基于DIC的花岗岩-混凝土梁抗弯性能研究EI北大核心CSCD

为研究岩体缺陷对花岗岩-混凝土复合体抗弯性能的影响,选用2种花岗岩(黄金麻、芝麻灰)制备了不同缝高比(0、0.1、0.5)的花岗岩-混凝土试件,并进行了四点弯曲试验,采用三维数字图像相关(3D‑DIC)技术对试件的裂缝开展过程进行了实时监测.结果表明:花岗岩弹性模量越大,试件承受荷载的能力就越强;当裂缝开展至胶结面时,由于花岗岩强度较高,试件荷载-应变曲线会再次上升,直至花岗岩开裂;预制裂缝的缝高比越大,同阶段试件的损伤程度越大,加载结束时裂缝宽度也越大,并且花岗岩弹性模量越大,试件损伤程度特征越明显;当花岗岩内部存在缺陷时,裂缝开展方向会向缺陷靠拢,导致试件进一步失稳破坏.     

重复冲击下高温后橡胶自密实混凝土动态力学性能

混凝土结构在服役期间经常因承受多次冲击荷载作用而发生破坏,其在重复冲击荷载作用下的动态力学特性引起了关注。研究表明掺入橡胶有效的改善了自密实混凝土(SCC)的抗冲击性能,但橡胶自密实混凝土(RSCC)在重复冲击荷载作用下的动态力学特性尚不明确。基于此,采用霍普金森压杆装置(SHPB)开展重复冲击压缩试验,研究RSCC在重复冲击作用下的动态力学特性。本次试验准备橡胶掺量分别为10%、20%和30%的RSCC试样各一组,研究橡胶掺量、高温作用对RSCC重复冲击性能的影响,准备一组普通自密实混凝土(NSCC)作为对照组。试验结果表明：在重复冲击试验中,随着冲击次数的增加,试样峰值应力减小,变形增长。150°C高温作用对NSCC、RSCC重复冲击性能影响小,重复冲击性能与常温试样具有一致性;橡胶的掺入有效改善了NSCC的脆性,减小了冲击荷载在试样内部产生的应力,冲击荷载重复作用次数随着橡胶掺量的增加呈上升趋势,RSCC重复冲击性能优于NSCC。300°C高温作用后,NSCC峰值应力变大,但仍然表现出脆性破坏特征;而RSCC峰值应力变小,抵抗冲击荷载重复作用次数减少,重复冲击性能显著退化,且橡胶掺量越大,性能衰退越显著。此外,在常温与150°C高温工况下,RSCC比NSCC吸收能量能力更强;而300°C高温作用后,RSCC能量吸收性能衰退,累计单位体积吸收能量低于NSCC。     

冻融作用下自密实混凝土疲劳寿命可靠性分析

为了研究冻融损伤对自密实混凝土弯曲疲劳寿命的影响,对经受不同冻融循环后的混凝土试块进行了不同应力水平下的四点弯曲疲劳试验,并利用矩估计法获得了混凝土试块的弯曲疲劳寿命Weibull分布参数,建立了经受不同冻融循环后的混凝土试块在不同可靠性概率下的疲劳寿命预测模型。研究结果表明:受冻自密实混凝土的疲劳寿命概率分布可以用两参数Weibull分布表征,得出自密实混凝土疲劳寿命的离散性随冻融次数的增加而增大,随应力水平的增大而减小;根据试验数据生成了自密实混凝土的P_f-S-N曲线,可准确预测经受不同冻融循环后自密实混凝土的弯曲疲劳寿命;自密实混凝土的疲劳寿命所需的安全系数随冻融循环次数的增加而不断增大,这说明对经受冻融损伤较严重的自密实混凝土,其弯曲疲劳寿命必须采用较大的安全系数才能保证结构的安全运行。     

氧化钙-碳酸钠复合激发矿渣砂浆的自收缩机制

为探究氧化钙和碳酸钠复合激发矿渣对碱激发水泥自收缩的影响机制,采用氧化钙和碳酸钠(摩尔比1∶1)为复合激发剂制备碱矿渣砂浆(AM),研究复合激发剂Na₂O质量分数(CaO和Na₂CO₃反应生成的Na₂O质量与矿渣质量比,为2.5%、4.5%、6.5%和8.5%)对AM自收缩的影响;通过XRD、TG-DTG、MIP和NMR分析其水化产物与微观结构。结果表明：随着Na₂O质量分数的增加,激发剂反应耗水量增加,孔结构细化,孔隙压力增大;Al³⁺对C-(A)-S-H中Si⁴⁺的取代量增多导致Na⁺的吸附量增多,C-(A)-S-H滑移增大;水化程度提高,水化产物数量增多,AM的自收缩增大。Na₂O质量分数为6.5%的AM为最优组,其力学性能高于普通硅酸盐水泥砂浆(OM),但由于较低的晶体含量和致密的孔结构,其自收缩大于OM。     

