Collapse test and moment capacity of the Ruytenschildt reinforced concrete slab bridge

A large number of existing reinforced concrete solid slab bridges in the Netherlands are found to be insufficient for shear upon assessment. However, research has shown additional sources of capacity in slab bridges, increasing their total capacity and possibly changing their failure mode. Previous testing was limited to half-scale slab specimens cast in the laboratory. To study the full structural behaviour of slab bridges, testing to failure of a bridge is necessary. Research on load testing is carried out in order to develop load testing guidelines. In August 2014, a bridge was tested in two spans. The bridge was load tested, and additional cycles until yielding occurred in the reinforcement were added to the experiment. Though calculations with current design provisions showed that the bridge could fail in shear, the field test showed failure in flexure before shear. The unity check for flexure was determined. The experiment shows that the methods for rating of existing reinforced concrete slab bridges are conservative.     

Effect of the structural reinforcement of composite adherends on the mechanical strength of adhesive joints

This study proposes a novel method to strengthen fiber reinforced plastic (FRP) adherends in a single lap joint (SLJ) by using Kevlar threads. The adherend reinforcement procedure consists of applying a zigzag thread in the fiber glass layers that comprise the adherend in order to subsequently manufacture the adherends using the vacuum infusion method. For this study, three single lap joint configurations were used: Adherends without Kevlar reinforcement (SLJ₁), adherends with Kevlar reinforcement with a medium step zigzag (SLJ₂) and adherends with Kevlar reinforcement with a small step zigzag (SLJ₃). Mechanical tensile tests were carried out to determine the ultimate strength and displacement of the single lap joint configurations studied. Adherends reinforced by Kevlar threads increase the strength and displacement of the single lap joint. However, the influence of the step size of zigzag threads on the adherend does not significantly influence the strength, but significantly affects the maximum displacement of the single lap joint.     

晶界空位与碳原子对铁晶界力学性能的影响

 为了从纳米尺度上探究与表征bcc-Fe的晶界变形行为,采用分子动力学方法分析了4种不同的bcc-FeΣ3晶界(Σ3(111)、Σ3(112)、Σ3(111)/(115)、Σ3(112)/(552))的拉伸与剪切变形过程,研究了晶界上空位和碳的原子分数对晶界拉伸和剪切性能的影响。结果表明,随着空位与碳原子所占晶界原子分数的增加,Σ3(112)晶界的拉伸应力-应变曲线屈服阶段逐渐消失。随着空位原子分数的升高,Σ3(111)晶界抗拉强度逐渐降低,而其余3种晶界抗拉强度也有不同程度的减小。含碳原子的Σ3(111)晶界抗拉强度有所增加,相反,其余3种晶界抗拉强度均低于原始无缺陷晶界。4种晶界的剪切强度均由于空位的存在或碳原子置换而明显减小。     

再生混凝土压-剪应力下受力性能与破坏准则

为了研究再生混凝土在压剪复合受力下的力学性能，利用真三轴试验机对30组再生混凝土立方体试件分别进行了直接剪切和压剪性能试验，对比了试件破坏形态的差异，分析了再生粗骨料取代率、水灰比及压应力比对剪切强度的影响，选用不同破坏准则对压剪复合作用下的强度进行了分析。结果表明：再生混凝土直剪及压剪复合受力破坏形态与普通混凝土相似，直剪强度随再生粗骨料取代率增大而减小，随水灰比增大而减小；压剪复合受力状态下，再生混凝土的极限剪应力随着压应力比的增大呈增幅逐渐减小的增大趋势；通过方差计算，定量分析了压应力比和再生粗骨料取代率两个因素对压剪复合应力下再生混凝土立方体试件剪切强度的影响程度，发现压应力比对剪切强度的影响更明显。选用不同强度准则对试验数据进行分析，得出基于八面体应力空间的破坏准则与试验结果吻合程度最高，且随着再生粗骨料取代率的增加，该准则的精度也逐渐提高。     

微生物加固钙质砂环剪试验研究

对取自南海岛礁的钙质砂进行固化处理，通过环剪试验研究微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）胶结钙质砂的抗剪强度特性，并考虑菌液浓度、菌液浸泡时间、加固液浓度、加固时间、竖向应力以及海水环境等因素的影响. 结果表明：MICP方法可以有效提高钙质砂的抗剪强度. 当加固液浓度为0.5 mol/L时，加固后试样的抗剪强度达到最大值，约为未加固试样的3倍，并表现出显著的应变软化现象. 提高菌液浓度、菌液浸泡时间、加固液浓度、加固时间均可改善微生物加固效果，减小残余强度与峰值强度的比值，使试样的应变软化现象越来越明显. 海水环境虽对MICP加固过程有抑制作用，但在此环境下采用MICP方法仍能有效提升钙质砂地基的抗剪强度.     

