自密实混凝土与老混凝土粘结滑移关系的有限元分析

在自密实混凝土与老混凝土粘结滑移试验研究的基础上,采用弹簧单元模拟新老混凝土的粘结面,通过有限元软件ABAQUS进行了新老混凝土考虑粘结滑移的推出试件有限元分析.通过与试验结果的比较,验证了有限元模型的可行性.计算结果表明,加载端的应力最大,是个薄弱环节;加载端处应变最大而自由端处应变最小,其分布规律符合粘结滑移的扩散机理;粘结应力从自由端到加载端是不断增大的,且大部分区段内增长平稳,而在加载端附近则应力变化较为明显;粘结应力在整个粘结长度上的分布接近于指数分布.研究成果可为自密实混凝土加固工程的受力分析提供参考.     

在老混凝土约束下的修补混凝土收缩性能试验研究

以自密实混凝土作为修补混凝土,进行了新老混凝土粘结的约束收缩试验研究,以研究受到老混凝土约束的修补混凝土收缩发展规律。试验考察了不同强度和界面处理方法对新混凝土收缩的影响,同时还制作了自由收缩试件进行比较。根据试验结果分析了新混凝土上由于约束收缩产生的应力分布,并采用双曲线函数拟合了新老混凝土粘结约束收缩的计算式,可为混凝土加固设计提供参考。     

活性粉末混凝土受弯构件中钢筋粘结性能

为了研究活性粉末混凝土构件中钢筋的粘结特性,采用梁式试验方法分析了各因素对粘结性能的影响,建立了粘结应力-滑移本构模型,并与普通C40混凝土进行对比.研究表明:活性粉末混凝土试件与C40混凝土试件的粘结应力-滑移曲线整体规律相同,活性粉末混凝土的抗压强度及粘结强度都远大于普通混凝土,其中极限粘结强度τu约为C40混凝土的3倍,其对应的滑移值su约为C10混凝土的2倍,相对粘结强度τu/(fcu)i约为C10混凝土的1.6倍;根据试验曲线及试件破坏过程对活性粉末混凝土与钢筋之间的粘结机理进行分析,并根据试验数据统计回归出多因素影响下锚固特征值的经验公式,建立了四折线的粘结应力-滑移本构模型.     

改善新老混凝土界面粘结性能的措施研究

通过16组共48个100mm×100mm×100mm四种纤维混凝土与既有混凝土粘结的立方体试件劈拉试验,研究了新混凝土中纤维种类、纤维掺量对粘结试件劈拉性能的影响。结果表明各种纤维的加入总体上均有利于新老混凝土粘结性能的提高。效果最佳的是碳纳米管,其次是聚丙烯腈纤维,然后是玄武岩纤维和钢纤维。然后通过64组共192个100mm×100mm×100mm纤维增强聚合物改性混凝土与既有混凝土粘结的立方体试件劈拉试验,研究了新混凝土中纤维种类、纤维与聚合物掺量组合对粘结试件劈拉性能的影响。苯丙乳液的复合掺入总体上可进一步提高新老混凝土的粘结劈拉强度。各种纤维与苯丙乳液复掺时,均存在一个苯丙乳液掺量的最佳值。     

新老混凝土粘结的约束收缩有限元模拟及分析

在自密实混凝土与老混凝土约束收缩试验的基础上,本文采用大型有限元软件ABAQUS进行了新老混凝土粘结的约束收缩模拟,并与试验结果进行比较,以验证有限元模型的可行性。同时从应力分析的角度研究在约束收缩的作用下,新老混凝土粘结的应力分布规律,考察新混凝土强度对约束收缩的影响,为采用自密实混凝土作为新混凝土进行结构的加固设计提供一定的参考依据。     

TRC加固构件抗剪粘结强度试验研究

为了研究织物增强混凝土(TRC)加固层与老混凝土之间的粘结性能,本文对用织物增强混凝土(TRC)薄层加固的RC构件进行了界面剪切试验.粘结试件结合面处分别进行了人工凿糙和植抗剪钢筋两种处理方式,考察了不同界面处理方法对其剪切性能的影响,并探讨了不同粗糙度及植筋率对界面抗剪强度的影响规律.试验结果表明,结合面凿糙和植筋处理均能提高TRC加固层和老混凝土间的粘结性能,凿糙试件的粘结抗剪强度提高幅度较大,其最佳灌砂平均深度范围为2.0mm-4.0mm,植筋试件的粘结抗剪强度和延性均有所提高.     

