石墨烯智能混凝土在正交和斜交于受力方向的压敏响应

利用石墨烯智能混凝土棱柱体试块,在其中埋置电极形成沿受力方向、正交于受力方向和斜交于受力方向的电极对,在施加弹性阶段的循环荷载情况下,测试其不同方向的电阻变化趋势,对照该方向的应变变化规律,总结石墨烯智能混凝土在不同方向上的压敏响应特征。结果表明,沿受力方向、正交方向和斜交方向的电阻变化规律相似,都随压力的增加而减小,随压力的释放而增加,电阻变化率都在8%左右,这说明它们主要受体积变化的控制,然而,正交于受压方向的压敏性能也受泊松比的影响,使其电阻变化幅度变小,为7.16%。用体积变化率和应变率共同构建的压敏特征模型方程能统一描述三个方向的电阻变化率。     

水泥基渗透结晶型防水材料和纳米二氧化硅改性混凝土自修复性能的研究

为研究水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)与纳米二氧化硅(NS)对混凝土自修复性能的影响,制备了基准混凝土、单掺3％ CCCW、复掺3％ CCCW和1％、2％及3％ NS的5种混凝土试件,通过抗压强度试验、超声波探伤试验和SEM试验研究了混凝土的力学性能与不同养护龄期下(7d、14 d、28 d、56 d)混凝土的自修复性能.结果 表明,随着龄期的延长和NS掺量的增加,混凝土的抗压强度均呈现上升趋势.单掺CCCW和复掺CCCW与NS混凝土的抗压强度优于基准混凝土,且复掺情况下混凝土的抗压强度高于单掺CCCW混凝土;单掺CCCW和复掺CCCW与NS混凝土具有良好的自修复性能.随着养护龄期的延长,复掺情况下混凝土修复后抗压强度的增长趋势和波速明显优于其他混凝土;预压80％极限抗压强度的混凝土自修复效果优于预压60％的情况.其中,复掺3％ CCCW与1％ NS混凝土修复后的抗压强度、波速与强度恢复率均高于其他混凝土;CCCW与NS的掺入促进了裂缝处未水化水泥颗粒的水化反应,生成结晶体,从而形成致密的结晶体网络,提高了混凝土自修复性能.     

纳米银-聚合物薄膜的制备及力电性能测试

聚合物基底上纳米银颗粒薄膜的制备工艺相对简单,成本较低,且该薄膜具有成为高敏感性压阻应力/应变传感材料的潜力。本文采用银镜制备法在聚酰亚胺(PI)和聚乙烯(PE)上合成了纳米银颗粒薄膜,系统研究了该薄膜制备工艺、结构特性、材料性能之间的关系。实验考察了材料“浸泡”时间及聚合物材料前处理等因素对材料表面吸附纳米颗粒含量的影响,研究了 “浸泡”时间对纳米银颗粒粒径大小、颗粒含量及分布的影响,并探讨了不同聚合物基体的颗粒特性对薄膜二维导电渗滤,压阻特性及拉伸性能的影响。研究表明,增加“浸泡”时间能够增加纳米银颗粒粒径大小,提高银颗粒的含量及分布均匀性；在相同的制备条件下,PI基底较PE基底对纳米银颗粒具有更加优异的吸附效果；在PI 和PE基底上的纳米银颗粒薄膜均表现出显著的压阻性能,且电阻对应变的敏感性随应变的增大及银颗粒含量的减少而显著提高。     

用于结构损伤自监测的智能混凝土电阻-损伤试验研究

研究了石墨烯智能混凝土电阻率与损伤之间的关系,向试件施加轴向载荷以及循环载荷,通过电阻率的变化反应混凝土的损伤程度,同时使用非金属超声探伤仪器测量波速,根据应力波理论,表征试件的损伤程度;将损伤与电阻率进行对比,利用隧道效应理论解释电阻率变化的原因,最终得出混凝土损伤与电阻率之间的关系。     

基于SWMM的低影响开发径流量模拟及工程应用研究

低影响开发是建设海绵城市的重要举措,其中不同重现期下的径流量是评价低影响开发措施优劣的重要参数。结合实际工程案例,采用SWWM软件,建立了该场地的暴雨洪水管理模型,分析了在不同重现期(一年、十年和一百年)下,施加低影响措施前后及采用不同低影响措施布置方案下的场地径流系数和径流量变化,并对其雨洪控制效果进行了评价。分析表明,低影响开发措施能有效调控场地的径流量,并且在优化的组合方案下的控制效果更为明显。     

