水泥基材料中钢筋锈蚀初期的声发射信号特征

采用干湿循环的方式来加速钢筋锈蚀,同时运用声发射(AE)技术对钢筋锈蚀过程进行监测,研究了水泥基材料中钢筋锈蚀过程的声发射信号特征.结果表明:砂浆在养护过程中伴随有大量的声发射信号,其峰值频率主要集中在20～60kHz和130～200kHz;水泥基材料在吸水湿胀和脱水盐析过程中均伴随有声发射信号,其声发射信号峰值频率约为50kHz;基于声发射信号能量分布统计分析和b值法,能够较为准确地确定水泥基材料中钢筋锈蚀的产生情况;钢筋钝化膜破裂的声发射信号峰值频率位于100～150kHz,钢筋点蚀的声发射信号峰值频率位于20～70kHz.     

微型精密数显碳化测量仪的研发与应用

为准确测量混凝土碳化程度,基于碳酸盐含量测试法原理,研发了混凝土碳化程度精确测试系统。该设备轻巧便捷一体化,主要由智能精密气压传感器、自动加液装置及反应装置三部分组成,气压测试分辨率可达0.01kPa,测试结果既能实时数显,亦可连接电脑进行动态数据采集。试验验证表明,利用该设备不仅能快速精确地测得混凝土中CaCO_3的含量,且沿试件保护层厚度逐层取粉测试,还可有效表征混凝土完全和部分碳化区域的分布特征,可广泛应用于混凝土碳化测试。     

杂散电流环境下保护层内氯盐传输特性研究

采用电迁移锈蚀法对杂散电流环境下混凝土保护层中氯盐传输特性进行了研究。通过对四组试件在不同电流强度,不同通电时间情况下混凝土保护层内氯离子浓度的变化特征,重点分析了电场作用对保护层内氯离子传输进程和试件表面氯离子浓度的影响规律。结果表明,电场作用下保护层内氯离子浓度在数十小时内便从非稳态传输演变为稳态传输,传输效率较自由扩散高900多倍,但在稳态传输阶段氯离子浓度并非稳定不变,而是随通电时间增加整体呈下降趋势;保护层内氯离子达稳态传输前,混凝土表面氯离子浓度增长规律与一般氯盐环境中明显不同,其随通电时间增长以幂函数形式降低,随电流强度增加呈幂函数形式增长,且受通电时间的影响更为显著。     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋的力学性能退化规律及其影响机理。通过对取自历时两年干湿循环混凝土试件中的214根锈蚀钢筋进行拉伸试验表明：当锈蚀率较小时，钢筋名义强度随之增加近乎线性下降；当锈蚀率较大时，钢筋名义、等效强度及延性均随之增加而下降；钢筋的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失；钢筋断裂形态随局部锈蚀特征变化；同等条件下细直径钢筋力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明：钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并无显著变化；钢筋名义强度的降低，主要是由于锈损引起横截面积减小导致抗力减小而造成的；锈蚀引起的钢筋面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致其伸长率减小的主要原因；附加弯矩作用是钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

季节性冻土区衬塑钢管耐久性研究

为探究季节性冻土区衬塑钢管在高低温冷热循环作用下使用的耐久性,基于现有规范,设计了温度区间为[-20,50]℃的高低温循环试验。采用PWS-E200电液伺服动静万能试验机和自主设计的结合强度试验装置测得经历不同高低温冷热循环次数后管道的结合强度和压扁强度,分析二者随循环次数增加的变化规律,并以此为依据分析该类管道的工程适用性。试验结果表明,管道的结合强度和压扁强度随高低温冷热循环次数的增加均降低,且管道的结合强度受影响较大,是该类管道耐温变性能的重要指标,并依据管道的压扁强度对其使用环境和埋置深度提出了建议。研究成果可为工程实践提供参考。     

雪崩光电探测器的击穿效应模型分析

基于CMOS工艺制备了空穴触发的Si基雪崩探测器(APD),基于不同工作温度下器件的击穿特性,建立空穴触发的雪崩器件的击穿效应模型。根据雪崩击穿模型和击穿电压测试结果,拟合曲线得到击穿电场与温度的关系参数(dE/dT),器件在250～320 K区间内,击穿电压与温度是正温度系数,器件发生雪崩击穿为主,dV/dT=23.3 mV/K,其值是由倍增区宽度以及载流子碰撞电离系数决定的。在50～140 K工作温度下,击穿电压是负温度系数,器件发生隧道击穿,dV/dT=-58.2 mV/K,其值主要受雪崩区电场的空间延伸和峰值电场两方面因素的影响。     

盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能仿真分析

采用数值模拟技术同时考虑到混凝土力学性能及钢筋混凝土粘结性能受盐冻融作用的损伤,对经历不同盐冻融循环次数后钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了非线性分析,研究了其抗力性能受盐冻融循环作用的影响规律.结果表明:盐冻环境下梁抗弯性能退化的主要原因是由于混凝土力学性能的降低,而粘结性能退化对梁抗力性能的影响并不显著;盐冻融作用达到一定程度后钢筋混凝土梁的破坏类型会发生改变,将由适筋破坏转换为超筋破坏;梁端锚固区粘结性能的冻融损伤对梁抗力性能有一定程度的影响,尤其当冻融程度较严重时,梁的承载力较锚固良好时约有4％左右的降幅.     

钢筋混凝土结构锈胀开裂全过程仿真分析

利用大型有限元软件DIANA,详细分析了锈蚀导致混凝土保护层开裂的全过程.仿真分析表明:混凝土保护层的锈胀开裂过程可分为内裂、扩展、外裂和内外裂缝贯通4个阶段;锈蚀产物膨胀率一定时,混凝土保护层内侧裂缝的产生主要与混凝土抗拉强度相关,其他因素影响甚微;混凝土保护层表面锈胀开裂及其裂缝贯通主要与相对保护层厚度有关,该值越大,裂缝越不容易发展;提高混凝土抗拉强度,能有效延缓锈胀裂缝的产生和发展;在相同条件下,混凝土保护层非均匀锈胀开裂时的钢筋锈蚀率较均匀锈胀开裂时低;混凝土保护层剥落的特征主要与钢筋净间距和保护层厚度的比值相关,当该值较大(>3)时,仅角区保护层发生局部剥落,否则保护层将整体剥落.     

剪力墙结构弹塑性分析的QR法Ⅰ——位移函数及本构模型

基于QR法的基本原理和主要优点,建立了一套新的适用于剪力墙结构分析的位移函数,其中x方向采用新构造的3次B样条基函数,y方向则首次采用一般幂级数代替板条函数、正交函数等作为基函数;根据剪力墙的受力特点选择了适当的材料本构关系、屈服准则等;按照弹塑性力学基本原理,基于W.F.Chen模型,推导出了材料应力—应变关系的显式表达,为QR法和剪力墙结构弹塑性分析的结合奠定了较为完备的理论基础。     

氯盐种类及冻融对混凝土氯离子迁移的影响

通过试验研究了盐溶液类型及冻融循环等外部环境对混凝土中氯离子扩散性能的影响.介绍了混凝土电阻和氯离子扩散系数受盐溶液类型及冻融循环影响的变化情况.并试验结果表明,氯盐种类和冻融循环对混凝土中氯离子的迁移都有影响.