PVA纤维轻骨料混凝土的力学性能及抗压强度尺寸效应研究

研究了聚乙烯醇（PVA）纤维的长度（3 mm、6 mm、12 mm）和体积掺量（0、0.1%、0.3%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%）对轻骨料混凝土抗压和劈裂抗拉性能的影响,并对PVA纤维轻骨料混凝土的抗压强度尺寸效应进行了研究。结果表明：随着PVA纤维长度和体积掺量的增加,轻骨料混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度基本均呈降低趋势,当PVA纤维长度为3 mm、体积掺量为0.1%时,轻骨料混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度达到最大;PVA纤维轻骨料混凝土的抗压强度尺寸效应较为显著,建立的PVA纤维轻骨料混凝土抗压强度尺寸效应公式与试验结果吻合良好。     

混凝土强度尺寸效应的细观数值分析

首先使用混凝土细观模型对轴向拉伸试件进行了数值分析,然后,在1∶8的尺寸范围内对轴向拉伸试件的强度尺寸效应进行了比较分析.分析表明,试件的强度随试件尺寸的增大而减小.Bazant尺寸效应律和Carpinteri尺寸效应律都能较好地模拟混凝土材料的尺寸效应,对于抗拉强度的尺寸效应现象,Carpinteri多重分形尺寸效应律更为确切些.     

混凝土立方体与圆柱体劈裂抗拉强度尺寸效应研究

进行了尺寸为150 mm至750 mm的立方体和尺寸为150 mm至550 mm的圆柱体试件劈裂抗拉试验,试验中保持垫条宽度与试件尺寸比值不变以消除垫条宽度对不同尺寸试件试验结果产生的影响差异。建立了基于Weibull统计强度理论的混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应计算公式,并讨论了骨料粒径对尺寸效应的影响。研究表明:该公式与试验数据吻合良好,能较好地预测不同尺寸普通混凝土试件的劈裂抗拉强度,最大骨料粒径为150 mm的全集配混凝土的劈裂抗拉强度比普通混凝土表现出更明显的尺寸效应。     

混凝土强度对劈拉强度尺寸效应影响的数值研究

为研究混凝土强度对劈拉强度尺寸效应的作用机理,创建混凝土细观力学分析模型,开展劈裂拉伸数值模拟,探讨混凝土强度对劈裂拉伸尺寸效应等宏观力学特性的影响,研究结论如下：（1）劈裂裂缝位于集中荷载作用线上,数值模拟的损伤模式和破坏强度与劈裂拉伸试验结果相吻合;（2）劈裂抗拉强度尺寸效应受混凝土强度的影响,强度等级越低,尺寸效应越不显著。     

混凝土受压与受拉性能的尺寸效应研究

混凝土的几何尺寸会直接影响到其力学性能,而通过研究不同混凝土几何尺寸对其力学性能的不同影响成为了相关研究人员面临的重要问题。本文通过对混凝土在受压与受拉方面的力学性能研究的介绍,向大家阐释尺寸效应对混凝土性能的影响。     

混凝土压缩断裂过程及尺寸效应的数值模拟

将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所构成的三相复合材料,利用蒙特卡罗方法生成混凝土随机骨料模型。在此基础上,采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相单元的损伤退化。利用非线性有限元方法对湿筛、三级配、四级配混凝土试件的单轴受压破坏过程进行了数值分析,从而对试件的抗压强度进行了尺寸效应分析。研究结果表明,数值模拟所得的结果与试验结果表现出较好的一致性,混凝土的断裂主要发生在骨料与砂浆的粘结面上,裂纹沿平行于最大压应力的方向扩展。     

普通混凝土和轻骨料混凝土强度尺寸效应的对比研究

介绍了3组普通混凝土和轻骨料混凝土立方体试件的抗压强度试验,进一步验证了普通混凝土尺寸效应的规律,初步得出了轻骨料混凝土的尺寸效应规律。     

混凝土立方体劈拉强度尺寸效应试验研究

为研究混凝土立方体劈裂抗拉强度尺寸效应现象,开展了不同强度等级边长的立方体试块劈裂抗拉试验,揭示了混凝土立方体劈裂抗拉强度尺寸规律,研究结果表明:不同强度等级下混凝土立方体劈裂抗拉强度均存在尺寸效应现象,强度等级越高,劈裂抗拉强度尺寸效应越显著。     

