GFRP筋砂浆试件拉拔试验及仿真分析

对26个不同埋深、不同直径和不同砂浆强度的GFRP筋与砂浆拉拔试件进行了拉拔承载力以及粘结强度的研究。结果表明,拉拔承载力随着埋深的增加而增大,随着砂浆强度的增大而增大,但随着直径大小的变化不明显;粘结强度随着拉拔试件的埋深的增大而减小,随着直径的增大而减小,随着砂浆强度的增加而增大。利用ANSYS程序对GFRP筋与砂浆拉拔试件进行了仿真分析,结果表明,模拟结果与试验结果较为接近,即利用ANSYS软件能够较为准确用来验证试验结果。     

拉拔速率对土工格栅-砾性土界面摩擦特性的影响分析

为研究土工格栅与砾性土的界面特性,通过室内拉拔试验研究了拉拔速率、法向应力对界面参数的影响,分析了拉拔力峰值、界面摩擦参数及界面摩擦系数比的变化规律.试验结果表明:不同拉拔速率下的拉拔力与拉拔位移曲线均呈现出应变软化特征,且随着拉拔速率的增大,相同法向应力下拉拔力峰值对应的拉拔位移基本相同;随着法向应力的增大,相同拉拔速率下拉拔力峰值对应的拉拔位移逐渐增大;土工格栅-砾性土界面的似摩擦角在拉拔速率(v≤0.9 mm/min)下变化较小,随着拉拔速率的进一步增加,界面的似摩擦角略有提升,且随着拉拔速率的增加,存在一个临界拉拔速率(v=0.9 mm/min),此时土工格栅-砾性土界面的似黏聚力达到最大,为最小界面似黏聚力的1.9倍左右;界面摩擦系数比K随着拉拔速率的增加呈现出先增后减的趋势,拉拔速率在0.3～4.5 mm/min时,K的变化范围为1.29～1.58;从偏安全角度考虑,实际加筋土工程设计中应选择低速率试验工况下的界面摩擦系数比.     

基于P5含量的砂砾土与格栅拉拔试验及破坏特性分析

为研究砂砾土P_5(粒径5 mm的粗颗粒质量百分比)对土工格栅拉拔性状及破坏特性的影响,利用土工合成材料综合测定仪对不同P_5的砂砾土进行了拉拔试验,系统地研究了P_5对拉拔力峰值、格栅破坏形式的影响及格栅拉拔阻力在不同填筑方式下的变化规律.试验结果表明:在同一法向应力下,当P_5由20%增长为30%时,拉拔力峰值增长为原来的1.1倍左右;当P_5相同时,随着法向应力的增加,格栅破坏从撕裂演变为劈裂,法向应力每增加25 kPa,横向撕裂长度扩大2倍左右;当法向应力一致时,改变P_5,格栅破坏形式基本一致;在相同竖向压力与P_5含量下,分别采取击实填筑与压实填筑砂砾土,拉拔曲线分别表现为软化、硬化两种截然不同的发展趋势.     

土工格栅加筋拉拔试验界面特性细观分析

筋材与填土界面摩擦特性直接影响加筋效果,其技术指标在工程设计中占重要地位.采用离散元法软件PFC2D,通过双轴试验和格栅拉伸试验确定土颗粒和格栅参数,建立了不同界面的加筋土拉拔试验模型,从细观角度对土工格栅与不同填土界面特性进行分析.试验结果表明:格栅上侧水平位移量比格栅下侧大;拉拔过程中格栅两侧的剪切带宽度不相等,格栅下侧剪切带宽度较大;不同形状颗粒间咬合嵌锁程度不同,咬合嵌锁程度越大,其水平位移量越小,剪切带宽度越大.     

土体含水率与根系埋深对银杏树苗抗拉拔性能的影响

中国是受热带台风灾害影响最为严重的国家之一,由于强风暴雨作用引起的林木根系拔出及倾倒破坏致使交通中断、车辆受损、人员伤亡等次生灾害与日俱增。为进一步研究土体物理特性对林木抗拉拔性能的影响,采用自主设计的根系横向加载试验系统,通过对银杏树苗施加定速率横向加载的拉拔试验,模拟外力荷载下根系的倾倒过程。试验设置了5组梯度含水率和4种埋深工况分析土体含水率、根系埋深对拔出过程中抗拉拔力的影响。研究表明：在粉质砂土中,黏聚力根系位移抗拉拔力曲线中抗拉拔力的变化可以概括为平缓上升、陡峭上升和缓慢上升达到峰值3个阶段;最大抗拉拔力随含水率提升呈现先升后降的总体趋势,与土体黏聚力变化的总体趋势相同,当含水率趋近饱和含水率时,最大抗拉拔力衰减显著;当含水率一定时,根系的最大抗拉拔力随着根系埋深的增加,在试验设置的埋深区间内呈线性趋势增长。     

