干湿交替作用下受弯开裂钢筋混凝土梁内氯离子侵蚀特性

为了研究干湿交替条件下受弯开裂混凝土内氯离子侵蚀机理及其分析方法,对两两自锚并保持开裂状态下的混凝土梁进行氯盐溶液干湿循环试验。借助15和30次干湿循环的两次取样结果,分析完好截面、裂缝截面及其周围一定范围内的自由氯离子含量分布规律,并对提出的等效氯离子扩散模型的适用性、弯曲裂缝宽度的影响规律以及扩散系数的时变特性等问题进行探讨。研究结果表明:1氯盐干湿交替作用下,开裂截面处的表层对流区深度在10~20mm之间,弯曲裂缝的存在将加快混凝土内部氯离子的渗透速度;2裂缝周围混凝土内的氯离子传输受到裂缝(0.1mm)及混凝土弯曲拉应力的共同影响,当与裂缝距离增大时,混凝土弯曲拉应力对氯离子传输的影响也会增大;3拟合结合表明,当裂缝宽度w0.30mm时,用等效扩散模型分析开裂截面的氯离子含量分布是可行的,且等效氯离子扩散系数的劣化特性可用w的多项式函数进行回归分析;4对普通混凝土而言,氯离子扩散系数的时间衰减指数m与水灰比有关,且随水灰比的减小而减小。     

影响型钢混凝土（SRC）梁裂缝宽度的因素研究

混凝土开裂是制约SRC梁安全性、适用性的关键问题之一,而影响开裂的内在因素比较繁杂,增加了SRC梁裂缝研究的难度。本文将灰色关联方法引入到SRC梁裂缝因素影响分析中,为SRC梁裂缝试验研究提供了一种简便的辅助方法。此外,本文基于灰色关联分析方法,对西安建筑科技大学SRC梁裂缝试验数据进行统计计算,得到了影响SRC梁裂缝宽度的各因素间的顺序关系,计算结果可为SRC梁开裂机理研究及裂缝宽度实用计算方法研究提供一定的参考。     

非饱和开裂混凝土中水分运移研究

根据双重孔隙介质模型将开裂混凝土视为由完好混凝土和裂缝组成的复合孔隙材料,基于非饱和混凝土的水分运动方程和裂隙渗流的立方定律提出非饱和开裂混凝土中的水分运动方程,同时采用渗水装置对预制裂缝混凝土试块进行渗水试验,研究混凝土初始饱和度、水胶比和裂缝宽度对渗水深度的影响;采用TOUGH 2软件数值分析开裂混凝土中饱和度和水分流速的变化,根据平均流速计算渗水深度并与试验结果比较.研究发现:混凝土初始饱和度越小、裂缝宽度越大,则渗水深度越大,且渗水深度增长先快后慢,反映了混凝土基质势是开裂混凝土中水分运移的驱动因素;裂缝宽度与混凝土渗透性正相关;水分入渗开裂混凝土后流速差和平均流速随时间延长逐渐降低;采用平均流速计算的渗水深度能更好地反映渗水试验中渗水深度的变化趋势.     

结构型纤维对开裂混凝土渗透性能的影响

为研究结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维对带裂缝混凝土渗透性能的影响,通过圆饼试件的反馈劈拉试验预制不同宽度等级的裂缝,借助数码显微镜（supereyes）对不同位置处的裂缝宽度进行测量,利用自行设计的常水头渗透实验装置对带裂缝圆饼试件的渗透率进行测定,利用激光扫描仪对试件开裂面形态进行测量。对比分析了结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维对开裂混凝土渗透性能的影响。研究表明：素混凝土试件在劈拉试验中发生脆性破坏,而掺入结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维的试件开裂后均表现出较好的韧性,裂缝宽度得到较好的控制;随着裂缝宽度的增大,开裂混凝土的渗透率增大;结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维提高了试件开裂面的曲折度和粗糙度,与同等裂缝宽度的素混凝土试件相比,掺加结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维试件的渗透率有不同程度的降低。修正后的泊肃叶定律（Poiseuille law）可以反映结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维对开裂混凝土渗透率的影响。     