聚乙烯醇纤维再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应研究

为研究聚乙烯醇（PVA）纤维再生混凝土劈裂抗拉强度的尺寸效应,以5种再生骨料取代率、5种PVA纤维掺量、3种试件尺寸为变量,对81个立方体试件进行劈裂抗拉试验。结果表明：随着骨料取代率的提高,再生混凝土劈裂抗拉强度先增加后降低,25%再生骨料取代率下再生混凝土劈裂抗拉强度及尺寸效应度表现最佳;PVA纤维可降低再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应,随着PVA纤维掺量的提高,其尺寸效应先减小后增大,0.1%PVA纤维掺量最优;基于试验数据,给出了试件劈裂抗拉强度的效应律计算式,可进行各种尺寸规格试块的劈裂抗拉强度计算。     

混凝土随机骨料模型的建模及尺寸效应

在现有的混凝土二维随机多边形骨料生成方法的基础上,引入了一种新的生成方法,能在任意混凝土截面上生成任意面积百分比的骨料,其在Matlab中实现。并把生成的骨料模型导入有限元软件ABAQUS内进行数值模拟。最后应用本模型验证混凝土强度的尺寸效应。通过模拟表明,此方法简单,并能够与三维建模建立一定的联系。     

内填Y形钢支撑加固多层钢筋混凝土框架结构滞回性能试验研究

为了研究内填Y形钢支撑多层RC框架结构的抗震性能,进行了3榀2层单跨1/2缩尺试件的低周反复荷载试验。分析试件在循环荷载作用下的破坏机理、滞回性能、延性、刚度退化规律以及耗能能力。研究结果表明：应用Y形钢支撑加固RC框架合理可行,Y形钢支撑承担了大部分水平荷载,梁柱连接节点破坏程度较轻;耗能段与混凝土梁的连接构造合理,没有发生破坏;Y形钢支撑破坏,导致结构失效;加载初期,试件荷载 侧向位移比滞回曲线具有一定程度的捏缩,耗能段屈服后,试件滞回曲线相对饱满;试件2层的荷载-层间位移比滞回曲线比1层饱满,2层的侧向变形程度比1层大;楼板的存在增加了框架梁的刚度,减少了梁上的裂缝数量;节点构造对结构抗侧刚度影响较小,对变形能力影响较大;加固震损后的结构,应该考虑结构刚度退化程度。在试验的基础上提出了内填Y形钢支撑的设计方法。     

单调荷载作用下高强混凝土梁受弯性能尺寸效应研究

进行了不同截面尺寸高强混凝土梁的弯曲试验,研究了梁高对其受弯性能的影响。试件采用C70高强混凝土,纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋。试件截面尺寸不同,截面长宽比、剪跨比和配筋率等参数保持一致。分析了不同截面尺寸对高强混凝土梁的名义开裂弯矩、名义屈服弯矩、名义极限弯矩、延性以及塑性转动能力的影响。研究结果表明,高强混凝土梁的名义开裂弯矩、名义屈服弯矩和名义极限弯矩无明显尺寸效应,而试件的位移延性系数和塑性铰区的塑性转动能力则表现出明显的尺寸效应,随截面尺寸的增大梁的位移延性系数和塑性铰区塑性转动能力有所降低。     

单调水平荷载作用下钢筋混凝土柱受弯性能尺寸效应试验研究

为了研究钢筋混凝土柱的受弯性能尺寸效应,对6个钢筋混凝土柱试件进行不同轴压比下的单调水平加载试验。试件的轴压比和截面尺寸不同,剪跨比和配筋率保持一致。分析名义极限弯矩、延性、中和轴高度和塑性铰长度等受弯性能随截面尺寸的变化规律。结果表明：名义极限弯矩、峰值荷载时混凝土压应变、延性、中和轴高度和塑性铰长度都表现出明显的尺寸效应,随截面尺寸的增大而减小;轴压比越高,名义极限弯矩和峰值荷载时混凝土压应变尺寸效应越明显;轴压比较低时,位移延性系数的尺寸效应更明显。在试验基础上,提出考虑截面尺寸影响系数的钢筋混凝土柱受弯承载力计算式,使大小尺寸试件计算结果的安全储备系数趋于一致。     