ATB柔性基层与半刚性基层的层间抗剪规律

以ATB-25沥青混合料与水泥稳定碎石成型复合试件,控制复合试件层间沥青和碎石用量,采用自主研发的剪切仪进行抗剪强度试验,分析影响层间抗剪强度的因素及变化规律。通过设置试验温度、碎石和沥青用量等参数,制定不同的试验方案进行试验。试验结果表明:对层间抗剪强度影响最大的因素是温度,从5 ℃上升到35 ℃时最大剪应力从1.36 MPa下降到0.16 MPa,其次是沥青用量；碎石用量影响最小,而且不同温度下沥青和碎石的最佳用量也不同。在实际工程中,在考虑沥青和碎石的用量时,应考虑工程所在的地区,高温地区沥青的用量应比低温地区稍低一些,同时严格控制碎石用量,提高层间联结质量,明确层间抗剪强度与层间联接各因素的规律。     

直根系根-土复合体抗剪强度简易计算方法

为了简化直根系根-土复合体抗剪强度的计算,基于根-土相互作用机理,考虑复合土体中根系的破坏模式,对直根系根-土复合体进行受力分析,推导了根-土复合体抗剪强度计算公式,将计算结果与现场实测值进行对比,并对折减系数、含根量、植物种类根-土复合体抗剪强度的主要影响因素进行了参数分析。结果表明:根-土复合体黏聚力是土层深度的指数函数;法向应力不变时,复合土体的抗剪强度随折减系数的增大而增大,折减系数在0.84~0.86之间取值时,结果较接近实测值;且复合土体的抗剪强度随含根量的增大呈先增大后减小的趋势,存在一个使复合土体抗剪强度最大的最优含根量;法向应力增大时,直根系复合土体的抗剪强度也随之增大,采用理论公式计算的抗剪强度值与实测值相对误差在10%以内。研究成果可为边坡生态防护的设计和计算提供理论参考。     

细菌对红黏土抗剪强度的影响

为了探究土壤原生细菌对红黏土强度的影响,通过对红黏土中天然赋存的原生细菌进行富集培养,并在红黏土重塑试样中添加培养后的细菌菌液,通过土工试验和电镜试验分析红黏土物理力学性质和微观结构的变化。结果表明:随着细菌的掺入,三轴试样的破坏峰值和压缩模量都有所提高,并且随时间的增长,呈现先增大后减小的趋势;同时从电镜图像上来看,细菌的掺入使得红黏土中粉粒含量有所增加,相应的黏粒含量下降。研究结果可为进一步研究单一的细菌种类对红黏土物理力学性质和微观结构的影响提供参考。     

钴/镍复合中间层真空扩散连接钨与钢

以钴粉/镍箔为复合中间层，采用800，900和1 000 ℃等三种连接温度，加压10 MPa并保温120 min的工艺条件，对钨/钢真空扩散连接. 研究了接头的微观组织、成分分布、力学性能及断口特征. 结果表明，连接温度为800 ℃和900 ℃时，钨/中间层界面金属间化合物生成很少，对应接头抗剪强度分别为186 MPa和172 MPa，断口均位于钨母材中近界面的位置，为典型解理断裂形貌；当连接温度升至1 000 ℃时，钨/中间层界面生成厚度小于2 μm的连续金属间化合物层，接头抗剪强度降至115 MPa，断裂也发生在钨母材中近界面的位置，断口大部分区域为沿晶断裂特征.     

基于冻融循环试验的季节性冻土区边坡稳定性分析

内蒙古包头地区属于典型的季节性冻土区,冻胀和融沉是冻土危害产生的主要原因,也是人们面临的重大难题。通过建立非饱和粉砂土黏聚力、内摩擦角与冻融循环参数之间的定量关系,探索冻融循环对粉砂土抗剪强度的影响规律。通过对不同含水率、不同干密度的土样进行不同次数的冻融循环分析并总结其变化规律,研究发现:不同干密度、不同含水率的土样,黏聚力都会随着冻融次数的增加不断减小;内摩擦角会随着冻融次数的增加逐渐趋于稳定,波动的幅度在5°之内;抗剪强度的变化趋势受黏聚力的影响较大。最后,用岩土工程软件进行有限元分析,利用折减系数法计算边坡的安全系数,以此为包头地区季节性冻土的研究提供更好的理论基础。