯纤维混凝土的塑裂性能,用切割法制作试件,研究了喷射纤维混凝土的抗冻性以及冻融循环对纤维混凝土与浆砌石界面黏结强度的影响.试验结果表明:低掺量聚丙烯纤维可抑制混凝土塑裂,提高抗冻融循环能力;干喷纤维混凝土与浆砌石之间的劈裂黏结强度随时间的延长而提高,且受冻融循环影响很小;选择合适的材料和施工工艺,可有效地降低干喷纤维混凝土的回弹率.     

聚丙烯纤维混凝土试验研究

对在混凝土中掺入聚丙烯纤维的工艺，以及掺入聚丙烯纤维后对混凝土性能的影响进行了试验研究。室内试验及工程应用结果表明，聚丙烯纤维混凝土能有效地减少混凝土塑性收缩裂缝，明显改善混凝土抗变形能力，有利于提高混凝土的耐久性。     

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。     

聚丙烯纤维水泥砂浆动态力学特性与本构模型研究

通过改进的分离式Hopkinson压杆试验装置对聚丙烯纤维水泥砂浆进行动态力学性能以及动态损伤本构关系的研究.基于试验结果得到的应力一应变曲线,对聚丙烯纤维水泥砂浆在不同应变率下的弹性模量、峰值应力和韧度变化规律进行了探讨.根据试验应力应变曲线的基本特征,选择引入朱-王-唐本构模型,并考虑纤维的阻裂作用,对试验结果进行拟合,提出了一种新的聚丙烯纤维水泥砂浆动态损伤本构模型.该模型在考虑聚丙烯纤维增强、应变率硬化、损伤软化等因素下,描述聚丙烯纤维水泥砂浆的动态受力特性.     

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。     

玄武岩纤维提升水泥土抗拉性能的试验研究

为研究玄武岩纤维对水泥土抗拉力学性能的影响,选取不同长度、直径及掺量的玄武岩纤维掺入水泥土,通过开展单轴拉伸试验、无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,并采用正交试验极差法,分析了玄武岩纤维对水泥土的应力-应变曲线、抗拉强度、拉压强度比和破坏形态的影响规律和微观作用机理。结果表明:玄武岩纤维水泥土的单轴抗拉试验应力-应变曲线可分为弹性变形、破坏、残余强度和稳定4个阶段;纤维变量对抗拉性能影响大小依次顺序为长度、掺量、直径;玄武岩纤维长度9 mm和掺量1.5%为玄武岩纤维的最优单掺参数。玄武岩纤维水泥土的拉压比较未掺入纤维的水泥土的拉压比高,但纤维种类和掺量等对纤维水泥土的拉压比影响较大;三维随机网状分布的玄武岩纤维可提升水泥土的抗拉强度和韧性。     

改进纤维模型单元在剪力墙非线性分析中的应用

目前的纤维模型只能模拟构件的弯曲和轴向变形,不能模拟构件的剪切变形,为了精确地对剪力墙进行非线性分析,应建立考虑弯矩、轴向和剪切变形共同影响的纤维模型。从材料的应力、应变关系出发,在纤维模型研究的基础上,对剪切模量与弹性模量之间的关系进行分析研究,并进行数值模拟及试验对比分析。提出了一种考虑弹塑性剪切变形的纤维墙单元模型,数值模拟与试验结果吻合。结果表明,在荷载变形曲线的上升段直到极限荷载乃至软化段都有较好的模拟,改进的纤维模型模拟能较好地反应钢筋混凝土剪力墙的滞回性能。     

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。     

单元类型选择对土石坝应力变形计算结果的影响

为准确对比分析土石坝有限元计算时不同单元类型的选择对土石坝应力变形计算结果的影响,利用UMAT子程序,在ABAQUS中开发了邓肯-张E-ν模型。对某心墙堆石坝分别采用8结点等参单元和20结点等参单元进行了有限元计算,并分析两种单元类型的计算结果。结果表明,采用8结点等参单元和20结点等参单元计算得到的坝体沉降和防渗墙应力差异较小。8结点等参单元可有效地用于类似工程的应力变形的有限元分析中。     

