再生混凝土的基本力学性能试验研究

分别研究了与普通混凝土水灰比相同和坍落度相同两种情况下再生混凝土的基本力学性能.主要包括两种情况下再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量以及高温后混凝土的残余抗压强度.试验结果表明,在水灰比相同的情况下,再生混凝土的抗压强度较普通混凝土差别不大,但劈裂抗拉强度、抗折强度和弹性模量降低以及高温后的残余强度则有所降低.在坍落度相同的情况下,再生混凝土的上述各基本力学性能均有所降低.同时表明,普通混凝土各基本力学性能指标间的关系均不适用于文中研究的两种情况的再生混凝土.     

玄武岩纤维对新型陶粒混凝土性能的影响研究

为研究玄武岩纤维掺量对陶粒混凝土性能的影响,制作了立方体试件、抗折试件和棱柱体试件,测得不同玄武岩纤维掺量下的吸水率和软化系数,7 d、14 d、28 d抗压强度和劈裂抗拉强度,28 d抗折强度、轴心抗压强度及静弹性模量。结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,各组软化系数均大于0.85;各龄期下的抗压强度在玄武岩纤维掺量为0时上下波动;7 d、14 d、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度均呈现先增加后减小的趋势;立方体抗压强度、轴心抗压强度和静弹性模量变化规律基本一致。基于本试验和相关论文中的立方体抗压强度和轴心抗压强度数据进行线性拟合,建立了陶粒混凝土轴心抗压强度和立方体抗压强度间的经验公式。     

再生混凝土的基本力学性能

在国内外大量分析对比研究的基础上，对再生混凝土的基本力学性能进行了详细的综述与分析。主要包括再生混凝土的强度特征（抗压强度及其变异特性、抗拉与抗折强度以及粘结强度）、再生混凝土的变形特征（弹性模量、应力一应变曲线、收缩与徐变）以及再生混凝土结构性能（结构构件的基本受力性能）。研究表明，再生混凝土的基本力学性能与普通混凝土存在一定的差异。最后基于再生混凝土在实际工程的推广应用，提出了关于再生混凝土基本力学性能应该进一步研究的有关问题。     

CF80高强钢纤维井壁混凝土力学特性研究

为了改善高强井壁混凝土的脆性特征,配制出了CF80高强钢纤维井壁混凝土,并对其基本力学性能和三轴抗压强度进行了试验研究。试验结果表明:在混凝土中加入20～40 kg/m3钢纤维,抗拉强度值可提高47.0%～68.3%,明显地改善高强混凝土的脆性特征;钢纤维掺量的改变对高强混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度影响不大,对弹性模量和泊松比几乎没有影响;三轴抗压试验表明,钢纤维的加入能够提高试件破坏的峰值应变和残余强度,显著改善试件的破坏形态。因此,高强钢纤维混凝土能够满足深井高强井壁对混凝土高性能特性需求。     

高强高抗渗冻结井壁混凝土配制及其试验研究

为解决特厚冲积层井筒支护难题及冻结壁解冻后井壁渗漏水严重的问题,采用原材料优选、提高胶凝材料用量、增大砂率和降低水胶比等方法,开展正交试验得到了最优配合比。再由物理力学性能试验结果得到了冻结井壁混凝土立方体标准抗压强度与棱柱体轴心抗压强度、弹性模量之间的换算关系,以及劈裂抗拉强度、泊松比等参数,为工程应用提供了设计依据。     

不同加载方式下层理对砂岩力学特征的影响分析

为了研究层理对砂岩物理力学特征的影响,以布尔台煤矿5-2煤基本顶粉砂岩为研究对象,对其进行了直接拉伸、直接剪切和单轴压缩试验,分析了层理对其纵波波速、抗拉强度、抗剪强度、抗压强度、弹性模量及峰值应变的影响。试验结果表明:层理对抗压强度、残余剪切强度基本没有影响,但是对抗拉强度、峰值应变(拉伸)、抗剪强度、弹性模量、峰值应变(单轴)和纵波波速等有显著的影响;抗拉强度、峰值应变(拉伸)、抗剪强度、弹性模量、峰值应变(单轴)及纵波波速分别降低了31.6%、33.2%、33.9%、33.3%、42.7%、8.4%。     