PBL与PZ型剪力连接件抗拉拔性能试验

本文采用12个PBL和3个PZ型剪力连接件试件,通过一套自主设计的单调加载装置,进行了极限抗拉拔承载力、相对位移、剪力键应变和破坏模式的测试试验,比较了开孔大小、埋置深度以及剪力键类型对试件极限抗拉拔承载力、初始开裂荷载和破坏模式的影响;并根据试验结果拟合了PBL剪力键极限抗拉拔承载力的计算公式。研究结果表明：加大孔径能直接提高PBL剪力键的极限抗拉拔承载力,当孔径由0mm增长到30mm,极限抗拉拔承载力增长率最大可达34.5%;埋置深度的增加较孔径能更显著地提升剪力键的极限抗拉拔承载力,当埋深由110mm增长至225mm,PBL和PZ型剪力连接件对应的极限抗拉拔承载力的增长率可分别达到224%和165%;PZ型剪力连接件较相同埋深的PBL剪力键有更大的极限抗拉拔承载力,同时由于其良好的疲劳性能,不同几何尺寸和构造的PZ型剪力连接件力学性能的研究工作有待进一步开展。     

硅烷涂层提升钢纤维-砂浆界面性能的试验研究

为了提升钢纤维-砂浆界面的黏结性能,采用9种基于硅烷的表面处理剂对钢纤维进行浸渍处理并高温固化成膜;埋置于水泥砂浆圆柱体试块中,开展单根纤维拉拔试验,获得拉拔荷载-位移曲线. 试验结果表明,采用不同的硅烷涂层对钢纤维进行表面改性,可以不同程度地改善钢纤维-砂浆界面的黏结性能;拉拔峰值荷载最高增加5.75倍,拉拔能耗最多增加2.48倍. 硅烷Z6011和Z6020及复合涂层能够较大幅度地提升界面黏结强度,主要增加钢纤维与砂浆界面的化学黏结力;硅烷Z6030和Z6040及复合涂层对界面黏结强度的提升幅度相对较小,主要增加界面滑移摩擦力. 采用扫描电子显微镜（SEM）研究界面黏结性能的提升机理,发现硅烷涂层使得界面过渡区的微观结构更致密,显著提升了钢纤维-砂浆之间的黏结性能.     

火灾中植筋试件极限承载力试验研究

为研究火灾下植筋试件极限承载力与受火时间的关系,进行了火灾下4个植筋试件拉拔试验.采用自制试验炉对植筋试件受火升温,当到达设定时间后,进行拉拔试验,试验中记录植筋试件的拉拔力,植筋末端位移及受火时间.试验结果表明:在受火时间不超过30 min时,15d和20d(d为钢筋直径)植筋试件的极限承载力降低程度不同,但当受火时间大于45 min后,两者的极限承载力相差不大.当受火时间超过60 min后,两种不同植筋深度植筋试件的极限承载力下降约85%.15d植筋试件和20d植筋试件分别在受火时间不超过15 min和30 min时可以保证钢筋屈服.     

植钢技术的锚固性能与锚固深度的试验与仿真

目的研究植钢锚固技术的锚固性能,预测不同型号角钢在不同强度混凝土下的合理锚固深度．方法在不同强度下的混凝土中植入不同型号角钢,进行静力拉拔正交试验,在试验结果基础上进行了拉拔试验过程中的仿真分析．结果正交试验结果得到了植钢技术的锚固性能、角钢的应力分布情况和整个加载过程的荷载一滑移曲线．荷载一滑移曲线可分为三段式,对它进行拟合得到型钢一混凝土界面的荷栽一滑移之间的关系式．采用ANSYS有限元程序进行角钢混凝土结构的数值模拟,详细介绍了非线性弹簧单元（Combination39单元）对型钢混凝土粘结滑移进行准确模拟的实用方法．结论数值模拟结果与试验结果吻合较好．预测了工程中不同型号角钢的合理锚固深度．可为植钢技术的数值模拟、理论研究和工程设计提供参考．     

新老混凝土黏结界面钻芯拉拔强度的试验研究

对新老混凝土黏结界面钻芯拉拔强度进行了相关试验研究,探讨了几种界面剂对提高钻芯拉拔强度的提高幅度及其优劣比较,提出了钻芯拉拔法现场检测新老混凝土界面质量的规范操作程序、测值统计方法和较佳的芯样直径范围,并用参数估计提出了芯样直径为50 mm、80 mm、100 mm的芯样钻芯拉拔强度间的换算系数和范围.     

