The effects of mismatch fracture properties in encapsulation-based self-healing concrete using cohesive-zone model

Finite element analysis is developed to simulate the breakage of capsule in capsule-based self-healing concrete. A 2D circular capsule with different core-shell thickness ratios embedded in the mortar matrix is analyzed numerically along with their interfacial transition zone. Zero-thickness cohesive elements are pre-inserted into solid elements to represent potential cracks. This study focuses on the effects of mismatch fracture properties, namely fracture strength and energy, between capsule and mortar matrix into the breakage likelihood of the capsule. The extensive simulations of 2D specimens under uniaxial tension were carried out to investigate the key features on the fracture patterns of the capsule and produce the fracture maps as the results. The developed fracture maps of capsules present a simple but valuable tool to assist the experimentalists in designing appropriate capsule materials for self-healing concrete.     

基于单根纤维拉拔试验的波形纤维加筋土界面强度研究

纤维/土界面间的力学作用特性是决定纤维加筋土工程性质的关键因素。为了改善纤维/土界面作用力,开发了一种新型的波形纤维作为加筋材料,并自主设计了一套拉拔试验装置,对单根纤维加筋土开展了多组拉拔试验,定量获得了波形纤维加筋土的拉拔特性及界面剪切强度,通过与传统直线形纤维对比,分析了波形纤维/土界面的力学作用机理,并从理论上探讨了波形纤维的最大临界加筋长度。结果表明：提出的单根纤维拉拔试验方法及设计的试验装置为研究纤维/土界面力学作用提供了有效的途径,试验结果具有较好的可重复性;直线形纤维的拉拔曲线呈典型的单峰特征,拉力达到峰值后迅速减小到残余值并逐渐趋于稳定,而波形纤维的拉拔曲线呈显著的多峰特征,曲线波长与纤维的波长基本一致;通过对比,波形纤维/土界面剪切强度明显高于直线形纤维,强度值提高了178%,极大改善了纤维的加筋效果,此外,波形纤维拉拔曲线各峰值对应的界面剪切强度及残余剪切强度随拉拔位移呈指数递减趋势;利用测得的纤维/土界面剪切强度,结合纤维自身的抗拉强度和一些假设条件,能确定纤维的最大临界加筋长度,对实际工程设计有一定参考意义。     

水泥基砂浆加固混凝土构件界面粘结强度的研究

研究了在采用不同的界面剂处理下,水泥基砂浆加固混凝土构件的界面粘结抗拉强度和粘结抗剪强度,并进行了加固砂浆和基层混凝土的界面处的微观结构观测分析。研究结果表明:界面剂对提高界面粘结强度有利,纯水泥净浆不能用作界面剂;硅粉、膨胀剂和高效减水剂合用能有效增强水泥基界面剂的粘结强度并控制干缩开裂;以超细硅酸盐水泥代替普通硅酸盐水泥,水泥基界面剂的粘结抗拉强度可提高60%,28d后强度基本稳定;可再分散聚合物胶粉能明显提高水泥基界面剂的粘结强度。     

高强混凝土和钢纤维高强混凝土断裂性能试验研究

通过对C80高强混凝土（HBC）和钢纤维高强混凝土（SFHSC）试件断裂性能的测试，分析两类混凝土断裂性能特性，并通过多指标与普通混凝土比较，总结HSC和SFHSC的断裂性能。     

混凝土界面剂配合比优化试验研究

为了进一步优化混凝土界面剂性能,进行了混凝土界面剂配合比及劈拉试验,主要研究参数为:水泥基体系、水灰比、微硅粉、超细粉煤灰及丁苯乳液的影响。结果表明:采用普硅-硫铝-石膏三元体系可以获得较好的早期和后期强度,在满足施工性能的前提下,水灰比越小,界面剂力学性能越好。微硅粉、超细粉煤灰的优选掺量为5%,丁苯乳液的优选掺量为10%,优化的界面剂配合比性能优良,可用于工程实际中。     

混凝土强度对其动态抗压强度的影响

简述了混凝土建筑材料的性能特点,介绍了不同强度混凝土静、动态单轴压缩试验,通过分析其试验结果,表明混凝土静态抗压强度对其动态抗压强度具有重要影响。     

卸荷状态下黏性土的变形和强度试验研究

南京河西地区原状黏性土应力路径试验表明,不排水情况下,侧向卸荷试验得到的割线模量E5′0要大于轴向加荷试验得到的割线模量E5 0,且大致有E5′0=1.7 E5 0关系;轴向加荷和侧向卸荷条件下得到的有效抗剪强度指标基本一致。上述结论在工程实例数值模拟分析中的应用明显改善了地面沉降预测结果与实测结果的吻合程度。     

水泥土强度室内试验研究

通过湛江市东海岛建设工程的室内试验,研究了不同水泥掺入比下水泥土的力学特性,获得了水泥土无侧限抗压强度的变化规律,并分析了不同龄期、水泥掺入比对水泥土抗压强度的影响,为工程建设提供参考。     

电化学除盐方法对钢筋-混凝土界面粘结的影响

电化学除盐是一种针对钢筋锈蚀而研发的钢筋混凝土无损修复技术,但由于在理论和技术上尚存在一些问题,特别是使用不当时会出现钢筋与混凝土界面粘结力下降的问题,使之未能在实际工程中得到广泛应用.在对电化学除盐后钢筋混凝土间粘结力变化进行分析的基础上,提出了电流作用弱化钢筋-混凝土界面的见解;认为只有对钢筋所处的整个弱化区进行全面剖析,才能发现克服或减小电化学除盐对钢筋混凝土界面产生不利影响的技术途径.     