Influence of specimen size on compression behavior of cement paste and mortar under high strain rates

Static and dynamic compression tests were carried out on mortar and paste specimens of three sizes(Ф68 mm×32 mm,Ф59 mm×29.5 mm and Ф32 mm×16 mm)to study the influence of specimen size on the compression behavior of cement-based materials under high strain rates.The static tests were applied using a universalservo-hydraulic system,and the dynamic tests were applied by a spilt Hopkinson pressure bar(SHPB)system.The experimentalresults show that for mortar and paste specimens,the dynamic compressive strength is greater than the quasi-static one,and the dynamic compressive strength for specimens of large size is lower than those of smallsize.However,the dynamic increase factors(DIF)has an opposite trend.Obviously,both strain rate and size effect exist in mortar and paste.The test results were then analyzed using Weibull,Carpinteriand Ba?ant's size effect laws.A good agreement between these three laws and the test results was reached on the compressive strength.However,for the experimentalresults of paste and cement mortar,the size effect is not evident for the peak strain and elastic modulus of paste and cement mortar.     

社区防灾减灾保障机制的创新

联合国在"国际防灾战略"(ISDR)中提出,"21世纪建设更安全的世界"的三大战略之一就是"从强调政府的作用到重视推进建设灾害应对能力强的社区".     

基于SHPB技术的混凝土冲击弯拉惯性效应研究

混凝土材料的SHPB动态弯拉试验在试验技术方面还存在一定问题。按照应力平衡的假设,必须要知道三种应力波的具体值才能计算出应力和应变率。然而应力波沿试件纵向传播所需的时间比沿横向传播所需的时间短,当试件断裂时,透射杆上并不能测得应力波。根据Delvare等的研究,可采用无限长梁模型,得到弯矩的计算公式,从而计算出试件的强度和应变率。此外,在冲击弯拉试验中,试件受到惯性力的作用会对试验精度产生一定影响,因此有必要对试件所受惯性力进行讨论。试件在受到冲击的过程中只在部分长度内发生变形,定义该部分长度为有效长度,通过无限长梁模型的关系式推导得到有效长度的计算公式,并根据相关原理计算出试件受到的惯性力,计算出其真实强度。     

橡胶自密实混凝土断裂性能及声发射特征

为研究橡胶对自密实混凝土断裂性能的影响,针对4种橡胶掺量(0％、10％、20％和30％)的自密实混凝土,采用声发射(AE)技术,开展三点弯曲梁断裂试验,获得其荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线、断裂能及声发射特征参数.通过荷载、累计振铃计数和累计撞击次数随时间的变化关系曲线,分析了橡胶掺量对自密实混凝土边界效应的影响.利用声发射源定位,确定橡胶自密实混凝土断裂过程区的宽度,计算得到上升角(RA)和平均频率(AF)值,分析了橡胶自密实混凝土的破裂模式.结果 表明:随着橡胶掺量的增加,自密实混凝土的延性和韧性均有所提高,其声发射特征表现为橡胶自密实混凝土的边界区域长度和信号活度减小,断裂过程区的宽度和拉伸裂纹的比例增大;橡胶颗粒对能量的吸收和扩散作用是橡胶自密实混凝土断裂性能得以改善的重要原因.     

钢渣透水混凝土路面数值模拟及结构设计分析

基于静态力学试验测定钢渣透水混凝土的孔隙率、抗压强度以及弹性模量之间相关性,将透水混凝土路面孔隙分成上、中、下三层,采用ABAQUS软件建模,以迁安市某市政道路为背景,分析不同孔隙率和不同面层厚度下主应力变化情况,并研究了不同降水条件下透水混凝土孔隙率和面层厚度的选择要求。分析结果表明:钢渣透水混凝土材料抗压强度与孔隙率之间具有线性相关系,而弹性模量和普通混凝土一样符合受立方体抗压强度影响的规律,但相比较普通的混凝土偏小;钢渣透水混凝土路面结构设计厚度需要最大主应力满足抗折强度以及透水层的总厚度满足透水所需厚度,对于该路段最合理最经济的路面结构层钢渣透水混凝土孔隙率为17%,厚度为22 cm;而当降水条件发生变化时,在不同降水条件下都存在一个理想路面结构层厚度和透水混凝土孔隙率。     

基于长江下游超细疏浚砂的碱激发矿渣混凝土力学性能

分析了长江下游航道超细疏浚砂的理化性质,并以超细疏浚砂为原料,设计了5种不同疏浚砂掺量的碱激发矿渣混凝土(AASC)配合比,研究了其流动性、抗压强度、劈拉强度和吸水率的变化.通过SEM、XRD和压汞(MIP)技术,分析了AASC的物相组成和微观结构.研究表明:长江下游航道的超细疏浚砂颗粒细度模数在0.1～0.5之间.随...