植筋法新老混凝土粘结面剪切性能试验研究

采用2个月龄期的老混凝土,浇制了一批150 mm×150 mm×150 mm立方体植筋法新老混凝土粘结试件.通过剪切试验研究发现,植筋法一方面使试件发生明显的延性破坏,即试件在有较大裂缝的情况下仍具有较大的剪切强度,从而保证了工程加固的有效性和可靠性;另一方面,同一植筋方式下,随着植筋率的增大,粘结面的剪切强度也有一定程度的提高,并且相同条件下,预埋钢筋的粘结剪切强度高于植筋粘合剂为膨胀水泥的;比如当植筋粘合剂为膨胀水泥时,植筋率0.13%,0.22%,0.35%,0.70%对应的粘结剪切强度分别为无筋试件粘结剪切强度的101.62%,105.04%,115.57%,128.02%倍.可见,植筋法新老混凝土的粘结加固在理论上是具有良好效果的.根据试验数据,回归了植筋的粘结剪切强度和植筋率的关系表达式可用于指导工程应用.     

FRP筋与混凝土粘结滑移试验研究

目的 探讨FRP筋混凝土试件的受力过程和破坏形式,建立FRP筋与混凝土粘结-滑移本构关系模型.方法 对84个FRP筋混凝土试件进行单端拉拔试验,分析试验结果 ,对试件荷载(粘结应力)-滑移关系曲线进行研究.结果 试验结果 表明,试件的受力过程划分为两种形式,即肋未剥离劈裂破坏和肋剥离断裂破坏.肋未剥离劈裂破坏的受力过程分为微滑移、滑移、劈裂、下降和残余阶段;肋剥离断裂破坏的受力过程分为微滑移、滑移、剥离断裂和下降阶段.结论 FRP筋混凝土试件的受力过程和破坏形式与FRP筋表面肋有重要关系;基于肋未剥离劈裂破坏的试验结果 建立的FRP筋与混凝土粘结-滑移本构关系模型能够比较真实地反映试件粘结滑移全过程实际受力特征.     

沟槽式新老混凝土粘结面抗剪强度试验研究

采用自制的剪切夹具对72块150 mm×150 mm×150 mm沟槽式新老混凝土粘结试件进行了抗剪试验.研究了6种粗糙率沟槽处理方式,新混凝土等级,界面剂对新老混凝土粘结面抗剪性能的影响.结果表明,沟槽式新老混凝土粘结面具有较好的抗剪性能,其最佳平均灌砂深度为2.5 mm;其抗剪强度随着新混凝土强度等级增加而增大;水泥膨胀浆界面剂可使其抗剪强度达到整体的75%.最后,介绍了沟槽法在实际工程中的应用.近12年的实际运行表明,该新老混凝土叠合整修加固方法操作简单,便于施工及质量控制,经济可行.     

FRP筋与混凝土粘结滑移数值模拟

目的对FRP筋与混凝土粘结滑移性能进行数值模拟.方法利用ANSYS非线性有限元程序,对混凝土、FRP筋以及两者之间的粘结滑移作用分别采用不同的单元类型,考虑各材料及其之间的本构关系,对FRP筋混凝土拉拔试件建立分离式的有限元模型,并对其进行计算分析,进一步将计算结果与试验结果进行对比分析.结果对比研究表明,拉拔试件的荷载-加载端、自由端滑移曲线与试验曲线相比,两者吻合较好,且荷载-加载端滑移曲线与试验曲线的吻合程度比自由端要好.另外,模拟得到的试件极限荷载、粘结应力峰值与试验结果均吻合较好,而其相对应的滑移计算值与试验结果相比略大.结论ANSYS非线性有限元程序能够有效地模拟FRP筋和混凝土之间的粘结滑移作用,可以得到较为准确的极限状态值,也能较为准确地模拟粘结滑移的真实受力过程.     

混凝土与钢纤维混凝土双轴拉伸与拉压作用的试验研究

对素混凝土与钢纤维混凝土在双轴拉伸与拉压应力作用下的性能进行了试验研究。试验结果表明：混凝土双轴拉拉伸强度低于单轴拉伸强度，在双轴拉压区段抗压强度随拉应力的增加而降低，钢纤维的掺入（掺量不太高）对混凝土的破坏形态影响不很明显，但使混凝土限拉应变有所增加，同时给出了混凝土在双轴拉伸与拉压区段实用的极限强度准则。     

混凝土二向应力强度计算及特性分析

混凝土二向受力是钢筋混凝上结构计算分析中经常遇到的关键问题，其中二向受压应力强度最为重要．本文在分析椭圆抛物面强度准则及综合许多试验成果的基础上，求出二向应力所有三种状态的强度判别分式，能将多种试验研究结果及所归纳的经验公式统一于一个判别公式之中，表明该公式更具有一般性意义     