干湿循环下复合改良黄土剪切力学特性试验研究

纤维可有效改善土体的力学特性。通过不固结不排水三轴剪切试验,研究了玻璃纤维掺量、纤维长度、养护龄期及干湿循环次数对纤维-秸秆灰-石灰复合改良黄土剪切力学特性的影响规律。试验结果表明:随着纤维的掺入,复合改良土的应力-应变曲线逐步转为应变硬化型,极限偏应力、黏聚力及内摩擦角随着纤维掺量及纤维长度的增加,呈现先增加后减小的趋势,当纤维掺量为0.4%、纤维长度为9 mm时为最优配比。干湿循环条件下,复合改良土的极限偏应力、黏聚力及内摩擦角逐步减小,前期衰减速率较大,后期基本趋于稳定,衰减幅值受纤维掺量、纤维长度影响明显。养护龄期越长,改良土在不同干湿循环下的强度越高,稳定性越好。     

素水泥土及纤维水泥土动力特性试验研究

利用动三轴试验仪对温州地区水泥土进行了试验,研究结果显示:(1)水泥土试样的动应力-动应变曲线、动弹模-动应变曲线均符合双曲线形式,水泥掺量对水泥土动应力的影响最为明显,水泥掺量、纤维掺量、动荷载频率对水泥土动弹模的影响非常明显。(2)随着水泥掺量、动荷载频率的提高,水泥土样发生破坏时的动应变明显变小;随着纤维掺量的提高,水泥土样发生破坏时的动应变明显变大,掺入适量的纤维可以提高水泥土的塑性;当应力水平超过水泥土的"临界动应力"时,水泥土的塑性变形急剧增大直至土体破坏。(3)工程设计时,应控制上部结构传下的总应力不大于加固土体处的临界应力,且应避免荷载频率与水泥土体的固有频率相近。     

砂质粉土水泥土无侧限抗压强度试验

通过对36组水泥土室内配方试验的归纳与分析,进行了室内4种因素影响下水泥土的无侧限抗压强度试验,定量分析了水泥掺量、养护龄期、水泥品种和养护方式对水泥土无侧限抗压强度的影响,揭示了各种因素对水泥土无侧限抗压强度的影响规律。试验结果表明:水泥土无侧限抗压强度随着龄期的增长而提高;水泥掺量、水泥品种和养护龄期是影响水泥土无侧限抗压强度的主要因素;对于水泥掺量小于10%的水泥土,养护方式对水泥土强度影响较大。试验结果还表明:无侧限抗压强度试验中的应力应变关系随水泥掺量的变化以及龄期都有较明显的变化趋势,水泥土试样随龄期的增长和水泥掺量的增加均变得越硬越脆,龄期越长、水泥掺量越大,应力应变关系曲线在上升段越陡峭。最后,从扫描电镜(SEM)试验照片中可以直观的看出水泥土随着水泥掺量的增加强度的变化规律。     

基于DFOS的船闸水工结构监测研究

基于分布式光纤感测(DFOS)在大型工程结构监测方面的技术优势,将其应用于船闸水工结构的安全健康监测中,运用以布里渊光时域分析(BOTDA)和布拉格光纤光栅(FBG)应变感测技术对船闸闸首和闸室结构在施工中的应力、应变过程进行了监测;运用以光时域反射(OTDR)和拉曼散射光纤感测技术为原理的ROTDR系统对船闸闸首底板浇筑过程中混凝土水化热的释放进行了监测,并由此对应变监测结果进行了温度补偿。根据监测结果,综合分析了混凝土水化热释放过程和上部荷载双重作用下船闸闸首结构内部混凝土和钢筋的应力、应变过程,并验证了分布式光纤感测技术在船闸等大型水工结构施工安全监测中的可行性。