FRP筋模块化夹片锚具设计及试验研究

纤维增强复合即FRP材料属于各向异性材料,需要针对FRP的特性开发新的锚固系统。与传统FRP锚固方式不同,FRP筋模块化夹片锚具是将FRP筋、多孔切片铝套以及夹片作为一个标准模块,并将其压入锚杯的模块安装孔内。根据实际工况,在锚杯上增加或减少模块安装孔的数量,从而达到拉索的使用要求。利用ANSYS Workbench有限元软件,对模块化锚具的内锥倾角、夹片与锚杯的角度差、锚固长度、FRP筋材间距、夹片预紧力等参数进行分析,提出了一种新型模块化锚固形式,并通过试验的方法来测试模块化夹片锚具的锚固性能。结果表明,采用模块化夹片锚具对FRP筋进行锚固的方法是可靠的,本文开发的模块化夹片式锚具的锚固效率超过90%,有利于锚固设计,降低成本。     

多溶洞地层桩端极限承载力下限有限元法分析

为计算多溶洞地层桩基的极限承载力,通过MatLab平台编制了用于分析多溶洞地层桩端极限承载力下限的有限元法计算程序。采用平面应变模型,并假定材料符合Mohr-Coulomb准则和塑性关联流动法则。定义无量纲参数N来衡量各参数对桩端极限承载力的影响。根据桩与溶洞间的相对位置关系,详细探讨了6种工况下桩端极限承载力的变化规律,并分析了嵌岩深度h_r、上覆土层自重q_s和溶洞直径D的影响程度。分析结果表明:桩端极限承载力随h_r的增大而增大,随D的增大而减小,而q_s的影响基本可忽略不计。此外,还对不同工况下桩端的极限破坏模式进行了分析。最后,通过考虑无溶洞、有溶洞下的2种桩基算例,验证了本文方法的正确性。     

二维混凝土不规则骨料提取与重构技术

通过真实混凝土断层拍照成像及自行开发的图像处理技术,精确区分粗骨料与砂浆,进一步统计获取真实不规则骨料的数量与尺寸信息。开发了一种二维不规则颗粒重构技术,以颗粒尺寸为控制指标,通过一组特征值向量控制生成特定形状的不规则颗粒;进一步开发了相应的颗粒随机有序堆积算法,结合获取的实际颗粒数量与尺寸信息,重构一幅不规则颗粒图像。最后,通过数值模拟方法,研究粗骨料颗粒形状对氯离子传输过程的影响。结果表明,利用"中心生长法"重构的不规则颗粒体系能很好的模拟真实体系,稳态氯离子扩散系数偏差仅有1.35%。     

含断层多面临空顺层高边坡稳定性分析

香溪长江公路大桥桥头边坡顺层发育f1、f2断层,且多面临空,工程地质问题较为突出。基于勘察资料分析、现场调查充分掌握地质背景,通过开挖平洞开展现场力学试验对控制性结构面参数进行精细评价,在此基础上,采用Sarma法计算分析不同层位结构面以及不同滑面长度下边坡安全系数,建立潜在不稳定滑体安全系数与支护力、滑块平均厚度的关系曲线。结果表明:对于结构面贯通至地表的顺层边坡,结构面上滑体的安全系数与滑块平均厚度呈负相关,而与滑面长度的相关关系较弱。坡体可按地形划分为3段,即坡脚锁固段、主滑段、坡顶牵拉段。f1断层上滑体因岩层厚、滑面强度低(抗剪断峰值摩擦角27.0°,抗剪断峰值黏聚力0.07 MPa,残余摩擦角25.2°,残余黏聚力为0.05 MPa)导致安全储备不足,加之主滑段长,为满足稳定标准下限需增加4 283 kN/m支护力或卸载32.6%方量,工程量巨大,建议结合工程挖方进行抗滑桩设计。研究成果可供类似含断层多面临空顺层高边坡稳定性分析作参考。     

GFRP封装光纤光栅应变传感器疲劳性能研究

针对光纤光栅传感器疲劳性能不佳制约其工程化应用的问题,该文对一种高疲劳玻璃纤维增强聚合物(glassfiber reinforced plastic,GFRP)封装的光纤光栅应变传感器进行疲劳性能研究。首先,介绍该传感器的结构型式,并进行静态性能标定。然后,通过疲劳实验研究传感器在长期荷载作用下的疲劳性能,设置应变为10 000,8 000,7 000,6 000,2 000με,采用等幅正弦波加载方式,加载频率为10 Hz。实验结果表明:传感器的非线性误差均小于2%,重复性误差均小于0.5%,灵敏度系数略有波动,其值均小于2%,在6 000με条件下疲劳寿命可达200万次以上。传感器各项性能参数满足结构长期安全监测需求,具有较高的抗疲劳能力。最后给出的传感器疲劳寿命曲线,可为传感器剩余寿命预报及传感器的更换提供参考。     

混凝土溶蚀加速实验方法综述

混凝土遭受到水的侵蚀破坏,其中的水化产物氢氧化钙析出,这种现象称为混凝土溶出性侵蚀,简称溶蚀,是水工混凝土结构破坏的主要原因之一。一方面,溶蚀导致混凝土强度、密实度下降,孔隙率增加,另一方面,对于钢筋混凝土,钙质的流失会导致空气及水中的氧进入钢筋表面的混凝土保护层,导致钢筋锈蚀。混凝土溶蚀是一个极其缓慢的过程,通常需要十几年甚至几十年的时间,这给试验室研究其破坏机理和影响因素造成一定的不便。归纳了5种常见的混凝土溶蚀加速方法,分别对其加速机理、试验方法、适用范围和优缺点进行了分析总结,并归纳了混凝土溶蚀破坏评价指标及其测试方法,以期为混凝土溶蚀加速试验提供一定的参考。