氯氧镁水泥喷射混凝土研究

对白云石控温煅烧、氯氧镁水泥反应机理、微观结构、抗水性等方面进行了分析研究，并进行了该水泥喷射混凝土的现场试验。试验表明，氯氧镁水泥喷射混凝土强度高、回弹率低（５．２８％）、粉尘小（１７ｍｇ／ｍ３）。经初步核算，氯氧镁水泥成本只相当于普通水泥成本的８０％。因此，将氯氧镁水泥用于喷射混凝土有着广阔的应用前景和显著的经济效益。     

不同轴压比作用下闭合型钢混凝土复合受扭构件极限扭矩研究

通过运用ABAQUS有限元分析软件,对不同轴压比作用下的闭合型钢混凝土复合受扭构件抗扭承载力进行模拟,经过分析构件扭矩-扭率曲线,结果表明:在混凝土开裂前,构件的轴压比越大,其抗扭承载力越高,在混凝土开裂后,构件轴压比对于其承载力的影响会进一步降低给出闭合型钢混凝土复合受扭构件极限扭矩计算公式,并将公式的计算值与有限元软件模拟结果进行比较,验证了公式的正确性。     

区分PL与RC的非线性模型的应用研究

在受拉状态下,钢筋混凝土构件极易进入非线性阶段,钢筋混凝土构件数值模拟的精确性严重依赖非线性模型。阐述了在数值模拟时,将混凝土划分为钢筋混凝土区和素混凝土区,通过调整钢筋混凝土区的受拉应力-应变关系以考虑混凝土拉伸刚化效应的非线性模型的建立思路、流程和方法。模拟某经典简支梁试验,研究了分区法定义钢筋混凝土非线性模型的适宜性,探讨了网格尺寸效应对模拟结果的影响。研究表明,采用分区法定义的钢筋混凝土非线性模型的荷载-位移曲线与试验测得的荷载-位移曲线高度吻合,建议采用分区法时,混凝土网格不应小于40 mm。     

钢骨混凝土压扭构件的抗扭刚度计算分析

通过有限元分析软件ABAQUS对7根钢骨混凝土构件进行模拟分析,得到了不同影响因素作用下的扭矩-扭率曲线。将钢骨混凝土构件的扭矩-扭率曲线简化为三个阶段:开裂前的弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。结合钢筋混凝土构件的抗扭刚度计算理论和方法,依据有限元分析结果,考虑了钢骨部分分别在开裂前、极限状态时的刚度修正系数及轴压比对开裂前钢筋混凝土部分刚度的影响系数,建立了钢骨混凝土构件开裂前、屈服时以及极限状态时的抗扭刚度计算公式。通过对比有限元值与公式值,初步验证了公式的正确性。     

ABAQUS混凝土塑性损伤模型中损伤因子的研究

基于GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中所提供的混凝土单轴受拉、受压应力-应变关系曲线,依据能量等价原理,推导出ABAQUS混凝土塑性损伤模型中损伤因子的计算式。对文献中的一根中空箱形钢骨混凝土纯扭构件进行ABAQUS的有限元分析,将所得有限元分析结果与试验结果进行对比,吻合度较好,验证了文中所述损伤因子计算式的有效性。     

钢筋混凝土轴压柱粘钢强度利用系数的确定

粘钢加固是现今钢筋混凝土构件常用的加固方法.从理论上分析了后加钢板与原混凝土及混凝土中钢筋之间的应力-应变关系.并且利用加固前构件的应变水平指标β,给出了轴心受压混凝土粘贴钢板加固时,粘钢强度利用系数的公式.该公式与以往的研究成果吻合较好.     

钢筋混凝土梁的受弯性能数值分析

针对钢筋混凝土梁的受弯性能,建立了三维有限元数值分析模型,对试验全过程进行了非线性数值模拟,计算结果与试验数据吻合较好.利用该模型,分析了钢筋混凝土梁的受力变形机理,探讨了混凝土强度等级对梁受弯性能的影响.     

盐湖地区镁水泥钢筋混凝土耐久性试验

青海省众多煤矿矿区普遍存在盐渍土,混凝土耐久性问题极为突出,格尔木盐湖地区最为典型。将镁水泥钢筋混凝土梁试件放置于察尔汗盐湖现场进行暴露试验,根据试件的钢筋的锈蚀情况、相对质量、相对动弹性模量及裂缝与变形来研究镁水泥钢筋混凝土在盐湖地区复杂条件作用下的耐久性问题。研究发现：镁水泥混凝土的抗腐蚀性能优越,变形性能与普通混凝土一致,且达克罗涂层有良好的防腐效果;镁水泥钢筋混凝土在盐湖地区耐久性研究,为地处盐渍土地区的煤矿矿区基础设施建设提供有力保障。     

