碳纤维混凝土动态压缩力学性能的试验研究

采用φ100mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了不同体积掺量(Vcf)的碳纤维混凝土(CFRC),在多个应变率条件下的动态压缩力学性能,得到了应力-应变曲线.结果表明,CFRC的强度随应变率的增加而近似呈线性增长,纤维体积掺量为O.3%碳纤维混凝土变形能力较好.分析了试件的加载波形图和应变率时程曲线,试验中近似恒应变率加载时间比例大于50.2%.在相同应变率范围内,CFRC的破坏程度与素混凝土相比较轻,说明碳纤维的加入增强了混凝土的抗冲击件能.     

短碳纤维混凝土的弹性模量及泊松比性能试验

对短切碳纤维掺量为1%,2%的混凝土的150×150×150立方体的静力受压弹性模量及泊松比进行了试验,并和未掺短切碳纤维的普通混凝土的基体静力受压弹性模量及泊松比做了比较和分析,据此研究了一定基体混凝土强度下不同碳纤维体积分数对混凝土静力受压弹性模量及泊松比变化的影响,以期为以后研究积累经验。     

短切沥青碳纤维混凝土马歇尔试验研究

讨论了短切沥青碳纤维对沥青混凝土马歇尔试验的影响,比较了马歇尔试验各项技术指标的变化情况,确定了短切沥青碳纤维混凝土的配比,为指导短切沥青碳纤维混凝土的设计和施工提供依据。     

短切碳纤维钢筋混凝土板的平截面试验研究

通过试验,对短切碳纤维掺量为1%、2%的短切碳纤维钢筋混凝土板进行了静载试验,对板的纯弯段侧面不同高度的应变进行了实测,并和未掺短切碳纤维的普通混凝土板做了比较和分析,据此研究分析了不同碳纤维体积分数对平截面假定变化的影响.     

碳纤维混凝土的动态损伤本构模型

采用Φ100mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置进行了碳纤维混凝土(CFRC)的冲击压缩实验,获得了CFRC在10～102 s-1应变率范围内的应力应变曲线,分析了CFRC的强度和破坏形态,建立了碳纤维混凝土非线性损伤粘弹性本构方程。结果表明:碳纤维对混凝土有良好的增强作用,具备优异的冲击力学性能;本构模型提供的理论曲线与试验曲线比较接近,可以较为准确地描述碳纤维混凝土的高应变率力学行为。     

短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能的试验研究

对玄武岩纤维的研究已成为目前国内外研究的热点.在混凝土中掺加乱向短切玄武岩纤维后,其强度及抗裂性能均会得到改善.完成了涉及6种长径比和5种体积掺量的194个试件的试验,对短切玄武岩纤维体积掺量、长径比等因素对混凝土抗压、劈拉、弯拉强度的影响进行研究,积累了大量的数据,为进一步研究奠定了基础、积累了经验.     

EPS混凝土单轴冲击压缩试验及破坏形态分析

为研究EPS颗粒体积掺量对混凝土单轴动态抗压强度和破坏形态的影响,采用直径74 mm的分离式霍普金森压杆装置,对4种EPS颗粒体积掺量的EPS混凝土进行单轴冲击压缩试验,分析了应变率和EPS颗粒体积掺量对EPS混凝土单轴动态抗压强度和破坏形态的影响。试验结果表明,EPS混凝土单轴动态抗压强度随应变率的增加而增大,随EPS颗粒体积掺量的增加而降低,当EPS颗粒体积掺量在20%~30%之间,EPS混凝土单轴动态抗压强度降低幅度较小;EPS混凝土试件破坏形态具有明显的高掺量低应变率效应;当EPS颗粒体积掺量达到30%之后,EPS混凝土试件裂而不碎。     

