混凝土I-型细观断裂模型及其在材料层次#br# 尺寸效应中的应用

混凝土材料的断裂破坏本质上是内部微细裂纹在荷载作用下不断萌生、扩展以及贯通的结果,断裂裂缝在细观层次上则是由砂浆裂缝、界面裂缝以及骨料裂缝3部分组合而成。文章基于细观力学和断裂力学基本理论,建立一类能够同时考虑细观裂缝在混凝土材料内部扩展过程中绕过骨料和穿透骨料发展的混凝土I 型细观断裂模型。与已有试验数据对比表明,文章模型能够有效预测混凝土断裂能等宏观力学参数随细观组分力学性能的变化规律。进而,基于建立的细观断裂模型,初步分析混凝土材料层次的强度尺寸效应,结果表明：当砂浆力学性能确定时,混凝土材料的名义强度与骨料强度和界面强度正相关;界面的力学性能能够显著影响混凝土材料名义强度等宏观力学参数随骨料尺寸的变化规律;高性能混凝土强度随骨料尺寸增大而增大,普通性能混凝土强度随骨料尺寸增大而减小。文章模型分析方法以期为基于性能设计的混凝土配合比研究奠定理论基础。     

混凝土Ⅰ-型细观断裂模型及其在材料层次尺寸效应中的应用

混凝土材料的断裂破坏本质上是内部微细裂纹在荷载作用下不断萌生、扩展以及贯通的结果,断裂裂缝在细观层次上则是由砂浆裂缝、界面裂缝以及骨料裂缝3部分组合而成。文章基于细观力学和断裂力学基本理论,建立一类能够同时考虑细观裂缝在混凝土材料内部扩展过程中绕过骨料和穿透骨料发展的混凝土I-型细观断裂模型。与已有试验数据对比表明,文章模型能够有效预测混凝土断裂能等宏观力学参数随细观组分力学性能的变化规律。进而,基于建立的细观断裂模型,初步分析混凝土材料层次的强度尺寸效应,结果表明:当砂浆力学性能确定时,混凝土材料的名义强度与骨料强度和界面强度正相关;界面的力学性能能够显著影响混凝土材料名义强度等宏观力学参数随骨料尺寸的变化规律;高性能混凝土强度随骨料尺寸增大而增大,普通性能混凝土强度随骨料尺寸增大而减小。文章模型分析方法以期为基于性能设计的混凝土配合比研究奠定理论基础。     

界面强度对混凝土拉伸断裂影响的数值模拟

采用数字图像的处理手段表征混凝土的三相(基质、骨料、界面过渡区)细观结构,获取混凝土界面过渡区的形状与分布,并引入到原有材料破坏过程分析(MFPA~(2D))系统中,建立了能反映混凝土真实细观结构的数值模型,并应用该模型模拟了界面强度对混凝土拉伸断裂过程的影响.研究表明,当界面过渡区强度较低时,混凝土的断裂过程表现为界面过渡区中萌生的局部裂纹相互作用、桥接贯通的过程;界面强度与抗拉强度之间存在非线性关系,界面强度的提高增大了混凝土的延性,导致单轴拉伸荷载作用下混凝土试件的宏观断裂模式由单一贯通裂纹向多条非贯通裂纹过渡;模拟结果与试验结果比较吻合.     

骨料粒径对混凝土界面过渡区弹性模量与黏结强度影响预测

由于弹性模量和强度是混凝土力学性能重要指标,而界面过渡区又是混凝土材料组成中的重要一相,因此对界面过渡区的弹性模量和黏结强度的研究十分必要。基于随机骨料模型,根据混凝土试件的真实配合比,计算出各骨料粒径区间的面积含量,对骨料颗粒进行随机投放,分别建立了骨料最大粒径20、40、60、80 mm的凸多边形随机骨料细观模型,以砂浆和混凝土的弹性模量和抗压强度实测值为依据,采用反演法确定界面过渡区的力学参数。数值分析的结果表明:骨料粒径对界面过渡区黏结强度有很大影响,随着骨料粒径的增大,其黏结强度逐渐减小;界面弹性模量随着骨料粒径增加变化很小。     

混凝土界面面积分数和渗流阈值与应用(Ⅱ)——弹性模量预测

基于所获得的界面面积分数,提出了混凝土弹性模量预测的三相复合圆模型.在细观水平上将混凝土看成是一种由骨料、界面和水泥浆基体所组成的三相复合材料,通过求解轴对称平面应变问题,获得了三相复合圆模型位移和应力的解析解.利用位移和径向应力的连续性条件,导出了混凝土平面应变体积模量的闭合解.通过与实验结果比较,证实了三相复合圆模型的有效性.定量讨论了最大骨料粒径、界面弹性模量和界面厚度对混凝土弹性模量的影响,结果发现,对于给定的骨料面积分数,混凝土弹性模量随着最大骨料粒径和界面弹性模量的增大而增大,但随着界面厚度的增大而减小.     