镁质胶凝材料制备与分类、水化机理及耐久性能

镁质胶凝材料是基于活性MgO的一种新型胶凝材料,具有快凝、早强、耐火等特性,在修补、抢修等工程中具有显著优势。本文按照MgO煅烧温度及调和液种类,将镁质胶凝材料分为氯氧镁水泥、硫氧镁水泥和磷酸镁水泥,详细讨论并总结了它们的水化机理及耐久性能。氯氧镁水泥的水化实质是MgO、MgCl₂和H₂O三元体系水化;硫氧镁水泥水化过程由于游离MgSO₄的存在导致硬化体系的强度较低;磷酸镁水泥由于MgO溶解放热及与磷酸盐之间剧烈反应放热的重叠导致水泥水化过快及放热过于集中。碳化会收缩镁质胶凝材料硬化基体中的毛细孔、优化内部孔结构,提高其强度及耐久性。镁质胶凝材料耐水性都较差,氯氧镁水泥耐水性差的原因目前并没有统一的认识;硫氧镁水泥耐水性差是因为未反应的MgO与水反应生成Mg(OH)₂,引起体积膨胀、硬化基体开裂;磷酸镁水泥耐水性差是因为磷酸盐会导致水化产物及未反应的MgO溶解。     

不同约束范围下的钢骨混凝土纯扭构件的抗扭刚度研究

采用有限元分析软件ABAQUS对不同约束范围下的钢骨混凝土构件的抗扭刚度进行研究,通过分析扭矩—扭率曲线得出:在构件开裂前的阶段,约束范围的变化对构件抗扭刚度影响较小;而在构件开裂后,约束范围的增加对构件抗扭刚度有一定的增益效果。在结合钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构以及变角空间桁架理论的基础上,提出了钢骨混凝土纯扭构件的抗扭刚度计算公式,并将理论计算值与有限元值对比,初步验证了该计算公式的准确性。     

沉管灌注桩竖向承载力研究

以驻马店市政府搬迁区某小区的一栋民用住宅楼基础沉管灌注桩试桩的静载试验数据结果为依托,通过现场静载试验数据结果来确定单桩极限承载力标准值以及承载力特征值,对比当前《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）的计算值,提出了适合于驻马店地区沉管灌注桩设计的经验公式。该方法在保障安全、经济、适用的基础上可节约大量材料,同时也可为其他地区桩基设计提供合理的参考经验依据。     

考虑与周围土体相互作用的非均质冻结壁力学特性分析

为了合理分析复杂地层冻结壁的受力特性,考虑由冻结温度场引起的冻结壁物理力学参数的不均匀性,根据冻结温度场的分布规律,将冻结壁视为材料性质随着半径呈抛物线变化的非均质材料,通过引入应力传递系数ξn来反映开挖卸载作用,建立了冻结壁与周围土体相互作用的力学模型;根据该模型分别推导了冻结壁在弹性状态下、弹塑性状态下的应力解析解及其承受外荷载的计算公式。计算结果表明:考虑与周围土体相互作用的冻结壁比没有考虑相互作用的冻结壁承载力大;而非均质冻结壁的承载力较均质冻结壁偏小。实际上,冻结壁是一个与周围土体相互作用的非均匀体,因此,提出的考虑与周围土体相互作用的非均质冻结壁力学模型,符合实际工况,可为冻结壁设计提供借鉴。     

方钢约束混凝土拱架力学性能及破坏机制

针对处于深部、高应力、构造破碎带等条件下的困难支护巷道,提出了方钢约束混凝土（SQCC）新型支护体系,并对其主要组成部分方钢约束混凝土拱架进行了深入研究。推导出任意节数直腿半圆形拱架的内力计算公式,结合工程实际计算出现场采用的4节拱架在均布荷载作用下的内力分布,得到内力最大的部位为拱腿上部和拱顶;通过SQCC构件强度分析对可能的关键部位进行校核,得到拱架均压作用下最先破坏的部位为拱腿上部以及拱架的极限承载力为1 315 kN。采用地下工程约束混凝土拱架1∶1大型试验系统对SQCC全尺寸拱架进行了力学加载试验,结合利用ABAQUS软件对SQCC拱架进行的数值试验,分析了极限承载力误差率δFe-Ft=-7.1%,δFe-Fn=-1.1%和关键破坏部位、内力以及应力应变等多个结果,从而对拱架力学性能和变形破坏机制进行了研究,同时也验证了理论计算和数值试验的正确性。     

基于小波包-SVD和IPSO-BP的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承振动信号的非平稳性和非线性特点以及BP神经网络结构参数差等因素导致滚动轴承故障识别准确率低的问题,提出一种基于小波包结合奇异值分解(SVD)和改进粒子群算法(IPSO)优化BP神经网络的滚动轴承故障诊断方法。首先通过小波包对振动信号进行分解与重构,得到不同频段的信号之后利用SVD提出有效的故障特征向量,输入到BP神经网络中进行测试。考虑到BP神经网络结构参数差等因素,使用IPSO对BP神经网络进行优化,最后测试得出结果。对比实验模拟和现场数据验证表明,基于小波包-SVD和IPSO-BP的滚动轴承故障诊断准确度大大提高。     

