干湿循环与持续轴压荷载对水泥砂浆耐硫酸盐侵蚀性能的影响

为分析持续轴压荷载和干湿循环对水泥砂浆耐硫酸盐侵蚀性能的影响,通过宏-微观试验,对比不同工况下砂浆的表观现象、质量、膨胀率、强度的劣化特性并探究其侵蚀机理。结果表明：持续轴压荷载和干湿循环均显著加剧砂浆劣化,且应力越大影响越大;应力比0.4工况的砂浆线膨胀率最高增长0.67%,其抗压强度最大损失40.72%;干湿循环工况的砂浆线膨胀率最高增长0.43%,其抗压强度最大损失29.63%;较低持续轴压荷载前期减缓硫酸盐侵蚀而后期加剧,较高持续轴压荷载直接增多砂浆内部缺陷,加剧化学侵蚀,导致宏观性能大幅下降;干湿循环作用下硫酸盐结晶与钙矾石、石膏等腐蚀产物共同导致砂浆微观结构劣化和缺陷扩展,持续轴压荷载不改变硫酸盐的侵蚀机理,但显著影响侵蚀进程;二项式函数能够较好的描述砂浆硫酸盐抗压强度的劣化规律。研究成果可以为水工结构的耐久性评价与保护层设计提供指导和支撑。     

对称加载作用下单箱双室组合结构的剪滞效应特性与试验研究

对于箱型组合结构,由于应力分布不均,极易导致翼板及底板发生剪切变形,从而对结构安全不利。为了深入探讨单箱双室组合结构中剪滞效应的机理,根据该类结构的受力变形特点,建立混凝土翼板和单箱双室钢梁的纵向翘曲位移模式,得到了控制微分方程及其边界条件,并推导出了在对称荷载作用下单箱双室组合结构的应变及挠度的解析表达式。开展了室内足尺寸模型试验,与剪滞效应理论进行了对比研究,应变、挠度计算值的最大相对误差分别达到15.32%和16.97%。可为该类结构中剪滞效应研究及单箱双室组合结构的工程设计、后期加固提供一定的参考。     

内部裂缝缺陷对混凝土断裂性能的影响

为研究混凝土梁内部贯穿裂缝缺陷对其断裂性能的影响,设计了含不同裂缝缺陷混凝土梁的三点弯曲断裂试验,研究不同长度、位置及数量的水平裂缝缺陷对混凝土断裂性能的影响。通过试验测得的P-D_m曲线以及相关试验数据计算得到含不同裂缝缺陷的混凝土断裂参数与断裂能。对比结果可知:混凝土三点弯曲梁的起裂荷载和起裂韧度受水平裂缝缺陷参数变化的影响较小,而失稳荷载和失稳韧度受水平裂缝缺陷的影响较大;水平裂缝越长,试验测得其失稳荷载越小,计算得到的失稳韧度和断裂能也越小。水平裂缝距离试件的底部越近,试验测得其失稳荷载越小,计算得到的失稳韧度和断裂能也越小。水平裂缝数量越多,试验测得其失稳荷载越小,计算得到的失稳韧度越小,断裂能也越小。该现象表明混凝土试件中含线性缺陷导致材料的缺失量越大,其完全断裂所消耗的能量越小,且测得的断裂参数值也越小。     

复合弯扭作用下预应力单箱组合梁的扭转承载能力分析

组合梁结构在实际工程中常处于弯扭复合受力状态,为探讨预应力单箱组合梁在复合弯扭作用下的扭转承载性能,引入了弯矩影响系数和预应力影响系数,提出了预应力单箱组合梁在弯扭作用下的开裂扭矩计算公式.并在大扭弯比条件下,基于空间桁架理论,推导了预应力单箱组合梁在弯扭作用下的极限扭矩计算公式.为了验证该理论的正确性,设计了4根模型梁试件进行弯扭加载试验.理论计算值与试验值的对比结果表明,由理论计算公式得出的结果与实际吻合良好,可为研究组合梁结构的复合弯扭问题提供一定的理论参考.     

