混凝土孔径分布模型及其应用

研究了混凝土100 nm以下的孔径分布特征及其与氯离子快速扩散测试中6 h电通量的关系.粉煤灰单掺、矿渣粉单掺及复掺粉煤灰/矿渣粉用于制备混凝土,养护龄期为7、14、28和90d,采用压汞法获取各龄期样品的孔径分布数据.将粉体颗粒尺寸分布的 Rosin Rammler Bennet(RRB)模型用于描述混凝土中100 nm以下的孔径分布,得到特征孔径X和孔径分布均匀性系数n.研究表明,在全部样品中,X的分布范围为30～70nm,最可几范围为40～50nm,孔径分布均匀性系数n的分布范围为1.1～2.1,最可几范围为1.3～1.6;在较大水胶比(0.50)时,特征孔径X呈现先增后减的趋势;特征孔径X与氯离子快速扩散测试的6 h电通量存在正相关的趋势,孔径分布均匀性系数n与6 h电通量则存在负相关趋势,综合n与X影响的n/X与6 h电通量存在非线性的负相关趋势且更为明确.     

半刚性基层沥青路面反射裂缝扩展过程分析的Williams单元

该文对半刚性基层沥青路面结构采用弹性层状体系平面应变分析模型,利用改进的Williams级数,结合广义参数有限元法和常规等参元,建立了反射裂缝裂尖应力强度因子分析的广义参数Williams单元,并推导了Williams单元的刚度方程,据此研究了正对称荷载和偏载分别作用时,反射裂缝扩展过程中应力强度因子的变化规律;重点分析了偏载作用下路面结构层参数与应力强度因子之间的关系。Williams单元中含有与应力强度因子相关的参数,可以直接获得裂尖应力强度因子。算例分析表明:Williams单元与传统方法的计算结果吻合较好,且格式简单,计算精度高,适用于沥青路面反射裂缝扩展过程分析。     

临时支撑卸载冲击对施工中弦支穹顶结构性能的影响研究

临时支撑卸载安全性是弦支穹顶结构等半刚性结构施工的关键因素之一。基于此背景,本文针对标准弦支穹顶结构提出了卸载冲击荷载下结构的失效判别准则,采用该判别准则,结合ANSYS有限元软件针对临时支撑不同卸载速率对结构动力稳定性能的影响进行分析,研究发现采用直接卸载时,存在一定安全风险,且临时支撑卸载不当可能引起结构失效;提出了不利速率条件下结构失效模式及相应的预警参数;对某大跨度弦支穹顶结构的卸载失效模式和机理进行了研究,验证了本文所提方法可行、有效。     

混凝土氯离子提取液中氯离子含量测定方法研究

分析了常用的混凝土氯离子提取液中氯离子含量的测定方法,对普通佛尔哈德化学滴定法进行了改进,并将该方法与普通佛尔哈德化学滴定法和电位法进行对比.研究发现,电位法操作简单、用时较短,可以用于工程中氯离子的快速测定,但由于其精度较低,不适合用于对混凝土氯离子提取液中氯离子含量的精确分析;利用改进佛尔哈德化学滴定法测定标准溶液中氯离子含量在10 mg/ml以下时的误差小于1%,与普通的佛尔哈德化学滴定法相比,改进的佛尔哈德化学滴定法具有更高的测定精度,适用于混凝土氯离子提取液中氯离子含量的精确分析.     

考虑恒荷载作用效应的弹性补偿有限元法

通过对弹性补偿有限元法的改进,提出可考虑恒荷载和活荷载同时作用的结构塑性极限分析方法。该方法利用弹性补偿有限元法采用迭代法进行极限分析的特点,在活荷载比例加载逼近极限荷载的同时,保持恒荷载作用效应不变,得到考虑恒荷载作用效应的工程结构极限承载力。典型算例的对比分析和影响因素研究表明,算法分析结果是收敛的、准确的和稳定的。     

