开裂混凝土梁粘贴CFRP加固后长期挠度试验研究

为了研究实际工程中混凝土梁在加固前的裂缝对加固后梁长期挠度影响规律,从而为加固梁在长期使用过程中是否满足结构的正常使用极限状态提供判断依据,先对4根钢筋混凝土梁进行预处理使其具有不同程度的开裂以模拟实际工程中梁在加固前已经带有裂缝的工况,然后用CFRP板粘贴加固,并在同一外荷载水平下进行200d的长期持荷试验,定期对各梁的跨中挠度与裂缝开展情况进行测量与记录。试验结果表明,不论加固前梁是否开裂,对最终挠度影响程度最大的是加固前梁的初始挠度;加固前梁的开裂程度越大,加固后梁在长期荷载作用下的附加挠度越小。     

碳纤维布加固震损CFRP筋高韧性纤维混凝土柱抗震性能试验研究

为探究CFRP筋高韧性纤维混凝土柱的抗震性能及可修复性能,以剪跨比和轴压比为变量,设计了6根CFRP筋高韧性纤维混凝土柱,其中3根为不进行加固的对比柱,剩余的3根柱先进行预损伤处理,再用碳纤维布进行加固修复,对上述试件进行低周反复荷载下的抗震性能试验。对试件的破坏形态、滞回特性、刚度退化、延性、综合性能指标以及耗能能力进行研究。结果表明：CFRP筋高韧性纤维混凝土柱表现出明显的多缝开展特征和良好的变形能力;水平荷载下降至峰值荷载的85%,停止加载,试件仍具有较好的完整性,且所有试件均表现出弯曲破坏的特征。轴压比越大,峰值荷载越大,滞回曲线的形状越饱满;剪跨比越大,极限水平位移越大,但峰值荷载越小。加固后试件的累积耗能较未加固试件提高2.0~4.2倍,仍具有良好的耗能能力,说明CFRP筋高韧性纤维混凝土柱具有良好的可修复性,且碳纤维布加固的方法有效可行。     

粘贴加固混凝土氯离子扩散的理论模型和数值模拟

基于物质非稳态扩散理论,采用现有研究对 Fick 第二定律的修正方法,并将粘贴加固考虑为对氯离子扩散方程边界条件的调整,提出可用于粘贴加固混凝土的氯离子扩散理论模型。利用ABAQUS、MATLAB PDE tool、MATLAB 自编程3种方法均可对粘贴加固混凝土梁的氯离子扩散过程进行数值模拟。对比未加固与加固构件的氯离子扩散规律,发现粘贴加固可降低钢筋表面的氯离子浓度值,延缓氯离子浓度到达临界锈蚀浓度的时间,增加材料使用寿命,并且加固时间越早,增加寿命越长。     

高韧性纤维混凝土受弯性能试验研究

利用正交试验分析方法,以粉煤灰掺量比、水胶比和聚乙烯醇(PVA)纤维掺量为变量因素,设计了9组共27个高韧性纤维混凝土试件,以四点弯曲试验方法测试材料的弯曲性能。对比分析了不同配比下材料的裂缝发展模式及弯曲荷载-挠度曲线的韧性性能。试验结果表明四点弯曲试验能够较好地反映材料变形能力;纤维的加入改变了基体的失效模式,提高了材料的弯曲性能;考察的3个变量因素对高韧性纤维混凝土极限强度和弯曲韧性的影响规律基本相同,其主次顺序为:PVA纤维掺量、粉煤灰掺量比、水胶比;当粉煤灰掺量比在1.2,PVA纤维掺量在2%,水胶比不高于0.27时,材料表现出较好的弯曲韧性。最后结合扫描电镜结果,对高韧性纤维混凝土中纤维的分布、截面性质做出了分析与讨论。     

纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁徐变的研究进展

随着纤维增强复合材料(FRP)对既有建筑物的加固与修复技术的运用越来越广泛,使得被加固或修复构件、结构的使用寿命得到延长,因此FRP与被加固构件一起必然要受到长期荷载的作用。收集了国内外已有的关于FRP加固钢筋混凝土梁(简称RC梁)徐变性能的研究文献,从FRP材料的蠕变研究现状以及FRP加固RC梁徐变性能的研究现状这两个方面进行总结,发现现有的关于FRP加固RC梁徐变性能的研究主要集中在FRP单一材料的蠕变性质,以及直结加固梁的徐变研究,对接近实际工况的加固前有损伤的梁的徐变性能研究较少。     

