FRP加固混凝土研究现状与展望

纤维增强复合材料(FRP)是一种高性能新型结构材料,近年来在混凝土结构加固修复领域中得到了广泛的应用。综述了国内外学者对FRP加固混凝土的研究现状,介绍了FRP材料的分类以及FRP片材的优点,总结了基于断裂力学的6种FRP与混凝土界面黏结滑移模型,在此基础上,归纳总结了FRP加固混凝土中存在的不足,并对未来FRP加固混凝土研究方向进行了展望。     

不同加载速率下CFRP加固混凝土梁动态力学性能试验研究

混凝土动态力学行为具有明显的率相关性,为此对CFRP加固混凝土梁试件开展了4种加载速率(0.1、0.01、0.001mm/s和0.0005mm/s)下的力学性能试验，通过位移控制的单调加载方式研究不同加载速率对CFRP加固混凝土梁试件的破坏过程、荷载-裂缝张口位移曲线、断裂能和延性指数的影响。基于实时、动态的声发射无损检测技术，对不同加载速率下CFRP加固混凝土梁断裂过程中的声发射参量进行识别和采集，从声发射角度分析了CFRP加固混凝土梁的受力特性。结果表明：低加载速率下，试件侧面预制缝附近伴有其他裂缝产生，且加载速率越低，其裂缝越明显；CFRP加固混凝土梁的开裂、极限、破坏荷载随加载速率的提高而增大；随着加载速率的提高，CFRP加固混凝土梁的断裂能和延性指数均明显增大；声发射累积振铃计数随加载速率的提高而增大。     

结合机械阻抗的微穿孔板吸声计算及试验研究

机械阻抗板(MIP)由刚性薄板与其周围黏贴的阻尼材料组成,利用其机械共振将声能耗散于黏性阻尼,阻抗板与微穿孔板相结合可提高传统微穿孔板(MPP)的低频吸声性能。计算组合结构吸声系数的关键是阻抗板后封闭空腔的处理,对比分析了将空腔等效成声顺,阻抗转移法,传递矩阵法及将空腔等效成空气弹簧的4种处理方法,并进行了相应的试验验证。研究表明,将空腔等效成声顺和空气弹簧实质上是相同的,但当空腔深度较大时,由于忽略声质量,易产生计算误差。阻抗转移法与传递矩阵法实质上是相同的,与试验结果吻合良好,计算准确。     

不同养护温度下蒸养混凝土断裂性能研究

为了研究不同养护温度条件下蒸养混凝土断裂性能的变化规律,开展了养护温度为20、45、60、80、95℃的混凝土三点弯曲梁断裂试验.基于双K断裂理论,分析了不同养护温度下蒸养混凝土的断裂性能,探讨了高温养护条件下混凝土损伤因子与其断裂韧度损失率之间的关系.结果表明:45℃养护条件下与20℃养护条件下的混凝土力学性能和断裂性能基本相同;养护温度大于45℃后,随着养护温度升高,高温导致的热损伤效应增强,试件的起裂韧度、失稳断裂韧度、断裂能和特征长度均呈下降趋势;采用弹性模量或抗压强度定义的强度损伤因子与断裂韧度损失率具有较好的相关性.研究成果可为蒸养混凝土断裂参数研究提供依据.     

龄期和试件尺寸对钢纤维混凝土抗折强度影响试验

以研究试验龄期和试件尺寸对钢纤维混凝土抗折强度的影响为目的,通过不同尺寸、不同钢纤维体积率混凝土试件的抗折强度试验,研究了钢纤维混凝土试件之间的强度关系,并按照定义的抗折强度尺寸效计算方法,求得不同尺寸试件之间的抗折强度尺寸效应值.结果表明,相同试验龄期内,钢纤维混凝土的抗折强度较普通混凝土均有所提高;钢纤维混凝土抗折强度受到龄期、钢纤维体积率和试件尺寸的影响;不同尺寸混凝土试件之间存在有一定的抗折强度尺寸效应值.为试验龄期和试件尺寸对试件结果具有显著影响提供了可靠的理论依据.     