基于准平面假定的内嵌CFRP筋加固宽缺口混凝土梁裂缝分析

为研究内嵌CFRP筋加固的宽缺口混凝土梁的裂缝特性,通过16根内嵌CFRP筋加固的混凝土梁静载试验,详细观测和研究了其开裂和裂缝扩展状况。基于FRP类材料加固混凝土梁应变协调的准平面假定,根据传统的钢筋混凝土裂缝研究理论,在充分考虑CFRP筋的力学贡献的前提下,对内嵌CFRP筋加固的普通混凝土梁、宽缺口混凝土梁的裂缝间距、裂缝宽度和最大裂缝宽度的计算式进行了理论推导。将理论算式的计算结果与试验实测结果进行了比对。研究结果表明：与对比梁相比,内嵌CFRP筋材加固的宽缺口混凝土梁和内嵌CFRP筋加固的普通混凝土梁的开裂裂缝和最大裂缝宽度均有大幅度降低,前者的裂缝宽度降低幅度要小于后者的。两类加固梁的最大裂缝宽度都随着CFRP加固量的增大而减小。裂缝间距、裂缝宽度和最大裂缝宽度的理论算式的计算结果与实测结果吻合较好。4个加固梁试件组的平均开裂裂缝均比对比梁的开裂裂缝宽度减少0.30mm。     

横向弯曲裂缝对混凝土内氯离子侵蚀作用的影响

分析了横向开裂混凝土内氯离子的侵入机理及其主要影响因素,建立了基于双重孔隙介质模型的修正Fick定律氯离子扩散模型,并对持续加载下的开裂钢筋混凝土梁构件进行了氯盐干湿循环侵蚀试验。试验采用浓度为5%的NaCl溶液,在进行15个干湿循环后,借助快速氯离子含量检测RCT（Rapid Chloride Testing）法,对各裂缝处不同深度的氯离子含量进行了测定。试验结果表明：1）干湿循环侵蚀作用下,开裂混凝土表层0~20 mm范围内氯离子含量出现峰值,故可取表层对流区深度为15~20 mm左右;2）当表面裂缝宽度小于0.3 mm时,等效氯离子扩散系数平稳增大,模型的预测精度较高;当裂缝宽度大于0.3 mm后,等效氯离子扩散系数快速增大,氯离子侵入受对流作用的影响加大;3）受弯开裂混凝土等效氯离子扩散系数的劣化因子与裂缝宽度有直接关系,建议采用二次幂函数或分段函数来进行描述。     

钢筋混凝土厚板裂缝间距的分析模型

建立一个简单、实用的新模型预测正交钢筋混凝土板的开裂行为。新的模型能解释箍筋对开裂行为的影响,同时也考虑了影响钢筋混凝土构件开裂行为的主要参数,包括混凝土抗拉强度、配筋率、钢筋直径、间距。采用平衡和协调方程,对钢筋混凝土单元进行研究,以求出钢筋和混凝土的平均应力。对本文试验研究结果以及涉及不同结构单元、荷载条件的已有研究成果进行一系列验证比较可知。所提出的裂缝间距模型能够预测不同荷载阶段的裂缝宽度值。在所研究案例中,试验值与模型预测值吻合较好。     

混凝土早龄期性能与裂缝控制

从混凝土微观结构出发,研究普通混凝土、高性能混凝土成型过程的时变温度场;对裂缝持续增长的早龄期混凝土物理、力学特性进行深入、系统的研究;综合考虑混凝土材料、结构特征,研究混凝土结构早期裂缝的成因机理、分析方法与控制措施;提出裂缝开展的预测和控制方法,建立裂缝扩展过程的损伤模型;在理论分析与试验研究的基础上,总结了混凝土早龄期的水化、温度、收缩、徐变、力学性能和断裂性能随时间的发展规律;综合分析各种因素对混凝土早期开裂的影响,推导了混凝土结构内部应力的增量计算方法。对室内试验与实际工程的研究表明：对混凝土早期开裂的分析应该是对混凝土温度、收缩、徐变、力学性能、结构特征等因素的综合动态分析,提出的混凝土早龄期开裂分析模型与试验结果吻合良好,采用理论模型结合数值模拟的方法可以有效提高分析过程的效率与准确性。图18参22     

