混凝土微生物自愈合技术研究进展

为了抑制混凝土裂缝扩展所造成的结构损伤及由混凝土开裂带来的高额维修费用,采用微生物诱导碳酸钙沉淀实现混凝土微裂缝(300μm)的修复成为近年来的研究热点。本文对微生物自愈合混凝土的定义、分类、作用机理、影响因素以及愈合效果的评价指标等方面进行了文献综述,总结和评述了国内外混凝土微生物自愈合技术的最新研究进展和主要结论。研究发现,混凝土中的微裂缝主要由微生物的代谢产物—碳酸钙填充。除用于填充、修复微裂缝外,微生物代谢产生的矿物沉淀还能够改善混凝土的力学性能。此外,微生物修复后混凝土的孔隙率、吸水性、渗透性以及氯离子运输能力的降低也被认为是微生物愈合剂对混凝土结构耐久性改善的体现。因此,微生物作为混凝土愈合剂具备可持续修复裂缝的能力且可改善混凝土的力学性能和耐久性,从而达到修复和愈合混凝土的目的。最后,在分析已有研究成果的基础上,对混凝土微生物自愈合研究中存在的一些问题和未来的研究方向进行了讨论和展望。     

波浪荷载作用下海上新型潜式浮式风力机运动特性研究

以适用于中等水深(50~200 m)的新型潜式浮式风力机为研究对象,该风力机基础综合Spar式、半潜式及张力腿(TLP)3类浮式风力机基础的优点,运行时基础主体淹没在水下,具有较小的水线面(如同Spar平台),受波浪影响较小;平台通过张紧式系泊线与海床相连(如同TLP平台),具有良好的垂荡和摇摆运动特性;拖航状态下,浮式平台处于半潜状态,水线面面积大(如同半潜式平台),具有良好的浮稳性。通过分析不同波况下的潜式浮式风力机耦合动力响应得到潜式浮式基础的横荡、纵荡、垂荡及纵摇运动响应,以及发电功率、叶片根部弯矩、塔筒顶部和底部弯矩、锚链张力时程曲线。研究结果表明:波浪对于结构的纵摇运动的影响最为明显,对发电功率、叶片根部弯矩和塔筒顶部弯矩影响较小,对塔筒底部弯矩和系泊线张力影响较大。     

筏板-桩-土相互作用的三维弹塑性有限元分析

通过无厚度的接触面单元模拟筏板–桩–土之间的非线性接触特性,同时采用Drucker-Prager弹塑性本构模型描述土的非线性特性,对桩筏基础进行了三维弹塑性有限元分析,得到了筏板–桩–土接触表面上法向应力和摩擦应力的分布以及桩周土体塑性变形发展情况。在此基础上,对筏形基础中筏板和桩的承载力分担比进行了分析。计算结果表明,随外荷载的增大,桩的承载力分担比增大,筏板的承载力分担比减小,但两者的变化幅度不大。     

混凝土结构补强加固方案的优选

比较了现有的各种混凝土结构加固方法的优缺点，介绍了它们各自的适用范围。在此基础上，对实际工程应用中加固方案的优化选择作了系统的分析，提出职有通过方案优选，才能使加固工程的投资实现最小化，效益实现最大化。     

考虑砂土渗透性变化的吸力锚沉贯及土塞特性研究

吸力锚负压沉贯过程中锚内部常常产生土塞现象,这将阻碍锚体的进一步沉贯,影响吸力锚在海床土体中的安装深度,最终导致吸力锚承载力的降低,本研究通过1g条件下室内模型试验研究土塞的形成机理。通过试验模拟吸力锚水下砂土中吸力沉贯过程,借助高分辨率相机记录锚体整个沉贯过程,同时利用微型孔压传感器测量锚内外负压值随沉贯深度变化情况。试验过程中发现吸力锚内部土柱在向上渗流作用下发生细颗粒迁移现象,且随着沉贯深度的增大,土塞隆起的高度逐渐增加。提出土塞的形成是由于吸力锚内部土体膨胀引起的,进而引起渗透系数的增加。本研究分析了渗透系数在锚体沉贯过程中的变化情况,并对Houlsby和Byrne提出的吸力锚砂土中沉贯吸力计算模型进行了改进,从而获得更加准确的沉贯吸力随沉贯深度变化关系理论计算方法,为吸力锚的工程设计和施工提供理论依据。     