基于真实细观模型的再生混凝土破坏数值研究

在细观层次上视再生混凝土为非均匀六相复合材料,综合数字图像处理技术、几何矢量转换技术与有限元网格自动生成方法,提出了再生混凝土的细观有限元分析方法.根据再生混凝土各相材料的力学特性,利用自动动态增量非线性分析软件对单轴拉伸、单轴压缩作用下再生混凝土试件的细观损伤过程及宏观力学性能进行了模拟分析.在验证了所建立再生混凝土真实细观模型合理性的基础上,通过变参数分析,讨论不同天然骨料、界面过渡区和新老硬化砂浆的力学性能对再生混凝土宏观力学性能的影响.结果表明:真实骨料细观模型能更真实地模拟再生混凝土在荷载作用下的损伤破坏过程,其模拟结果与试验结果吻合较好;天然骨料力学特性对再生混凝土的破坏过程和破损路径有较大影响,天然骨料弹性模量越大,应力集中现象越明显;再生混凝土强度随新砂浆强度增大而增大,老砂浆力学性能对再生混凝土宏观力学性能的影响弱于新砂浆;再生混凝土的界面过渡区处存在拉应力和剪应力集中现象.     

骨料-砂浆界面过渡区力学特性试验

骨料-砂浆形成的界面过渡区对混凝土力学性能有显著影响,界面过渡区力学参数是开展混凝土细观数值模拟的基本力学参数。以大理石板的光滑面和粗糙面分别代表卵石和人工碎石骨料表面,应用岩体节理粗糙度系数测试原理和方法对其表面的粗糙度进行表征。分别对3种强度等级混凝土、2种最大骨料粒径的6种混凝土骨料-砂浆界面过渡区开展劈裂抗拉、变角剪切和三点弯曲断裂试验。试验结果表明,界面过渡区的劈裂抗拉强度、抗剪强度、断裂韧度较原配合比的混凝土低,约为原混凝土强度的50%。随着混凝土强度等级提高,界面抗拉强度、黏聚强度和断裂韧度增大,摩擦角有减小的趋势。增大骨料表面粗糙度、减小最大骨料粒径可以提高界面抗拉强度和断裂韧度。在相同强度等级和界面粗糙度情况,界面黏聚强度则随骨料粒径增大而增大,其规律与抗拉强度和断裂韧度相反。     

不同养护条件下GBFS高强水泥基材料的力学性能

针对标准养护、70℃蒸汽养护、高温压蒸釜养护3种养护条件下的粒化高炉矿渣（GBFS）高强水泥基材料进行力学性能试验,研究了养护条件、水胶比和代砂率等对GBFS高强水泥基材料抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量等力学性能的影响及其各力学性能之间的关系,并通过激光共聚焦显微镜分析了养护条件对GBFS高强水泥基材料微观结构的影响.结果表明：GBFS高强水泥基材料的强度发展规律与普通石英砂高强水泥基材料相一致,其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度及弹性模量均随水胶比的降低、养护龄期的增加及养护温度的增高而增大;相同配合比、相同养护条件下,GBFS高强水泥基材料的抗压强度等力学性能低于普通石英砂高强水泥基材料;70℃蒸汽养护和高温压蒸釜养护不仅能提高GBFS高强水泥基材料的早期强度,还使其后期强度的发展高于标准养护;3种养护条件下GBFS高强水泥基材料的抗折强度、抗劈裂拉强度及弹性模量均随着抗压强度的增加而增加,其中弹性模量与抗压强度的关系可用通常混凝土计算公式描述.微观形貌显示：在标准养护条件下,GBFS高强水泥基材料与普通石英砂高强水泥基材料一样,其骨料界面过渡区中的水泥浆体与骨料紧密结合,但可明显分辨;70℃蒸汽养护条件下,其骨料与胶凝浆体界面过渡区发育较致密;高温压蒸釜养护条件下,其骨料与胶凝材料融为一体,界面过渡区已无法分辨.     

防辐射混凝土的力学性能研究

该文系统研究了利用铁矿石、重晶石和金属骨料配制的不同强度等级和密度等级防辐射混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、弹性模量和钢筋握裹强度。相同水胶比参数条件下的对比结果表明:利用重晶石配制的混凝土各项力学性能指标最差;利用铁矿石配制的混凝土的7d龄期抗压强度最高;掺用金属骨料会降低混凝土的轴心抗压强度、增大弹性模量,对其他力学性能的影响无明显规律。     