新型AS界面剂对新老混凝土界面粘结性能的影响及机理

研究了新型AS界面剂对自然养护条件下新老混凝土界面粘结性能的影响及机理,结果表明,自然养护条件下,与低水灰比水泥净浆处理相比,AS界面剂处理时早期界面粘结强度较低,与未经处理时相当,但未经处理及低水灰比水泥净浆处理时,在较早养护龄期(7 d后)即开始出现强度倒缩;采用AS界面剂处理时,其界面粘结强度的增长与界面剂组分有关,以硅粉为主时,28 d后强度也有所倒缩,以粉煤灰为主时,56 d内强度均持续增长,其原因是由于新老混凝土变形差异过大形成界面剪切应力,导致过早形成的界面粘结结构局部破坏所致,而采用粉煤灰为主的新型AS界面剂处理时,其界面粘结作用则随养护龄期延长而缓慢形成,因而界面粘结强度得以持续增长。     

常州市浅层粘性土两种抗剪强度试验指标分析

对常州市区浅层Q3al粘性土不固结不排水三轴试验与直剪快剪试验抗剪强度指标粘聚力c、内摩擦角φ值进行了统计分析,建立两者间的相关关系方程,对该地区土工试验人员具有一定指导意义。     

透水性生态混凝土强度的试验研究

透水混凝土是一种新型的建筑材料,国内对它的研究还不成熟.由于该混凝土具有多孔性,势必造成它的强度下降.通过大量的试验,来研究在保证一定孔隙率的前提下(以保证透水性),寻找合适的配合比,使该混凝土的强度能满足轻型车道的要求.     

矿物掺合料对高强混凝土断裂性能的影响

本文研究了复掺矿物掺合料对高强混凝土断裂脆性的影响,通过试验检测试件的抗压强度、劈裂抗拉强度,最后计算出劈裂抗拉强度／抗压强度的值,即拉压比。通过试验得出复掺矿物掺合料是改善混凝土断裂脆性的有效途径之一。当硅灰和粉煤灰按1：2掺入,并且总掺量为30％时,对提高混凝土断裂脆性有明显的正效应。     

高强混凝土的耐火性能

就国内外的研究结果,总结普通高强混凝土、钢纤维高强混凝土和聚丙烯高强混凝土高温后的强度和耐久性、渗透性能恶化的规律。综合阐述高强混凝土的耐火性能,并深入探讨高强混凝土高温爆裂机理,影响爆裂的主要因素及防治方法,并对高强混凝土耐火性能的研究方向提出建议。     

丁苯砂浆界面粘结及强度试验分析

采用8字形新老砂浆抗拉粘结强度的试验方法,研究了丁苯聚合物乳液水泥基界面粘结材料在不同养护制度、不同粘结方法、不同龄期、不同配比条件下的粘结性能,同时研究其本体强度变化规律,对其粘结改性机理进行初步探讨,并利用扫描电镜对界面粘结微观结构进行了分析。结果表明,其粘结性能良好,抗折强度可以提高,抗压强度不显著下降。     

界面改性对混凝土路用性能的影响

研究了混凝土中界面改性对混凝土路用性能的影响,结果表明：硅灰裹石掺掺合料法可使水泥石－集料界面粘结强度大幅度提高,而水泥石结构致密程度则适当降低,从而使混凝土细观结构达到平衡状态,抗折强度比双掺硅灰,粉煤灰的高强度混凝土提高10％左右,脆度系数降低35％,耐磨性提高15％以上。     

加气混凝土砌块孔隙率与强度关系的试验研究

由于强度是加气混凝土砌块的一个最重要的指标之一,而孔隙率对强度的影响也最为突出,因此,对加气混凝土孔隙率与强度的关系进行了试验研究。以B06级加气混凝土料浆作为基准料浆,通过调整微调水量,改变水胶比,制备试件尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的不同孔隙率混凝土砌块成品,并测定不同水胶比下混凝土的孔隙率和强度值。采用Wisehers提出的孔隙率与强度的理论经验公式,用Ansys分析软件对试验测得的孔隙率与强度试验结果进行拟合,发现该模型能够很好的描述混凝土孔隙率与强度的关系,说明孔隙率和强度的关系符合Wisehers理论经验式。     

FRP加固钢板界面应力的有限元分析

对FRP加固钢板的界面应力进行了有限元分析,并对胶层弹性模量、FRP厚度以及组合胶层进行了参数研究,结果表明:FRP端部存在应力集中,剪应力和正应力随胶层弹性模量、FRP厚度的增大而变大,采用组合胶层可以改善端部受力状态。     

结构混凝土强度评定的探讨

阐述了混凝土标准养护试件和同条件等效养护试件在工程中的重要意义,建议施工单位的标准养护试件可作为对商品混凝土的质量抽检,把同条件等效养护试件作为评定混凝土强度的标准,从而有利于提高混凝土工程质量,同时能促使企业提高混凝土的性能及各项技术参数。     

混凝土材料强度的尺度效应律

基于能量耗散理论,对混凝土的受力变形过程、强度本质进行了研究分析,并提出混凝土材料强度的尺度效应律预期形式和今后混凝土强度尺度效应律应当重点研究的内容和方法。