自密实混凝土与老混凝土黏结收缩有限元分析

在自密实混凝土与老混凝土约束收缩试验的基础上,采用大型有限元软件ABAQUS进行了新老混凝土黏结约束收缩的有限元模拟.通过与试验结果进行比较,验证了有限元模型的可行性.并从应力分析的角度研究在约束收缩的作用下,新老混凝土黏结的应力分布规律.计算结果表明,在黏结面附近新混凝土受到明显的拉应力,而沿着试件高度方向拉应力不断减小直至转变成压应力;黏结面上的剪应力则在两端部最大,中部最小;修补混凝土较薄时新混凝土由于约束收缩而受到的拉应力较大;当新混凝土高长比为1/4时,混凝土上的拉应力最小.     

Experimental study on mechanical behavior of high performance concrete under multi-axial compressive stress

Experimental investigation was conducted to characterize the responses of high performance concrete(HPC) subjected to multiaxial compressive stresses. The HPC specimens were prepared with three different mix proportions, which corresponds to three different uniaxial compressive strengths. The cubic specimens with size of 100 mm for each edge were tested with servo-hydraulic actuators at different stress ratios. The principal stresses and strains of the specimens were recorded, and the failure of the cubic specimens under various stress states was examined. The experimental results indicated that the stress states and stress ratios had significant influence on the strength and deformation of HPC under biaxial and triaxial compression, especially under triaxial compression. Failure criteria were proposed for the HPC specimens under biaxial and triaxial compressive loading. The test results provided a valuable reference for obtaining multi-axial constitutive law for HPC.     

混凝土在双向应力作用下新的破坏准则和弹塑性本构关系

讨论了混凝土在双向应力作用下的破坏准则和弹塑性本构关系。根据混凝土的破坏特性，提出一个包含二个物理参数的破坏准则。在此基础上，通过构造塑性位势导出了混凝土在双向应力作用下弹塑性本构关系。最后，该破坏准则和本构关系与混凝土实验进行了比较，从而证实了它们的有效性。     

钢筋混凝土框架柱抗剪强度分析

在《混凝土结构设计规范》（ＧＢＪ１０－８９）中，框架柱的抗剪强度计算公式基本上是一个经验公式．为了从理论上寻求解答，根据三个平衡方程、混凝土在复合应力状态下的简化强度准则及剪切面上的剪切摩擦方程，推导出新的计算公式，其结果与试验实测数据的符合程度较规范公式好．公式在形式上与规范公式相近，可以间接地对现行规范公式作出一定的理论上的解释．     

碳纳米管增强水泥砂浆在混凝土修补加固中的应用研究

采用8字形新老砂浆抗拉粘结强度的试验方法,研究了不同粘结砂浆粘结材料在不同配比条件下的粘结性能,得到了不同粘结材料抗拉强度的变化规律。试验结果表明,碳纳米管增强水泥砂浆粘结性能良好,适宜作为新老混凝土界面修补材料。     

钢纤维混凝土双向破坏准则的研究

本文利用自行研制的混凝土双轴试验装置,对纤维含量不同的四批钢纤维混凝土进行了双轴受压试验研究,并分析了强度变化规律。其中素混凝土的强度变化较接近于Kupfer的结果。然后从考虑中间主应力影响的双剪应力强度理论出发,根据本文和其它文献的试验结果,建立了适合于钢纤维混凝土的双轴破坏准则。     

粘钢加固粘结界面抗剪强度检测方法

目的解决在实际工程中如何进行粘钢加固粘结界面抗剪强度检测方法及检测评定标准问题.方法通过在混凝土强度等级为C60和C90的基材上粘贴等宽变长的钢板,进行粘钢加固粘结界面抗剪承载力试验,并根据试验结果对现场检测时的取样尺寸、检测评定标准进行研究.结果提出了一种现场检测粘结界面抗剪强度的方法,确定了检测时的取样尺寸(40 mm×40 mm)与检测评定标准.结论这种方法简单可行,对粘钢加固技术的发展及工程质量控制具有重要的意义.     

Mechanical Behavior and Failure Criterion of High Performance Concrete Under Biaxial Tension-Compression Loading Condition

The mechanical behavior and failure criterion of high performance concrete(HPC)subjected to biaxial tension-compression loading conditions were investigated experimentally with a real triaxial testing system.The failure modes,ultimate strength and stress-strain curves of HPC under biaxial tension-compression loading conditions were obtained.Then,mechanical behavior of HPC under different stress ratios were analyzed.Finally,based on the Kupfers strength criterion for conventional concrete and test results,a novel failure criterion was proposed for HPC under biaxial tension-compression loading conditions.