胶结充填体抗压强度尺寸效应的试验研究

尺寸变化会影响材料的力学性能参数,充填体作为一种类混凝土材料,其立方体试件的单轴抗压强度具有显著的尺寸效应。保证灰砂比、料浆浓度和养护龄期等条件一致,研究尺寸变化对胶结充填体单轴抗压强度的影响并结合VIC-3D全场应变测量系统对充填体试件的破裂演化过程进行监测。结果表明:胶结充填体的单轴抗压强度随着立方体试件尺寸的增大而逐渐减小,减少近一半,试件的峰值应变随着尺寸的增大而逐渐减小,并稳定在0.9%附近,弹性模量和变形模量随着尺寸的增大而逐渐增大;引入尺寸效应度对试件峰值强度的尺寸效应进行定量分析,尺寸为200 mm的试件的尺寸效应度达到了54%;尺寸较小的试块破坏时表面出现多条裂纹,随着试件尺寸的增大,试件破坏时表面出现显著的宏观破坏带,尺寸较大的试块在达到峰值强度时,局部区域发生严重的损伤断裂,大部分区域并未发生明显的应变变化。     

孔隙水压对高强混凝土抗压性能影响的试验研究

为模拟深部井筒不同工作环境下高强混凝土力学性能,将高强混凝土试件浸没入不同高压(1、2、3、4 MPa)水体中48 h,以形成孔隙水压,并在TAW-3000试验机上进行单轴抗压试验,对孔隙水压作用后高强混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变、体应变等指标的变化及其破坏形态进行了研究分析,并与未经水压作用的高强混凝土进行对比。研究结果表明,经孔隙水压作用后的高强混凝土应力-应变曲线和应力-体应变曲线的弹性极限提高了约10%。孔隙水压每提高1 MPa,高强混凝土的抗压强度损失率平均为2.93%、弹性模量损失率平均为2.96%。高强混凝土的开裂速度加快,脆性破坏特征更明显,且随着孔隙水压的增加,混凝土的抗压强度和弹性模量都表现出降低的趋势。     

人工负温高强混凝土动态力学特性研究

为研究人工负温早龄高强混凝土的动态力学特性,采用SHPB试验系统对-7℃不同龄期高强混凝土进行单轴冲击压缩实验,得到多组不同应变率作用下的动态应力应变曲线。研究发现:高强混凝土的强度具有明显的温度效应;标准及-7℃养护环境下,混凝土试块3d强度分别为单轴抗压强度的77. 4%、46. 7%;在低应变率作用下,负温混凝土脆性比较明显,中高应变率(大于30s~(-1))作用下,负温混凝土韧性增加,脆性降低;动态抗压强度、峰值应变具有明显的应变率相关性,三个龄期的峰值应变均在0. 002~0. 004;同一应变率及龄期的混凝土,其强度及弹性模量均随着受冲击次数的增加而减小,相反,其峰值应变变大。     

早龄期混凝土动态力学性能实验研究

采用75 mm 的SHPB 实验装置对5种不同龄期的C20和C40混凝土分别进行单次和重复冲击实验,从养护龄期和应变率两方面系统研究了冲击荷载作用下早龄期混凝土的力学性能。单次冲击实验结果表明:相同应变率条件下混凝土的动态抗压强度与龄期呈对数关系,峰值应变随应变率的增加而增大;每一龄期的单轴抗压强度与应变率为幂函数关系,峰值应变则随冲击龄期的增加而减小。重复冲击实验结果表明:龄期小于3 d 的混凝土试件受到冲击作用,达到标准养护龄期后其变形能力有所减弱,龄期超过5 d后,早期冲击作用则使其变形能力增强;当首次冲击的应变率超过25s-1,达到标准养护龄期后混凝土的动态抗压强度随早期冲击应变率的增加而减小,龄期越大,降低幅度越大。结合C20和C40混凝土实验结果分析认为,混凝土强度等级越低,其力学性能受应变率和冲击龄期的影响越大。     