典型深海软黏土全流动循环软化特性与微观结构探究

深海软黏土具有不同于陆相或近海软黏土的岩土工程性质。针对取自中国南海西部深水区5个典型站位的海床软黏土,采用一种改进的全流动贯入装置对其强度特征进行测试,并结合深海软黏土特殊的微观结构和生物硅矿物,对其循环软化特性进行分析和探讨。研究结果表明:南海西部深海软黏土普遍具有高含水率、高液性指数、高活性值、低不排水抗剪强度和高灵敏度等特点,极慢的沉积速率和稳定的沉积环境是深海软黏土具有高灵敏度的主要原因。全流动循环软化过程中土体结构的变化主要体现在絮凝体的破坏和孔隙结构的改变两个方面。特殊的生物硅颗粒在循环作用下会发生破碎,导致内部孔隙水释放,从而加剧了土体循环软化的程度。     

土工静力-动力液压三轴扭转多功能剪切仪数据采集处理系统

将从日本引进的新型土工静力一动力液压三轴扭转多功能剪切仪，配备了工业控制计算机和高精度模数转换接口板，以VC＋＋6．0语言作为编程平台，利用现代计算机技术中的多线程编程技术和计算机绘图技术，实现三轴扭转试验仪的计算机数据采集处理系统，完成试验全过程的应力、应变和孔压等12种数据的实时监测、绘制实时动态曲线及实时数据采集处理，或形成数据文件供后期数据处理绘图。系统使用工控机内部高频时钟进行精确的系统采样定时，使试验仪采样周期的精确度达到微秒级，有效地保证数据采集精度改造后的试验仪数据采集处理系统不仅使试验数据的精确采集、处理过程全部自动化，且成功地完成对试验数据后续处理，如滞回圈等非规则曲线面积及莫尔圆公切线求解等一系列复杂计算。     

大连港大窑湾吹填区软基的堆载预压处理研究

结合大连港大窑湾吹填区软土地基处理具体工程,通过现场试验与监测比较详细地介绍了堆载预压方法中关于分级堆载设计、施工及监测等各方面的技术问题。通过对监测结果的综合分析,探讨了堆载预压处理过程中地表沉降、深层沉降等关键参数的变化规律及堆载级数、堆载高度与固结时间等参数之间的依赖关系,为吹填造陆地区软基处理提供了经验和依据。     

低延性中心支撑钢框架结构振动台试验

中心支撑钢框架结构是一种典型的双重抗侧力体系，强震作用下支撑失效会引起结构承载力和刚度的折减，支撑失效后，结构剩余部分作为储备体系能够继续承担地震作用。为深入了解低延性中心支撑钢框架结构在地震作用下的非线性反应，研究在支撑失效后结构储备体系的抗震性能，开展了3层中心支撑钢框架结构模型的振动台试验。模型结构为3榀2跨结构，中间榀布置一跨低延性人字形中心支撑(截面宽厚比超出我国规范限值)，模型长度缩尺比为1∶6.5，分别采用硬土、软土场地的地震波单向激励，峰值加速度逐级增加。结构在7度罕遇地震作用下发生底层支撑失效，储备体系避开了硬土场地地震波的卓越周期，加载至超过9度罕遇地震后依然未出现明显损伤。储备体系对软土场地地震波(宁河波)更为敏感，在8度罕遇地震作用下濒临倒塌。结构2、3层支撑始终未发生屈曲和破坏。研究结果表明，当储备体系设计合理时，低延性中心支撑钢框架结构具有良好的抗震性能和抗倒塌能力。     

冻融循环对混凝土力学性能的影响

采用快速冻融试验方法，对普通混凝土及3．5％NaCl溶液中浸泡后的混凝土试件分别进行0，25，50，75，100次冻融循环试验，并采用大型混凝土静、动三轴试验系统，检测了冻融循环对混凝土抗压强度、弹性模量及应力-应变关系的影响，建立了简明的数学表达式。利用电子显微镜观察混凝土承受不同冻融循环次数后的微观结构，发现冻融循环次数越大，水泥浆的裂缝越多：不同配比的混凝土受冻融循环的影响也不同，水灰比大的混凝土受冻融循环影响大于水灰比小的混凝土。