耐碱剂对钢纤维混凝土强度的影响研究

为研究耐碱剂对钢纤维混凝土基本力学性能的影响,对不同配合比和钢纤维体积率的钢纤维混凝土耐碱剂添加前后的抗折强度和抗压强度进行了试验研究.结果表明:耐碱剂的加入对普通混凝土的抗压强度几乎没有影响,对钢纤维混凝土抗压强度的影响在10%以内;与未掺加耐碱剂的钢纤维混凝土相比,掺有耐碱剂的钢纤维混凝土抗折强度有所提高,且其提高幅度随基体混凝土抗压强度的提高而降低;耐碱剂可以有效提高混凝土和钢纤维混凝土的折压强度比,平均增幅约为8.8%.     

铝酸盐水泥对粉煤灰基地聚合物性能影响探究

为探讨铝酸盐水泥对粉煤灰基地聚合物性能的影响规律,用掺量分别为0、2%、4%、8%和12%铝酸盐水泥代替粉煤灰,运用SEM、XRD、FTIR与TG等测试方法,对复掺铝酸盐水泥的地聚合物进行微观机理探究;开展流动度试验、凝结时间与抗压强度试验,对复掺铝酸盐水泥的地聚合物进行宏观性能分析。结果表明,当铝酸盐水泥掺量从0增长到12%的过程中,C-S-H凝胶含量从2.16%增长到8.10%,富铝凝胶含量从55.22%增长到74.60%,增大铝酸盐水泥掺量,流动度从22.4 cm降低到21.5 cm,初凝时间从622 min减小到106 min,终凝时间从740 min减小到125 min,抗压强度从27.7 MPa增长到70.78 MPa。因此,复掺铝酸盐水泥有利于生成更多的C-S-H凝胶和富铝凝胶,C-S-H凝胶具有更大的生成速率,降低了地聚合物工作性能,增大了地聚合物抗压强度,丰富了地聚合物性能的提高方法。     

不同FRP增强混凝土梁断裂性能试验研究

为了探讨不同种类纤维增强复合材料（FRP）增强带裂缝混凝土的断裂性能,开展了芳纶纤维增强复合材料（AFRP）、碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）增强带裂缝混凝土梁的三点弯曲试验,分析了其断裂性能参数.结果表明：相对于普通混凝土梁试件,FRP对带裂缝混凝土梁的阻裂加固效果更明显;CFRP增强混凝土梁的起裂荷载和失稳荷载均大于AFRP与GFRP增强混凝土梁,CFRP的阻裂增强效果最佳;AFRP增强混凝土梁和CFRP增强混凝土梁的破坏形式均为试件底部混凝土 FRP界面的剥离破坏,GFRP增强混凝土梁的破坏形式为试件底部GFRP的拉断破坏;通过对不同FRP增强混凝土梁阻裂加固机理的分析,计算得出CFRP增强混凝土梁的起裂韧度和失稳韧度最大,且CFRP价格适中,因此使用CFRP对带裂缝混凝土梁进行增强加固的性价比最优.     

三榀高性能钢－混凝土组合楼板激励响应互相关分析

基于研发的空气调频激励装置,以三榀高性能钢－混凝土组合楼板模型激励响应动力特性试验测试为基础,通过构建榀－榀互相关函数分析模式,进行了该类型组合楼板结构的加速度激励响应和位移激励响应榀－榀互相关分析。研究表明,组合楼板榀与榀之间的加速度响应与位移响应激励过程由瞬态、稳态和衰减三个阶段组成。在瞬态阶段、稳态阶段和衰减阶段的阶段性互相关系数大小不一,互相关分布规律不同。瞬态阶段互相关性表现出稳定的抛物线分布规律;稳态阶段互相关分布规律呈现平滑的抛物线分布状态;衰减阶段互相关性均表现出榔头型分布规律。     

水闸安全类别划分影响因素及工程质量分级优化方法

针对水闸安全鉴定过程中存在的实际问题,通过解读《水闸安全评价导则》（SL 214—2015）中的相关规定,分析水闸工程安全检测质量、水闸主要功能变化与政策导向三个主要因素对水闸安全类别划分的影响,指出水闸安全类别划分存在的局限性和模糊性。考虑到水闸安全类别划分过程中存在专家主观性强、权重无固定标准和定性要素多等问题,基于模糊综合评价法和层次分析法,对水闸工程安全检测质量分级方法进行优化,根据确定的安全类别划分体系构建了模糊综合评价模型,实现了水闸安全检测质量指标的量化,为水闸安全类别划分及其正常运行管理提供决策依据。