粗骨料力学特性对混凝土性能影响的数值试验研究

粗骨料的力学特性对混凝土宏观力学性能有着显著的影响,从细观角度,利用数值试验研究含不同力学特性粗骨料混凝土试件的力学性能和破坏特点,分析了不同类型粗骨料混凝土试件破坏时的力学特性,破裂机理和声发射特征。研究结果表明,粗骨料的力学特性在一定程度上影响混凝土材料的力学性能,粗骨料的强度和弹性模量的增加有助于提高混凝土的抗压强度,但混凝土力学性能的提高受其内部各组分参数的综合影响。粗骨料的弹性模量与混凝土基质间的变形协调是提高混凝土性能需要考虑的因素之一。     

江南园林意蕴之现象学体验

从现象学的角度,以体验者的观察感知与舒尔茨的建筑现象学理论相互博弈,逐步展示江南园林的点点滴滴意蕴,规避对造园具体手法的详细认知,由体验出发,结合现象学理论,再辩证地回归园林体验,以实现对江南园林意蕴本质感知.     

镇江市大市口广场设计构思浅析

通过对镇江市大市口广场总体设计布局及功能分区设计构思的分析,强调城市广场功能的多样性,以满足不同阶层人们的娱乐、休闲及活动,以人的需求为准则,体现“以人为本”的设计原则。     

湿陷性黄土地基湿陷变形计算方法的评价

对湿陷系数、本构模型和弦线模量等几种计算湿陷变形的方法进行了评价.对比原位浸水和载荷试验结果,湿陷系数计算湿陷变形误差很大,本构模型尚未在工程中推广应用,弦线模量计算湿陷变形最为准确.由于能够准确计算湿陷变形,因而能够按变形控制进行湿陷性黄土地基的设计.     

Studies of the rate of migration of radiocesium in some types of soils of Eastern Poland

The activity of Cs-137 and Cs-134 in some types of soils of Eastern Poland was studied. The contribution of Cs-137 from post-Chernobyl fall-out as a function of depth in the soil profiles was calculated from the Cs-134:Cs-137 activity ratio taken from the literature just after the Chernobyl accident. Such information makes it possible to calculate the rate of vertical migration of radiocesium in various types of soils. The rate of the post-Chernobyl Cs-137 migration was found to exceed the rate of migration of Cs-137 from experimental nuclear explosions in the atmosphere. Cs-137 from the Chernobyl accident was found in a layer of soil a few cms thick in most of the soils which were examined. The contribution of post-Chernobyl radiocesium to the total contamination of the surface layer (0–5 cm) with cesium was ≈77%.     

隧道洞口仰坡失稳病害整治

针对隧道施工过程中洞口仰坡出现裂纹、失稳并导致洞口上导坑初期支护出现裂缝的病害,结合工程实践,分析了隧道洞口仰坡失稳的原因,介绍了仰坡失稳病害整治处理的技术方案及其施工效果.     

Modelling of probability of failure of concrete columns

This paper predicts the probability of failure or short and long columns of square reinforced concrete for deterministic and probabilistic loads. The effect of various parameters; width, length of column, effective length coefficient, percentage of steel, axial load, grade of concrete and random numbers; on the probability of failure of the column is studied. The material, geometric parameters and the load are treated as probabilistic. The results for short columns show that the rate of decrease of probability of failure is a maximum with increase in width, while it increased to a maximum with increase in loads, whereas for long columns the length of column had the predominant effect.     

不同类型岩溶分布对隧道稳定性影响分析

结合西南岩溶地区某高速公路一已建岩溶隧道,利用有限差分软件FLAC3D分别对侧部分布溶洞或落水洞的隧道围岩稳定性进行数值模拟研究,通过研究岩溶隧道掘进中围岩变形和破坏的规律,以提前做好各种预防措施,可为岩溶地区同类隧道工程的设计、施工提供参考。     

铸钢节点抗力计算模式不定性的统计参量确定

建筑用铸钢节点以其有效避免焊接残余应力并降低构件相接处的应力集中程度,以及外观设计灵活、造型美观等优点,逐步在体量巨大、造型复杂的工程结构中采用。通过收集国内工程资料,对比了23个铸钢节点的试验实测数据和有限元分析结果。对铸钢节点结构构件计算模式不定性进行了统计分析。确定了铸钢节点结构构件计算模式不定性的统计参量,并从现行的《铸钢节点应用技术规程》(CECS235:2008)出发,研究了计算模式不定性统计参量的改变对铸钢抗力分项系数的影响,为后续校验和修正铸钢抗力分项系数提供了数据基础。     

青岛八大关的建筑艺术研究

青岛八大关的建筑艺术是青岛城市特殊历史环境下的特有产物,是将建筑纳入自然的成功典范.通过建筑的规划、风格形成及对建筑的回顾与思索几个方面,对八大关区域建筑艺术的独特性格进行分析研究,并欣赏建筑环境艺术的迷人魅力.     

自动扶梯逆行故障成因与分析

对自动扶梯突然反转而导致逆行故障的类别和成因进行了分析,讨论了逆行速度及症状,分析了逆行概率及风险,并针对逆行提出了一些对策。