多层土工合成材料受力特性有限元研究

应用有限元法对多层土工合成材料系统中单层拉力进行了研究，模拟了日本宇都宫大学今泉繁良教授的四层土工合成材料直剪试验，比较计算结果与试验结果，验证了有限元模型的正确性，明确了拉应力和摩擦应力的分析，改变模型的参数进行计算，进一步研究了影响材料所受拉力大小的因素，计算结果与Koerner的理论结果进行对比。研究结果表明，材料的刚度影响其受力的大小，各层土工合成材料之间的受力相互影响。因此，计算单层拉力时应该对多层土工材料系统进行整体分析。     

土工格栅 黏性土界面特性的拉拔试验分析

筋-土界面特性是影响加筋土结构性能的重要因素之一,利用中型拉拔模型试验分析了界面正应力和黏性土含水量对格栅黏性土界面相互作用特性的影响,试验结果表明黏性土含水量对格栅极限抗拔力、界面黏聚力和摩擦系数影响明显.不同界面正应力下格栅极限抗拔力在含水量较小时差别显著,随着黏性土含水量增加,格栅极限抗拔力和界面摩擦系数呈现减少趋势,而筋-土界面间黏聚力先增大后减小,且当含水量达到塑限含水量时,三者均趋于稳定.格栅抗拔力-位移曲线均经历线性和非线性增加以及拉拔极限阶段,并随含水量增加,抗拔力-位移曲线由线性增长向极限状态发展的中间阶段逐渐缩短.在拉拔最大载荷下持续一段时间后卸载,发现格栅的横肋应变有增大的趋势,而纵肋应变呈现减小的趋势.     

圆台大端纤维的拔出力分析

贝壳珍珠母中的文石片具有中间薄两端厚的特殊形貌,受此启发,把复合材料中的纤维设计成两端部为圆台状的大端异型体,可使复合材料的强韧性得以改善。本文考虑均匀分布和含量相同的圆台大端纤维和平直纤维增强复合材料,利用剪滞理论分别计算了2种纤维的与材料强韧性密切相关的拔出力。计算结果表明:圆台大端纤维的最大拔出力明显大于平直纤维的最大拔出力;基体和纤维的材料常数以及几何尺寸对最大拔出力有较大影响;在不改变基体和纤维物性时,只要合理选取形体优化设计的圆台大端纤维以及适当增加界面摩擦系数,也可使复合材料的强韧性增大。     

设置土工合成材料防裂夹层的沥青加铺层应力分析

土工合成材料具有变形能力强、在水平方向上可承受较大拉应力的优点,将土工合成材料设置于旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间,用于减缓或防止沥青加铺层的反射裂缝.对土工合成材料防裂机理进行了分析,采用三维有限元方法分析了土工合成材料的拉伸模量对沥青加铺层的荷载应力、温度应力及耦合应力的影响程度.结果表明:土工合成材料拉伸模量越大,其对减少加铺层的各种应力的效果就越好;土工合成材料在减少加铺层温度应力方面的效果要比减小荷载应力的效果好.     

土工合成材料在黄河三角洲地区水利工程上的应用

近年来,随着新技术、新材料的不断出现,地处黄河三角洲地区的胜利石油管理局在水利工程施工中使用了大量的土工合成材料,包括土工布、土工膜、复合土工膜等。通过在水利工程上的不断应用和探索,摸索出了一套适合黄河三角洲地区工程特点的土工合成材料施工方案,取得了较好的社会和经济效益。就土工合成材料在黄河三角洲地区水利工程上的应用作了较详细的介绍。     

排水与加筋复合型土工合成材料

介绍了一种既能排水又能加筋的新型土工合成材料,该材料可以应用于粘性土加筋土结构,起到减小孔隙水压力、提高稳定性的作用,通过进一步和传统的排水加筋土工材料相比较,阐叙了其排水加筋机理.同时还表述了该材料的各影响因素及其性能,此新型土工合成材料具有较好的应用前景.     

国内外土工合成材料的发展

土工合成材料是极具生命力的新型土建工程材料 ,其应用已渗透到岩土工程和其它工程建设的各个角落。目前我国正在进行大规模的基础设施建设 ,对其进行研究和开发具有重要的现实意义和深远的历史意义。本文综述了国内外土工合成材料的发展及应用 ,讨论了我国土工合成材料应用和发展方面的差距     

土工合成材料拉伸性能模拟及模型分析

为进一步探讨土工合成材料拉伸力学性能,运用标准线性模型,非线性三元件模型和Kawabata改进模型对几种代表性土工合成材料(针刺、机织和土工格栅)进行拉伸性能的模拟并建立各自初步的应力应变关系模型。对各种材料的不同模型曲线和实测曲线比较发现,几种模型模拟效果有所差异即不同类型土工合成材料应采用不同模型进行模拟。标准线性模型和非线性三元件模型能较好表征针刺织物拉伸性能,Kawabata改进模型适用于机织物,但要模拟土工格栅拉伸性能,几种模型有待改进和完善。     

电动土工合成材料的特性及应用

将电动现象与传统土合成材料相结合，可以形成一种新型的电动土工合成材料，分析了电动土工合成材料应用原理及工程特性，并用实例介绍了电动土工合成材料在土体排水固结和加筋中的设计方法。     

葛洲坝枢纽下游河床护底结构型式比选试验

葛洲坝下游河床冲刷下切及枯水位下降,为保护河床和遏制枯水位下降,拟采用河床护底加糙措施.通过混凝土系结块软体排、散抛石块、散抛土工织物充填袋3种河床护底结构型式试验,经水文泥沙原型观测结合理论分析,揭示了3种结构型式的稳定性及护底效果.试验表明,混凝土系结块软体排具有较好的护底作用.