再生粗骨料对再生混凝土基本性能的影响

将废弃混凝土进行破碎得到再生骨料,根据再生粗、细骨料不同掺量配制C20、C25、C30、C35强度等级混凝土,试验得出再生骨料掺量对再生混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂强度、弹性模量的影响规律。基于对试验结果的分析得出的一些结论可为废弃混凝土的再利用提供研究依据。     

粗骨料嵌锁型混凝土的细观断裂机理研究

粗骨料形成的骨架对混凝土的宏观力学性能,特别是断裂性能有重要影响。基于细观力学和断裂力学,对粗骨料嵌锁型混凝土的力学性能和断裂特性进行了理论模拟和实验研究。通过理论计算,建立了粗骨料嵌锁型混凝土的断裂机理。同时,通过试验测试不同粗骨料增加率的嵌锁型混凝土的力学性能,并且结合压汞法测孔试验,分析粗骨料体积对嵌锁型混凝土力学性能和断裂特性的影响。最后,通过对比分析理论计算与实验结果之间的误差,建立了粗骨料嵌锁型混凝土的断裂机理。结果表明：混凝土的力学性能和断裂特性随着粗骨料体积的增大均呈现先增加后减小的趋势,当粗骨料体积增加一定量时,混凝土的抗压强度、抗折强度和断裂能得到显著提高。通过理论计算发现,当粗骨料增加率小于20%时,随着粗骨料体积的增大,抗压强度和弹性模量模拟结果与试验结果的计算误差逐渐趋于稳定,断裂能的模拟结果和试验结果具有相同的变化规律。故所提出的细观力学计算模型,对于预测粗骨料嵌锁型混凝土的断裂特性具有较高的精度。     

偏高岭土和钢纤维对混凝土力学性能影响研究

为研究偏高岭土（MK）和钢纤维（SF）掺量对混凝土力学性能和工作性能的影响，将不同体积掺量的SF掺入混凝土中，在SF掺量固定为1.2%时，复掺不同质量的MK，进行新拌混凝土的坍落度和3 d、7 d、28 d龄期试件的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度试验，并利用扫描电镜（SEM）进行微观分析。结果表明，掺入SF和MK显著降低混凝土坍落度；SF掺量为1.2%时，力学性能最优，立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度分别提高10.21%、66.33%和43.16%；在SF掺量为1.2%时，MK掺量在15%、10%和10%时，抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度最大，相较对照组SF-1.2，分别提高7.45%、6.21%和14.99%;SF在混凝土中起桥接作用，可有效延缓裂缝的扩展，MK可使混凝土内部变得更加密实，从而提高混凝土的力学性能。     

沙漠砂陶粒混凝土物理力学性能试验研究

为充分利用新疆当地自然资源研制节能、利废、保温、轻质的新型轻质保温墙体材料,提出了利用沙漠砂生产陶粒混凝土。通过正交试验分析了水胶比、体积砂率、沙漠砂替代率、粉煤灰掺量对沙漠砂陶粒混凝土塌落度、表观密度及抗压强度的影响规律,得到了LC20和LC25两种强度等级沙漠砂陶粒混凝土的合理配合比,并在此基础上,对这两种强度等级沙漠砂陶粒混凝土的力学性能及导热系数进行了研究。试验结果表明:掺入沙漠砂后的陶粒混凝土的弹性模量比普通轻骨料混凝土增加25%左右,抗压强度、抗拉强度及导热系数均满足规范要求。     