CFRP索弦支穹顶结构的受力性能研究

将弦支穹顶结构中的钢索替换为更加轻质高强的CFRP索,形成CFRP索弦支穹顶结构。基于北京奥林匹克羽毛球馆中的弦支穹顶结构,分别对钢索弦支穹顶结构和CFRP索弦支穹顶结构进行了静力非线性分析和整体稳定性能分析。结果表明:将弦支穹顶结构中的钢索替换为CFRP索对结构在竖向荷载作用下的设计结果和整体稳定性能影响不大;温度作用下,CFRP索弦支穹顶结构与传统钢索弦支穹顶结构的索内力变化趋势相反,温度作用对钢索弦支穹顶中网壳结构的影响集中在外围边缘区域,而对CFRP索弦支穹顶中的大部分杆件受力均有较显著的影响。     

不同加载路径饱和岩石力学特征的试验研究

不同加载路径对岩石强度特征、变形特征和破坏特征存在影响。据此，探讨饱和岩石在排水、非排水、比例加载、侧向卸载、在不同偏应力状态下注水和非排水（但在不同偏应力状态下水压力卸载）等加载情况下以及在常规三轴试验和拥有循环加载的三轴试验等试验方式下，岩体的强度特征、各向异性变形特征和破坏特征。试验结果表明：循环加载、饱和岩石在不同偏应力状态下注水、非排水但在不同应力状态下水压力卸载、比例加载和侧向卸载等具有降低岩石强度、增加岩体变形以及水压力对岩石具有劈裂破坏作用等特征，这些力学特征对岩土工程具有现实意义。     

氧化石墨烯改性水泥砂浆抗氯离子渗透性能

采用快速电通量法及长期氯盐浸泡试验,研究了氧化石墨烯(GO)改性水泥砂浆的抗氯离子渗透性能,分析了电通量与表观氯离子扩散系数之间的关系,并通过扫描电镜(SEM)分析了其微观结构。结果表明:掺入适量的GO能够提升水泥砂浆的抗氯离子渗透性能,当掺量为0.06%(质量分数)时最显著,与无GO的对照组相比,水泥砂浆的电通量和氯离子侵蚀深度分别降低了34.5%和27.2%;长期氯盐浸泡60 d、120 d后,0~5 mm处的自由氯离子浓度最高分别降低了28.4%和15.3%;电通量与表观氯离子扩散系数之间存在良好的线性关系;GO有效调节了水化产物形状,减少了内部孔隙,使其微观结构更加密实,从而提升了水泥砂浆抗氯离子渗透性能。     

西藏会展中心钢结构屋盖安装关键技术

针对西藏会展中心钢结构屋盖安装,提出了屋盖外围部分采用组合单元吊装,屋盖内部部分采用整体提升技术。对安装过程中的关键难点进行了详细分析,确保了施工过程的安全和质量。工程实践证明,提出的施工技术安全经济,施工质量得到了保证。     

基于起始水力坡降的软土一维大变形固结分析

深厚软黏土的大变形特性以及土中渗流存在的起始水力坡降已分别为人们所认识,但能考虑起始水力坡降的深厚软土大变形固结理论报道甚少。假定土的体积压缩系数保持不变,渗透系数与孔隙比为平方关系,在拉格朗日坐标系中建立以超静孔隙水压力为变量考虑起始水力坡降的软土大变形固结问题的控制方程及求解条件。利用有限差分法解决了由起始水力坡降所引起的动边界问题,将很小起始水力坡降下(10-5)的差分解与达西渗流定律下解析解对比,验证了差分数值计算结果的可靠性,从而为解决移动边界问题提供了一种有效方法。最后着重分析了量纲一变量R对固结性状的影响及在大、小应变不同几何假定下固结性状的区别,结果表明:R值的大小会影响渗流前锋的最终位置及移动速度、超静孔压的消散速率。R值越大,渗流前锋的移动速度越慢,土中超静孔压消散越慢,残留于土中而不能消散的超静孔压越大,进而导致土体发生的最终沉降量就越小。大变形几何假定下土中超静孔压的消散速率要比小变形几何假定下快,且固结完成时残留于土中不能消散的超静孔压值要比小变形几何假定下小,故计算得到的地基最终沉降量要比小变形几何假定下的计算值大。