干湿交替下受弯开裂混凝土梁内氯离子侵蚀试验研究

分析干湿交替对受弯开裂混凝土梁内氯离子侵蚀的影响,建立考虑表层对流区影响的氯离子等效扩散模型,并借助氯盐干湿循环试验对此模型进行验证。经过30个干湿循环后,采用快速氯离子含量检测(RCT)法,对各裂缝处及其周围混凝土内自由氯离子浓度进行测定。试验结果表明:干湿交替下,完好及受弯开裂混凝土的表层对流区深度在10¹5 mm;弯曲裂缝(宽度不大于0.339 mm)截面处,对流区以内混凝土同一深度处自由氯离子浓度比完好处显著提高,且同一裂缝处的浓度分布符合扩散的基本规律;裂缝周围一定范围内混凝土的自由氯离子浓度随距裂缝横向距离的增大而减小,超过一定范围后,弯曲拉应力对混凝土氯离子渗透性能有一定的提高作用;经回归,裂缝处(宽度不大于0.339 mm)等效氯离子扩散系数D eq(t)与裂缝宽度w之间存在二次函数关系。     

混凝土长墙裂缝宽度计算方法的研究

混凝土长墙的开裂现象较为普遍,裂缝控制难度大.对混凝土长墙的裂缝计算方法作进一步的研究是很有意义的.在王铁梦提出的弹性地基上的混凝土长墙模型的基础上采用约束位移方法推导裂缝宽度计算公式,并分析了混凝土长墙的开裂性与裂缝宽度的关系.通过理论分析和工程案例,对裂缝宽度计算的实际位移方法、约束位移方法进行了对比分析.分析结果...     

压力水头下开裂混凝土渗透特性试验研究

根据地下结构承受水压及构件存在裂缝的情况,本文采用自制混凝土试块模具、自制可控开裂混凝土装置、自制可控压力水头装置和裂缝测宽仪组成的试验系统,按照不同水压、不同浓度和不同裂缝宽度工况下进行了压力水头下开裂混凝土渗透特性试验。试验结果表明：Fick第二定律无法准确描述压力水头下氯离子的运移规律,不适用于评价压力水头下氯离子的运移;存在控制氯离子浸泡溶液运移的裂缝宽度阈值,且该阈值不受水头压力大小的影响。本文所采用的试验方法可以作为同类研究的借鉴和参考。     

开裂混凝土氯离子渗透的有限元分析

在综合考虑裂缝和氯离子渗透的基础上,提出开裂混凝土氯离子渗透的二维有限元模型。通过改变裂缝深度,分析了不同裂缝深度对氯离子渗透速度的影响。最后,将算例与Fick扩散模型的计算结果进行比较,验证了该模型的可靠性。     

混杂纤维高性能导电混凝土裂缝监测的试验研究

为了研究高流态高性能混凝土开裂后其导电性与开裂电阻之间的关系,以碳纤维和钢纤维作为复相导电材料与结构材料加入混凝土中用以改善其导电性能、韧性与抗裂性。通过试验分析,建立了混凝土梁在受弯荷载作用下电阻变化率与裂缝宽度的关系。研究表明:开裂后,混凝土电阻变化率与裂缝宽度呈线性关系。     

海水暴露环境下带裂缝混凝土的表面防水处理

对带裂缝混凝土表面进行了4种不同硅烷防水处理,通过770次海水干湿循环暴露试验,研究了表面防水处理对带裂缝混凝土水分和Cl-渗透的影响.结果表明,对于无裂缝混凝土而言,硅烷防水处理有效抑制了水分和Cl-的渗透;混凝土开裂后及时进行特定的硅烷防水处理,那么即使裂缝宽度达0.2 mm,仍可建立有效的Cl-隔离层;防水处理后混凝土再开裂时,则防水效果对裂缝宽度的敏感性较大.因此,对带裂缝的钢筋混凝土结构进行硅烷防水处理前,必须对其裂缝状态进行正确评估,以保证硅烷防水处理的有效性.     

