超高强混凝土短柱受剪强度的试验研究

近年来,随着现代建筑向大跨、高层方向发展,超高强混凝土(高于C100)正得到日益广泛的应用。超高强混凝土的优异性能是具有更高的强度和更好的耐久性,但随着混凝土强度等级的提高,呈现出愈来愈显著的脆性。建筑物承重柱的设计是关系到建筑物在大震下能否倒塌的关键。现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中规定混凝土强度等级的适用范围为C15~C80,目前对超高强混凝土框架柱受剪强度的研究并不多见。实际工程的需要和现行规范、规程指导的脱节形成的矛盾变得日益尖锐。针对上述现状,本文开展了在低周反复荷载作用下,14根超高强混凝土框架短柱受剪强度的试验研究,其混凝土的强度变化范围为95.6MPa~118.6MPa。通过试验,研究了短柱的破坏形态。根据试验结果,框架短柱受剪强度偏下限,提出了可供实际工程设计参考的超高强混凝土框架短柱的受剪承载力计算公式,计算结果与试验值较为吻合。     

盐渍土环境下混凝土中SO4^2-扩散性试验研究

为了研究西部盐渍土环境下混凝土中SO4^2-的扩散性,测试了在不同溶液、不同干湿循环龄期下,混凝土中不同深度的SO42-含量。采用Fick第二定律为基本模型,考虑SO42-与混凝土结合能力以及混凝土为非均匀介质的特性,对SO42-扩散系数进行了分析讨论。此外,基于XRD结果,分析了侵蚀过程中钙矾石的生长情况以解释说明钙矾石的生成对SO4^2-扩散性的影响。结果表明,Cl-可促进侵蚀前期SO4^2-的侵蚀速度;西部盐渍土环境下混凝土中SO4^2-的扩散系数与结合能力呈负相关关系,与侵蚀深度呈正相关关系;SO4^2-浓度越高,钙矾石生长越快,钙矾石膨胀作用会填充混凝土的既有裂缝,从而抑制SO42-扩散。     

粉煤灰掺量对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料抗硫酸盐侵蚀性能影响的研究

为了研究粉煤灰掺量对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composites,简写为PVA-FRCC)抗硫酸钠侵蚀的影响,在长期浸泡和干湿循环两种不同的侵蚀环境下,对若干次试验周期后的试件表观形貌变化、质量变化、体积变化、抗压强度和微观结构进行分析研究。试验结果表明,粉煤灰的掺入一定程度上密实了PVA-FRCC,在不同的侵蚀环境下均使其抗硫酸钠侵蚀性能得到改善,质量分数在50%之内时随着掺量的增加而更加明显。     

基于对数正态分布的PVA-FRCC冲击失效概率分析

对纤维体积掺量为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)圆饼试件进行了自由落锤冲击试验,应用对数正态分布对试件的冲击失效概率进行了分析。结果表明,在相同失效概率时,PVA-FRCC试件初裂冲击次数与终裂冲击次数随着PVA纤维体积掺量的增大而增大;在相同PVA纤维体积掺量时,试件初裂冲击次数与终裂冲击次数随着失效概率的增大而增多;相同失效概率时,试件终裂冲击次数明显多于初裂冲击次数。对数正态分布可较好地分析PVA-FRCC的冲击失效概率。     

碳纤维布加固预应力空心板刚度试验与计算

对7块实际尺寸的预应力混凝土空心板粘贴碳纤维布加固后,在近似均布荷载作用下进行刚度试验研究,分析了加固后试件截面刚度的变化规律,以及碳纤维布不同粘贴方式、不同粘贴数量对刚度变化的影响.并在试验基础上,应用刚度解析方法,得出刚度简化计算公式,进行了刚度计算值与试验值的对比分析.结果表明,碳纤维布加固后,试件刚度提高程度不显著,刚度计算公式计算值与试验值吻合较好,可为工程应用提供参考.     