高强混凝土巴西圆盘动态劈裂试验

以圆形紫铜片作为波形整形器,利用直径100 mm的霍普金森压杆装置,研究了不同弹速冲击下高强混凝土平台巴西圆盘试件的动态拉伸强度,得到了高强混凝土在冲击作用下的劈裂强度、破坏模式和应力时程曲线。试验结果表明:随着冲击应变率的提高,高强混凝土试件的动态劈裂强度和破坏程度不断增大,具有显著的应变率敏感性。高速冲击荷载下的混凝土断面区较为光滑,裂缝直接穿过石子导致试样断裂。     

橡胶混凝土的冲击压缩试验研究

采用分离式霍普金森压杆装置对橡胶颗粒体积分数为0%～20%的橡胶混凝土进行多应变率动态力学性能试验研究,得到同一类试件在4种应变率下的应力-应变曲线.结果表明,橡胶混凝土是应变率敏感材料,其峰值应力、极限应变表现出显著的应变率强化效应.对于同一橡胶颗粒掺量,橡胶混凝土的增强效应随着应变率的增大而增强.对于同一应变率水平,橡胶混凝土的变形能力随橡胶掺量的增加而增强.从破坏形态来看,橡胶混凝土的抗冲击性能明显优于普通混凝土.     

短碳纤维混凝土的弯曲韧性试验研究

通过试验,得到了一定基体混凝土强度下掺入不同碳纤维体积分数的混凝土的弯曲荷载—挠度曲线,据此研究分析了一定基体混凝土强度下不同碳纤维体积分数对混凝土弯曲韧性指数和弯曲承载力变化的影响规律。     

短碳纤维增强高性能混凝土的均匀试验研究

通过均匀试验，研究了短碳纤维对高性能混凝土工作性、力学性能和微观结构的影响。研究结果表明，短碳纤维的掺入，能改善高性能混凝土由于自缩、湿胀造成的脆性大、抗拉强度低及应力——应变曲线远不及普通混凝土等。拉压比由原来的1／10～1／15增大到1／6～1／8，拌合物的保水性、粘聚性有明显改善，并用SEM对断裂表面进行了分析。本研究在短碳纤维高性能混凝土的配比设计和优化中，利用了均匀试验设计、SPSS、MATLAB、SEM等先进方法和技术及测试手段，试验证明结果理想。     

不同龄期混凝土多次冲击损伤特性试验研究

为了解不同龄期混凝土多次冲击损伤特性,利用大杆径分离式霍金森压杆(SHPB)试验装置对5种不同龄期下的支护混凝土分别进行多次冲击压缩试验,并采用Weibull分布的统计损伤模型分析其损伤特性,系统地了解多次冲击荷载对混凝土造成的损伤规律。结果表明,对每一龄期混凝土,在其临界入射能75%水平的冲击条件下,第一次冲击有助于提高混凝土的抗压强度,之后随着冲击次数增加,混凝土的抗压能力、变形能力都变弱。随着龄期的增长,混凝土损伤–应变曲线表现出2种不同变化形式,损伤度对入射能的敏感度降低,试样失稳时的累积损伤没有明显的变化,均在1.00左右;而峰值损伤则以对数函数关系降低,其中稳定龄期的峰值损伤表明,Weibull分布的统计损伤模型能反映材料的损伤特性。     

高温作用后混凝土动态压缩力学性能的试验研究

采用φ100 mm分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)试验装置,分别对常温和经历200、400、600、800℃高温作用后的混凝土进行了冲击压缩试验,分析了高温和应变率对混凝土动态压缩力学性能的影响,并对其关系进行了拟合。结果表明:经历不同温度作用后的混凝土动态抗压强度、峰值应变以及比能量吸收都表现出较强的应变率效应。高温对混凝土动态力学性能影响显著,400℃是混凝土各项力学指标发生转折的温度:动态抗压强度、比能量吸收在400℃时回升至与常温接近,在400℃后又迅速下降;峰值应变在400℃以后增加明显,并随着应变率的提高而迅速增加。混凝土经400℃以上高温作用后,虽然强度损失严重,但在冲击荷载作用下,尤其是在较高应变率下,仍表现出良好的抗冲击韧性。     