发泡剂用量对粉煤灰泡沫混凝土强度影响

为了制备适用于采空区充填的泡沫混凝土,探索发泡剂用量对粉煤灰泡沫混凝土抗压强度的影响规律,通过室内试验制备了发泡剂用量分别为3%、6%、9%的粉煤灰泡沫混凝土试块,并进行单轴压缩试验。结果表明:实验制备密度为513.6 kg/m3的粉煤灰泡沫混凝土,当增大发泡剂用量时,泡沫混凝土的峰值强度降低,其弹性模量出现较大幅度降低,对应达到峰值强度的应变增大。随着加载速率的降低,试块峰值强度有小幅度提高。说明发泡剂用量为3%时粉煤灰泡沫混凝土强度最高。     

钢筋再生混凝土T形柱轴心受压性能非线性数值分析

异形柱结构被广泛应用于我国高层建筑结构中。为了探究钢筋再生混凝土T形柱轴心受压力学性能,材料本构关系的合理性选用至关重要。在再生混凝土单轴受压本构关系中,比较系统地考虑了再生粗骨料的影响;在普通混凝土约束本构关系中,比较全面地考虑到T形箍筋的约束效应;将再生混凝土单轴受压本构和普通混凝土约束指标两者结合起来,既考虑了再生混凝土的再生粗骨料取代率的影响,又考虑了T形箍筋约束作用的影响。基于拟合的再生混凝土约束本构,分别以再生粗骨料取代率、再生混凝土强度、体积配筋率、纵向钢筋配筋率、长细比等因素对轴心受压试件的力学性能影响进行分析。研究分析表明:随着再生粗骨料取代率的提高,峰值荷载降低;再生混凝土强度等级提高一个等级,峰值荷载提高约为8.12%～11.11%;配筋率提高,峰值荷载有不同程度的提高;长细比提高,峰值荷载降低约为0.62%～2.59%。     

干湿循环作用下聚丙烯纤维对混凝土力学性能影响

为研究干湿循环作用对混凝土力学性能的影响,在混凝土中分别掺入质量分数为1%、2%、3%、4%的聚丙烯纤维来改善混凝土的弹性模量、抗压强度和抗折强度等力学性能。结果表明,在相同的循环次数下,随着纤维掺量的增加,混凝土的弹性模量、抗压强度和抗折强度逐渐增加,增加速率呈现先增加而后下降的趋势;在相同的纤维掺量下,混凝土的弹性模量、抗压强度和抗折强度随着干湿循环次数的增加而逐渐降低,下降速率随着循环次数的增加而增加。聚丙烯纤维对混凝土的耐干湿循环性能有着明显提高,其最佳掺量为2%。     

温度对煤力学特性影响的实验研究

温度是影响煤力学特性的重要因素之一。本文利用自制夹具，配合环境箱，在MTS810伺服试验系统上完成了温度对煤力学特性影响的试验研究，得到了不同温度下煤的应力与应变关系，分析了温度对煤的抗压强度和弹性模量的影响。研究结果表明：随温度的升高，25℃～50℃之间，煤的强度和弹性模量呈减小趋势，应变呈增加趋势；50℃～100℃之间，煤的强度和弹性模量呈减小趋势，应变呈减小趋势；100℃～200℃之间，煤的强度和弹性模量呈增加趋势，应变呈增加趋势；200℃～300℃之间，煤的强度和弹性模量呈减小趋势，应变呈增加趋势。     

不同围压下混凝土受压弹塑性损伤本构模型的研究

在ＭＴＳ公司８１５０２型电液伺服系统上，完成了围压由０～４０ＭＰａ范围内混凝土受压试验，发现随着围压的增大，应力应变全曲线的峰值应力与峰值应变均有所提高，但弹性模量基本不变在此基础上，根据等效应变假定和内变量理论，建立了考虑不可逆应变影响的弹塑性损伤本构模型只要计及峰值应力和峰值应变的变化，该模型可以统一地描述不同围压下混凝土的力学性能     

高温对混凝土力学性能的影响分析

对混凝土在高温和常温时力学性能进行试验对比,分析了高温下的混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量、应力应变关系等力学性能的影响因素及变化规律.