桩底沉渣对钻孔灌注桩力学性质影响研究

钻孔灌注桩因其自身众多优点而在工程中被广泛应用,而沉渣的存在对桩的承载特性有较大影响。根据现有工程资料,利用有限元软件详细分析了桩底沉渣厚度、弹性模量、泊松比、内聚力及内摩擦角各几何、物理力学参数对桩承载特性的影响。研究结果表明:沉渣厚度对单桩极限承载力有较大影响,沉渣的存在使得单桩极限承载力快速降低。沉渣厚度对极限承载力的影响存在临界值,其值在35~45 cm;沉渣各个模量下,桩顶P—S曲线均呈现出突变型变化,极限承载力随着沉渣弹性模量影响的增大而增大;各沉渣泊松比和内聚力下桩顶P—S曲线变化趋势类似,可认为沉渣泊松比和内聚力对单桩承载特性影响较小;单桩极限承载力随着沉渣内摩擦角的增大而增大,根据tan Φ—极限承载力散点图拟合出了沉渣内摩擦角对单桩极限承载力影响评价的定量公式。     

基于标准贯入及土工试验的伊拉克哈法亚油田地基承载力回归分析

通过对伊拉克哈法亚油田的地基土进行载荷试验、标准贯入试验及室内土工试验,根据回归分析理论,得到了基于标贯试验击数N、土工试验参数(包括含水率ω、密度ρ、塑性指数Ip、孔隙比e)的地基承载力回归方程.根据上述研究结果,当该区域没有条件进行载荷试验时,可以利用原位测试和土工试验的结果确定地基承载力.由于美索不达米亚平原区域地质条件相似,该文的研究成果对于确定美索布达米亚平原区的地基承载力具有参考意义.     

不同侧压比荷载下U型约束混凝土拱架全尺寸试验研究

以直腿半圆形UCC拱架为对象,进行了不同侧压比荷载条件下的全尺寸拱架试验研究,从变形破坏形态、承载力、材料应变等方面进行对比分析,掌握了新型拱架的承载特性和屈服失稳机制。拱架受力初期处于线弹性变形阶段,拱架内力呈显著压弯状态,由于部分截面出现了强度破坏而导致拱架整体屈服,而后随持续加载拱架出现整体结构失稳,进而彻底丧失承载能力。UCC29试验拱架在λ=1.0加载条件下整体屈服承载力为1 230 k N,是相同尺寸U36拱架的1.56倍。拱架屈服承载力随侧压比λ(λ≥0.5)呈指数型降低趋势,且拱架变形形态及危险截面位置也受侧压比影响显著。对于直腿半圆形拱架而言,侧压比在一定范围内越小,拱架内力越接近轴压状态,拱架能够承担的荷载也越高。     

黄土地区灌注桩水平承载力应用测试研究

 介绍了湿陷性黄土地基中钢筋砼灌注桩水平抗剪的力学机理, 结合黄土地区灌注桩应用的工程实例,实测灌注桩在湿陷性黄土地基中的水平抗剪承载力,以期积累相关参数,供类似工程借鉴。     

钢管混凝土支架构件—圆弧拱破坏机理研究

以钢管混凝土支架支护深井软岩巷道为背景,对钢管混凝土支架组成构件中的四分之一圆弧拱进行六分点等值加载,以研究试验试件的矢跨比和钢纤维体积掺量对试件力学性能的影响。实验表明,钢管混凝土圆弧拱试件拱底处主要受压弯剪应力影响,最先发生局部破坏;拱顶处主要受压应力影响,拱底和拱顶均为试件最薄弱截面。矢跨比越大,能够承受的荷载和刚度越大。1%~1.5%钢纤维体积掺量的试件的柔性增强,极限荷载与无钢纤维试件差别不大。继续增加钢纤维掺量,试件刚度增加,但试件极限荷载降低,钢纤维体积掺量在1%~1.5%较为合适。再通过数值模拟进一步研究试件危险截面的受力形式和试件的截面尺寸、矢跨比、壁厚对承载力的影响。与此同时,结合试验分析和数值模拟结果,从试件截面强度、局部失稳、整体失稳三方面进行理论分析,给出钢管混凝土圆弧拱局部失稳的原因和承载力的计算公式。最后,结合实际工程情况,提出钢管混凝土设计方案。     

冻结法凿井井壁应用C80～C100混凝土强度设计值等参数取值研究

深井冻结需要设计应用高承载能力的井壁结构,井下现浇高强度混凝土是提高井壁承载能力较为可行的方法。设计应用大于C80混凝土井壁缺少相应规程和规范,缺少对混凝土轴心抗压强度设计值、轴心抗拉强度设计值、弹性模量等物理力学参数的取值规定。通过国内外混凝土结构设计规范、国内有关学者研究成果和为该研究开展的验证试验等综合研究,提出C80～C100轴心抗压强度、轴心抗拉强度设计值和标准值、弹性模量与泊松比等取值建议,为制定冻结法凿井井壁设计应用C80～C100混凝土技术规程和形成技术体系提供依据。