氯盐环境中温度与干湿循环耦合作用对PVA纤维增强水泥基复合材料扩散系数的影响

在氯盐环境中进行纤维掺量为1%和2%的PVA纤维增强水泥基增强复合材料(简称PVA-FRCC)温度+干湿循环的试验,以Fick第二定律为基础,建立考虑温度因素的理论模型,并利用最小二乘法优化得到氯离子扩散系数。结果表明:氯离子扩散系数随试验周期的增加而减小,而温度的增加会减弱试验周期对氯离子扩散系数的影响;相同温度作用下两种纤维掺量的试件,氯离子扩散系数差距不明显。     

硅钙渣复合地聚物水化机理研究

为实现硅钙渣、粉煤灰及矿渣三种固废的协同利用,本文通过开展不同粉煤灰、矿渣比(灰渣比)下的硅钙渣复合地聚物制备实验,对硅钙渣复合地聚物的水化机理进行了研究。结果表明,硅钙渣复合地聚物是由β-硅酸二钙自身水化和碱激发水化共同形成的一种以C—S—H和C(N)—A—S—H为主的二元复合胶凝材料;相较于晶相矿物,玻璃相矿物更易发生碱激发水化反应,导致灰渣比在0.5以上时7 d水化物中残存大量未反应的莫来石,但随养护时间的延长莫来石会继续进行水化,并在28 d时生成蠕虫状四方钠沸石和条状贝德石。同时在灰渣比为1.0时,硅钙渣地聚物微观形貌最均匀致密,28 d抗压强度最高,达到37.9 MPa,说明此时能够发挥出粉煤灰、矿渣、硅钙渣之间最佳的协同效应。     

基于Monte-Carlo法预测氯盐渍土地区混凝土结构的使用寿命

为预测氯盐渍土地区混凝土结构的使用寿命,采用试验方法与数值模拟方法,统计分析了混凝土保护层中氯离子扩散性特征,采用Monte-Carlo法对Fick第二扩散定律进行数值模拟,评估不同保护层厚度混凝土结构的使用寿命。结果表明:氯离子扩散性特征较好地服从正态分布,保护层厚度对混凝土结构使用寿命有明显的影响,适当增加保护层厚度可使结构使用寿命得到显著提高。     

配筋聚乙烯醇纤维增强水泥复合材料梁的曲率延性

聚乙烯醇纤维增强水泥（Polyvinyl alcohol fiber reinforced cement,PVA/C）复合材料具有优越的受拉应变硬化特性,可显著提高结构的变形能力。本文以PVA纤维体积分数和受拉钢筋配筋率为研究参数,对6根配筋PVA/C梁和2根普通混凝土梁（RC）进行四点弯曲试验,并对其曲率延性进行了试验研究和理论分析。试验研究表明:配筋PVA/C梁的荷载-挠度（P-δ）关系曲线所包围的面积是C梁的1.64~2.43倍,证明配筋PVA/C梁有较好的持荷变形能力;在PVA纤维体积分数一定的情况下,试验梁的曲率延性系数随受拉钢筋配筋率的增大而减小;在受拉钢筋配筋率一定的情况下,配筋PVA/C梁的曲率延性系数是C梁的1.56~2.02倍,证明掺入PVA纤维显著提高了试验梁的延性。建立了配筋PVA/C梁曲率延性系数的计算公式,并分析了PVA纤维体积分数对受压区高度系数和曲率延性系数的影响,试验结果与计算结果吻合较好。      

连续梁桥悬臂施工截面应力分析

大连湾大桥桥面结构采用跨度为45m、70m、45m的三跨连续预应力混凝土变截面箱梁,采用悬臂挂篮施工。本文主要介绍了该桥的工程背景,方案构思,施工步骤,以及连续梁桥结构的分析模型,以现代施工控制理论为基础,结合大连湾连续桥梁悬臂施工特点,应用平面杆系有限元法,建立截面应力分析模型,模拟连续梁桥悬臂施工过程中边界条件、挂篮的安装及拆除对施工阶段截面应力的影响,对连续梁桥进行施工阶段的模拟计算,得到相应的各个控制截面的控制点的应力值,为施工过程提供控制依据,更好地控制桥面线性,保证连续梁桥悬臂施工的质量。