基于XFEM的混凝土三点弯曲梁开裂数值模拟研究

扩展有限元法通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式,使对非连续位移场的表征独立于单元边界.采用扩展有限元法对单边切口混凝土三点弯曲梁进行数值模拟,混凝土采用最大主拉应力牵引损伤开裂准则和线性软化损伤模型,并将结果与试验进行对比,验证模型有效性.结果表明,扩展有限元法模拟值与试验值在起裂韧度、失稳韧度等方面存在差异,但总体相差不大.分析认为存在的差异主要是由于混凝土梁自重、支座摩擦力等原因造成,扩展有限元可有效模拟混凝土梁在含有初始裂缝情况下从加载到失稳破坏的全过程,获得裂纹萌生、扩展的过程及破坏形态.     

预应力钢-混组合梁界面滑移性态试验研究

预应力组合梁作为一种新型的结构,其承载力影响因素众多.受外荷载时,预应力钢-混组合梁的混凝土翼板和钢梁不可能实现完全共同作用,交界面处会发生相对滑移,对其受力性能产生不利影响,因此有必要对预应力组合梁的界面滑移进行深入研究.根据预应力钢-混组合梁界面滑移的试验结果,分析了钢-混组合梁界面滑移的分布和发展规律,界面滑移随荷载的增大而增大,在组合梁的弹性工作阶段变化较慢,弹塑性阶段增加较快;相对滑移会导致钢和混凝土交界面上产生应变差.     

地质雷达在探测地下富含水区域中的应用

地质雷达法用于地下水探测以及地下环境监测,是近年水利和物探行业研究的热点之一.简要介绍了地质雷达法的优点及其在探测地下水活动中应用的国内外研究现状.根据雷达的频谱图和能量特征,可有效探测地下富含水区域.结合南京某小区地下管道泄漏的工程案例,对地下富含水区域和管道等其他异常情况进行地质雷达探测.实践证明地质雷达法在探测地下富含水区域方面能取得较好效果.     

钢套筒混凝土压力管道内水压承载性能有限元分析

为了研究新型结构钢套筒混凝土压力管道(SSCP)的内水压承载性能,建立SSCP非线性有限元模型,通过施加管道自重、管道内水重和逐级增大的均匀内水压力模拟SSCP从生产到运行各个阶段的受力状况,得到各工况下SSCP的应力变化特点和塑性开展规律。结果表明,SSCP在内水压力较小、未达到开裂压力Pb的工况下处于完全弹性状态,各构件应力均能满足正常工作要求,安全度较高。随着内水压力的增加,达到Pb后,管底混凝土管芯内表面最先出现塑性并不断沿轴向和管腰方向扩展。在施加内水压力过程中,内层钢筒承担的拉应力大于外层钢筒。     

玻璃纤维复材筋与水泥基复合材料界面力学性能试验研究及精细化有限元仿真

玻璃纤维复材(GFRP)筋水泥基复合材料(ECC)构件受力变形过程中,筋材与基体协调变形能力影响构件及组合构件的工作性能。本文通过GFRP筋ECC黏结-滑移试验建立界面黏结滑移本构,结合ECC变形及开裂后力学属性,采用ABAQUS有限元软件进行GFRP筋ECC构件黏结界面力学性能分析,研究筋材及基体应变分布随加载过程的演化及不同黏结-滑移关系对构件工作性能的影响。研究表明,GFRP筋材直径影响黏结滑移性能及界面破坏模式,界面力学属性的提高能够增加二者协同工作性能,改善构件的开裂属性;基于试验中筋材应变分布,分析基体破坏、应力分布,研究构件受拉破坏过程整体拉伸刚度变化,为反演宏观构件正常工作状态下工作机理提供分析方法。     

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。