一种粘贴FRP加固混凝土梁设计阶段的挠度验算方法

目前我国的加固规范对混凝土梁进行外贴FRP加固设计时采用的仍是基于承载能力极限状态的设计方法,在设计阶段只针对加固梁的承载能力进行设计,缺少对加固梁变形进行控制验算的过程,不能保证加固梁在长期使用过程中满足正常使用极限状态的要求。而现有的研究中用于计算加固梁长期挠度的方法大多需要复杂的编程和烦琐的迭代计算过程,并不适用于加固设计阶段采用。因此,仍然需要一个简单且较为准确和安全的解析法来计算加固梁的挠度,以此来满足大范围用于实际工程对结构加固设计的要求。进行了粘贴CFRP板加固混凝土梁(RC梁)在荷载持续作用下的徐变试验,推导了加固梁的短期刚度Bs及由混凝土徐变、收缩导致的挠度增大系数λ,由此提出了一种在设计阶段验算加固梁挠度的方法并与试验数据进行了对比验证。结果表明,提出的加固梁变形验算方法可用在加固设计过程中验算加固梁的变形,从而保证加固梁的安全使用。     

粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形性能试验研究与数值模拟

为了研究实际工程中粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形性能,从而为加固梁在长期使用过程中是否满足结构的正常使用极限状态提供判断依据,并解决长期试验操作难度大、时间跨度长的问题,进行了粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的加固以及粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁在持续荷载作用下的长期变形试验,建立了用于计算粘贴CFRP板加固钢筋混凝土梁的长期变形的非线性有限元模型。数值计算结果与试验结果吻合较好。利用该模型对粘贴不同厚度CFRP板的加固梁的长期变形进行了数值计算,结果表明CFRP板对加固梁的长期变形的影响不明显,其总变形的减小主要来源于CFRP板对瞬时变形的约束。     

高韧性纤维混凝土单轴受压性能及尺寸效应

高韧性纤维混凝土(ECC)具有优异的韧性、卓越的耗散能力及裂缝无害化分布的特点,能够明显改善结构的抗震性能与耐久性。通过对三种不同高厚比的立方体与棱柱体共60个试件进行单轴受压试验,探究高韧性纤维混凝土的受压性能、变形机制及尺寸效应对试件力学性能的影响,测得了不同高厚比试件受压的应力-应变全曲线。结果表明:高韧性纤维混凝土在裂缝发展及破坏模式上与普通混凝土存在明显的区别,由于纤维的桥接作用,在加载过程中材料表现出较强的压缩韧性,试件破坏以后仍保持相对完整,极限压应变约为普通混凝土的10倍;当高厚比大于1时,材料抗压强度对尺寸的敏感性降低;峰值应变与抗压韧性系数随着高厚比的增加逐步减少。结合电镜扫描结果,对高韧性纤维混凝土中纤维的分布、桥接情况及纤维增韧增强机制进行了分析与讨论。     

粘贴加固混凝土氯离子扩散的理论模型和数值模拟

基于物质非稳态扩散理论,采用现有研究对Fick第二定律的修正方法,并将粘贴加固考虑为对氯离子扩散方程边界条件的调整,提出可用于粘贴加固混凝土的氯离子扩散理论模型。利用ABAQUS、MATLAB PDE tool、MATLAB自编程3种方法均可对粘贴加固混凝土梁的氯离子扩散过程进行数值模拟。对比未加固与加固构件的氯离子扩散规律,发现粘贴加固可降低钢筋表面的氯离子浓度值,延缓氯离子浓度到达临界锈蚀浓度的时间,增加材料使用寿命,并且加固时间越早,增加寿命越长。     

新工科背景下土木工程专业研究生创新实践教学平台构建

从学科导向转向产业需求、从专业分割走向跨界融合,着力培养复合型工程人才是新工科建设的基本内涵。研究生实践教学作为培养工科专业创造型、创新型、创业型卓越工程人才的重要环节,需立足高校新工科建设背景,紧扣研究生教育的基本理论与基本规律,对创新实践教学模式进行探索和研究。针对当前高校实践教学的工程性、实践性、探究性、启发性等缺位问题,以新工科建设为核心导向,以重大疑难工程浸入式体验为牵引,突出学科交叉,可实现打造土木工程研究生创新实践教学平台。通过阐释创新实践教学的基本理念和讨论实践教学环节在土木工程专业研究生人才培养中的作用机制,明晰了建构创新实践教学平台的三大基本思想内核：突出创新,激发思维突跃;重大工程浸入式体验,培塑工程师素养;强调前沿交叉,培育科学家嗅觉。突出学生的中心主体地位,尊重学生的个人志趣与自我职业发展定位,开展多接口模块化实践教学,实现了四大重构：课程体系重构、教学内容重构、教学方法重构与评价体系重构。创新实践教学改革实施以来,前沿交叉研究顺利起步,人才培养质量明显提升,培养的毕业生深入各大军方工程研究单位一线,正迅速成长为牵头各项重大国防工程、履行重大作战工程保障任务的...