粉煤灰混凝土渗透性能相关性分析

研究了粉煤灰混凝土的水渗透系数、渗透率和空气渗透系数。分析了水渗透系数试验的稳定规律,各渗透性能指标与混凝土配合比参数的关系,以及3类试验结果的相关性。结果表明,水渗透系数测试稳定时间至少为2周;3类渗透试验结果均与养护龄期呈幂次关系,与水胶比呈线性关系;将水渗透系数转化为本征渗透系数后,与渗透率、空气渗透系数线性相关;空气渗透系数为本征渗透系数的10倍左右。     

FRP加固钢筋混凝土受弯构件裂缝计算模式

本文主要讨论了外贴FRP加固钢筋混凝土梁的开裂性能,对我国现行钢筋混凝土设计规范GB50010-2002中的裂缝计算公式进行了适当的修正,提出了适用于加固构件的裂缝计算模型,该模型考虑了钢筋—混凝土和FRP—混凝土界面间粘结力的影响。文中对裂缝间距和裂缝宽度的模型预测结果和试验结果进行了比较,对比结果表明文中提出的计算模型是合理的。     

贯穿裂缝对水泥基复合材料渗透性能的影响

通过对于水灰比0．4和0．5无裂缝砂浆试件的渗透性试验,以及带不同数量贯穿裂缝的砂浆试件的渗透性试验,利用这西模型计算其渗透系数,并对其渗透系数进行比较,得知裂缝中的渗透系数远大于水泥基材中的渗透系数,裂缝对材料整体渗透系数的影响要远大于水灰比对渗透系数的影响,裂缝对于整体的渗透系数起决定性作用。并且渗透系数与裂缝数量呈现良好的线性关系。因此,裂缝是水流渗透的主要通道,在渗透中占主导地位。     

混凝土构件裂缝控制的可靠度分析模式

本文基于可靠度理论研究了混凝土构件抗裂和限制裂缝宽度的失效模式，阐述了对使用极限状态设计基准期的选取及其相应的荷载效应组合的建议；提出了混凝土构件三种抗裂尺度条件下可靠度分析的一般原则以及考虑混凝土早期开裂对抗裂可靠度模式的影响；将裂缝宽度与荷载效应之间的关系视作随机函数，在以短期裂缝宽度为依据并考虑长期增长的物理模式基础上，建立了任意裂缝宽度分布及裂缝宽度极大值分布的密度函数，给出了失效概率公式     

UHPC梁开裂剪力和斜裂缝宽度计算

为研究超高性能混凝土梁的开裂剪力和斜裂缝宽度,进行了9根超高性能混凝土T形简支梁的抗剪性能试验,试验变化参数包括剪跨比、配箍率和预应力度,观察了试验梁的抗剪开裂弯矩和斜裂缝发展。试验结果表明:随剪跨比增大,梁开裂剪力降低,斜裂缝宽度增速较快;施加预应力可提高开裂剪力并延缓斜裂缝发展速度;增大配箍率对开裂剪力影响不大,但可以延缓斜裂缝发展速度。基于试验结果给出了超高性能混凝土梁开裂剪力和正常使用状态下最大斜裂缝宽度的建议公式,建议公式的计算值和试验值吻合良好。     

锈裂混凝土裂缝开展的模拟试验研究

对锈蚀开裂的混凝土构件进行受损程度的评估时，裂缝宽度往往是重要指标之一。为使对锈蚀构件的评估定量化，获得混凝土保护层裂缝宽度和钢筋锈蚀程度的关系便成为首要的问题，用膨胀螺栓对混凝土试件的预留孔持续施加径向位移（变形），以此模拟钢筋锈蚀产物的膨胀，对94个混凝土试件进行了扩孔试验，直到试件出现裂缝并且裂缝继续扩展，这被称为机械扩孔法。试验过程中，用游标卡尺测定径向膨胀，以及用专用裂缝宽度笔测得相应的裂缝宽度。对试验数据进行分析和曲线拟合，得到包括混凝土抗拉强度、保护层厚度、钢筋直径等影响因素的裂缝扩展模型，结果与文献观测值基本吻合。