基于路面弯拉强度的再生混凝土力学性能研究

基于路面弯拉强度分别为4. 0、4. 5、5. 0、5. 5 MPa设计了一组再生混凝土,其中再生粗骨料掺量分别为0、20%、40%、60%、80%、100%,并对再生混凝土力学性能进行了试验研究。结果表明,当再生粗骨料掺量控制在一定范围时,通过该方法设计的再生混凝土可满足路面使用力学性能要求。同时也通过试验数据回归分析整理得到再生混凝土各力学性能指标间的关系,可为再生混凝土在路面中的工程应用提供参考。     

钢纤维再生混凝土劈拉、抗折强度试验研究

选用0、40%、70%、100%四个再生骨料掺量及0、0.5%、1%三个钢纤维掺量,对C20、C25、C30、C35不同强度等级的钢纤维再生混凝土进行了48组配合比试验研究,分析了再生骨料和钢纤维掺量这两个配合比因素对钢纤维再生混凝土劈裂抗拉强度及抗折强度的影响。试验结果表明:当钢纤维掺量为0.5%、1%时,再生混凝土抗折强度分别增加10%~27%、17%~40%,劈拉强度分别增加9%~14%、15%~21%。     

再生混凝土梁长期加载与卸载后受弯性能试验研究

为了研究再生混凝土梁长期受弯性能,针对3个不同再生粗骨料取代率(0%、50%和100%)的再生混凝土梁进行了3 045 d的长期加载以及长期荷载卸载后的受弯性能试验,并将再生混凝土梁在不同阶段的裂缝及变形发展规律与普通混凝土梁进行了对比分析。结果表明:与普通混凝土梁相比,再生混凝土梁裂缝分布具有间距较大、次生裂缝数量较多的特点;再生混凝土梁长期变形具有后延性,在长期荷载卸载后表现出更多的变形恢复特征;卸载后受弯试验过程中,再生混凝土梁钢筋屈服荷载和极限荷载值与普通混凝土梁相比均降低;提出了长期荷载移除后再生混凝土梁二次加载受弯承载力计算公式,建议实际工程的二次受弯承载力折减系数取值为0.85。     

疲劳损伤锈蚀预应力混凝土梁受力性能研究

对经历不同疲劳加载历程的锈蚀预应力混凝土梁进行静力加载，研究了疲劳损伤锈蚀预应力混凝土梁的受力性能。采用三维激光扫描技术获得了锈蚀预应力筋几何模型。试验结果表明：不均匀锈蚀诱发预应力筋在截面积最小且存在明显锈坑处发生脆性断裂；疲劳损伤后锈蚀预应力混凝土梁初始刚度发生退化，变形能力明显降低，具有脆性破坏特征；随疲劳损伤程度的增加，锈蚀预应力钢丝的变形能力降低；普通钢筋屈服平台缩短，极限应变降低。     

不同加载速率下CFRP加固混凝土梁动态力学性能试验研究

混凝土动态力学行为具有明显的率相关性,为此对CFRP加固混凝土梁试件开展了4种加载速率(0. 1、0. 01、0. 001 mm/s和0. 000 5 mm/s)下的力学性能试验,通过位移控制的单调加载方式研究不同加载速率对CFRP加固混凝土梁试件的破坏过程、荷载-裂缝张口位移曲线、断裂能和延性指数的影响。基于实时、动态的声发射无损检测技术,对不同加载速率下CFRP加固混凝土梁断裂过程中的声发射参量进行识别和采集,从声发射角度分析了CFRP加固混凝土梁的受力特性。结果表明:低加载速率下,试件侧面预制缝附近伴有其他裂缝产生,且加载速率越低,其裂缝越明显; CFRP加固混凝土梁的开裂、极限、破坏荷载随加载速率的提高而增大;随着加载速率的提高,CFRP加固混凝土梁的断裂能和延性指数均明显增大;声发射累积振铃计数随加载速率的提高而增大。