珊瑚骨料混凝土动态压缩性能的试验研究

为探究珊瑚骨料混凝土在冲击荷载下的动态力学响应,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,建立了珊瑚骨料混凝土的动态应力-应变关系曲线,讨论了以珊瑚礁、砂为粗细骨料的混凝土动态强度增长因子、能耗密度、破损形态与应变率的关系,并与同强度等级的普通砂石混凝土进行对比分析.结果表明:珊瑚骨料混凝土的动态强度增长因子对应变率表现出更强的敏感性;2类混凝土的动态强度增长因子与应变率均呈对数函数关系,能耗密度与应变率呈线性关系;相同应变率条件下,珊瑚骨料混凝土由于骨料自身强度低、结构疏松且多内孔隙而使其能量吸收能力更强,表现出更好的抗冲击性能,但破碎程度稍大于普通砂石混凝土.     

碳纤维混凝土力学性能研究

为探究衬砌管片的混凝土开裂破坏,考虑加入碳纤维来改善其力学性能。设计了不同配合比的碳纤维混凝土试件,进行了碳纤维长度和掺量对碳纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度的研究。试验结果表明：碳纤维混凝土较普通混凝土抗拉和抗压强度均得到了增强,其中抗拉强度增加程度最大,达到普通混凝土的150%,弹性模量和延性也均得到了提高,利用这些特征可以有效延缓和阻止衬砌管片开裂。此外,通过试验数据拟合得到了碳纤维混凝土应力-应变曲线表达式,为碳纤维混凝土在数值模拟中奠定理论基础。     

碳纤维条带加固混凝土短柱的试验研究

提出了在FRP条带加固描述碳纤维含量的指标,即相对纤维条带宽度fζrp并以此为参数对采用不同fζrp值加固的圆形混凝土轴心受压短柱进行试验研究。试验研究表明,这种加固方式能有效提高混凝土柱的承载力。     

短切纤维对透水混凝土性能的影响

研究了3种短切纤维(聚丙烯纤维PPF,聚乙烯醇纤维PVAF和玻璃纤维GF)掺量及长度对透水混凝土力学性能和透水性能的影响.结果表明:随着PPF长度的增大,透水混凝土的抗压强度先增大后减小,当PPF长度为12mm时,不同掺量的PPF均使透水混凝土的抗压强度低于空白对照组;透水混凝土的抗折强度随PPF长度和掺量的增大而增大;PPF的掺入导致透水混凝土的空隙率和透水系数减小;当掺入长度为6mm的PVAF时,透水混凝土的抗压强度和抗折强度均得以提高,但掺入长度为6mm的GF时,透水混凝土的抗压强度降低;PVAF和GF的掺入均降低了透水混凝土的空隙率和透水系数.     

碱式硫酸镁水泥混凝土的冲击压缩性能

采用φ75 mm分离式霍普金森压杆测试了碱式硫酸镁水泥混凝土(BMSCC)的力学性能,并借助Ls-Dyna软件和Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型,模拟了BMSCC的动态冲击力学响应.结果 表明:BMSCC是典型的率相关性材料,具有明显的应变率增强效应,其冲击压缩强度随着应变率的提高而增大,动态...     

聚丙烯纤维增强混凝土分离式Hopkinson压杆压缩试验研究

采用改进后的变截面大尺寸Hopkinson压杆 ,对直径 62mm的聚丙烯纤维混凝土和素混凝土试件进行了三种应变率范围的冲击压缩试验 ,得到了不同应变率下试件的动态压缩强度及应力应变全过程曲线。结果表明 ,在冲击压缩的高应变率加载条件下 ,聚丙烯纤维混凝土的破坏强度与素混凝土的大致相同 ,但其韧性要明显好于素混凝土。