混凝土结构中氯离子扩散分析的精细积分法

针对混凝土结构中氯离子扩散分析有限元模型存在的问题,为了去除氯离子扩散场半无限大假设及其对计算精度的影响,利用误差函数确定了氯离子扩散场的补偿长度及补偿系数,进而利用精细积分技术研究建立了混凝土中氯离子扩散分析的精细积分有限元法,定义了氯离子扩散矩阵和氯离子分布矩阵,研究了集中分布矩阵和一致分布矩阵对计算结果的影响。算例分析结果表明,该方法计算结果与解析解之间吻合很好,能够有效提高有限元法分析混凝土中氯离子浓度分布和扩散过程的计算精度、计算效率及算法稳定性。     

非弹性结构体系的概率地震损伤分析

综合考虑强度退化、刚度退化、捏拢效应等典型滞回特性的影响,提出了双向激励下非弹性体系地震损伤分析的新型数值模型。结合所筛选的69条地震记录,定量地分析了双向地震激励、强度退化、刚度退化、捏拢效应等因素对地震损伤指标的概率统计特征的影响。计算结果显示：非弹性双自由度体系的地震损伤指标可以描述为Frechet或Lognormal分布随机变量;双向激励下非弹性双自由度体系的地震损伤指标可以近似表达为单向激励下非弹性单自由度体系的地震损伤指标的平方和开方;减小结构的屈服后刚度或考虑强度退化、刚度退化和捏拢效应的影响可以明显加剧结构的地震损伤程度。     

混凝土变电压RCM试验的边部效应研究

通过氯离子快速迁移（RCM）试验测试混凝土中氯离子扩散系数时由于存在边部效应,导致混凝土试件与橡胶套相邻部位的氯离子扩散深度明显大于试件中心部分的扩散深度。为此通过对混凝土RCM试验结果的统计分析,系统研究了边部效应及其对氯离子扩散系数测试结果的影响,建立了修正计算式 。首先进行74组混凝土试件的变电压RCM试验,并定义试件上各个测点氯离子扩散深度的标准值;然后通过对试验实测结果的统计分析得到试件各个测点上氯离子标准扩散深度的均值及标准差,并据此定量分析边部效应的范围及其对氯离子扩散深度及扩散系数的影响;最后,通过回归分析建立排除边部效应试验结果与传统的不排除或部分排除边部效应试验结果之间的转换关系。研究表明,边部效应对直径100 mm圆柱形混凝土试件的影响范围为试件外边缘至试件内部20 mm深的区域 ,排除边部效应的影响能够有效减少结果波动性,从而提高RCM试验的准确性。     

基于系统可靠度的明钢管整体安全性研究

参数随机性对水电站压力钢管结构安全有重要影响,目前压力钢管可靠度分析主要依据基本部位的构件可靠度进行,未能从系统可靠度角度全面把握压力钢管的整体安全性.文中考虑明钢管各基本部位之间的相关性,提出了由4个基本部位构成的串联系统,采用二阶界限法分析典型明钢管工程实例的系统可靠度,识别明钢管系统失效的控制部位,并研究了随机变量对明钢管系统可靠度的影响.研究表明:按现行规范设计的平直管道和倾斜管道,支承环及其近旁管壁是明钢管系统失效的控制部位;随机变量均值对明钢管系统可靠度的影响显著,需在设计、施工和运行各环节中严格控制均值波动范围,提高结构的整体安全性.     

槽内水深对渡槽-水体耦合结构抗震性能的影响

采用有限元数值计算方法,研究槽内水深的变化对渡槽-水体耦合结构抗震性能的影响。数值结果表明,水体的存在使得渡槽结构的振动频率降低,在地震作用下,U形渡槽中水体的晃动幅度十分显著,从而改变了槽身地震反应性态。槽内水体对渡槽结构的影响程度与输入地震波的谱特性有很大关系,当输入地震波的主频范围覆盖渡槽结构基频,且槽内水体的振动频率与渡槽结构基频相近时,槽内水体对渡槽结构可以起到类似调谐液体阻压器(TLD)的减震效应,并对槽内水体减震效应的条件进行了判别。