混凝土强度对AFRP-混凝土界面性能的影响

由于城市轨道交通工程的发展,隧道和桥梁的建造数量也在增加。部分隧道、桥梁因为各种原因产生材料老化和结构损伤。芳纶纤维是良好的电绝缘体,更加适合修复地铁隧道等对电绝缘性要求较高的环境。依据日本混凝土结构加固用FRP(外黏纤维增强复合聚合物)片材试验规程JSCE 2001,采用双面剪切试验法研究了混凝土强度对AFRP(芳纶纤维)-混凝土界面性能的影响,得到了不同强度混凝土对AFRP-混凝土界面剥离承载力的影响,AFRP纤维片材表面应变分布情况,并对AFRP-混凝土界面黏结剪应力进行分析。     

骨料界面特性对混凝土力学性能的影响

采用计算机断层扫描成像(CT)技术、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、显微硬度(MH)等各种微细观测试手段对砂岩、锈染砂岩、锈面砂岩、板岩及大理岩骨料界面特性开展了试验研究,分析了以上几种骨料的界面特性对混凝土力学性能的影响机理.研究表明：不同骨料界面区微结构相差很大,不同骨料的化学成分和矿物组成影响了界面区水化产物的数量、形态、尺寸和生长发育特性;骨料的界面区显微硬度与界面区钙硅比有良好的对应关系,钙硅比越大则界面显微硬度越低;大理岩混凝土的起裂强度明显低于砂岩、板岩和锈染砂岩混凝土,且相同荷载条件下,大理岩混凝土的裂纹面积远高于其他骨料混凝土.     

粗集料强度对混凝土力学性能的影响

研究了粗骨料的种类、压碎指标等对不同强度等级混凝土力学性能的影响.通过研究发现,粗集料种类对低强度等级混凝土的影响不明显,但对高强混凝土的力学性能有较大影响,且对抗折强度的影响程度高于抗压强度,自身强度较高的玄武岩集料所配制的混凝土强度最高,可较同条件的石灰石混凝土高一个强度等级;对于同种岩性粗集料,压碎指标对高强混凝土抗折强度的和抗压强度影响规律相似,粗骨料压碎指标越大,混凝土的强度最低;采用压碎指标接近的不同岩性集料所配制混凝土的力学性能差别不明显.     

负温度对混凝土强度和力学性能的影响

我国广阔的东北、华北、西北地区,每年都有较长的冬季在这些地区施工的混凝土和钢筋混凝土结构物,很长时期是处于负温度和正负温度交替中使用,冻结和冻融作用对混凝土强度和力学性能影响较大。大家都知道,混凝土在常温条件下,抗压强度与抗拉强度轴心受压强度,受压弹性模量,混凝土和钢筋的粘结强度等指标保持相应的比例系数关系,但在负温条件下,由于负     

初始强度对混凝土动态压缩力学性能的影响

使用直径120 mm的霍普金森压杆对混凝土进行冲击压缩试验,研究混凝土初始强度对其动态压缩力学性能的影响。试件采用尺寸为117 mm×80 mm的圆柱形试件,通过对不同初始强度(54.82、63.75、84.00 MPa)、不同应变率(10~40 s-1)下的试件进行冲击压缩试验,发现:混凝土的动态抗压强度与其自身的强度具有较大的相关性,在应变率相同时,随着混凝土初始强度的升高,其DIF因子减小;不同初始强度的混凝土试件在应变率基本相同时,其破坏形态也基本一致,且随着应变率的提高,混凝土试件的破坏程度加深,试件破坏的碎块尺度显著减小。     

纤维布混杂形式对混凝土界面力学性能的影响

针对CFS-GFS混杂加固钢筋混凝土梁的一种新型加固方法,通过建立不同材料本构方程,对8种不同加固模型做了非线性界面有限元数值计算.分析了不同加固形式下界面端部剪应力与正应力的分布规律,结果表明界面剪应力与正应力极大值均出现在加固界面端部,且在较短的距离内迅速减小.CFS-GFS混杂加固可以有效降低界面剥离应力,通过控制GFS在加固中所占比例,能够在保证承载力足够的情况下,改善加固界面力学性能,避免端部处发生界面或保护层剥离破坏现象.     

粉煤灰对不同强度等级混凝土力学性能影响研究

以粉煤灰掺量作为单一变量,研究其对不同强度等级混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量等力学性能的影响。结果表明:粉煤灰掺量越小、粉煤灰质量越好、混凝土强度等级越高,混凝土的力学性能越好;配合比设计时,Ⅱ级粉煤灰掺量不宜超过水泥用量的20%,Ⅰ级粉煤灰掺量不宜超过水泥用量的30%;粉煤灰掺量和质量对低强度等级混凝土力学性能的影响程度较大。     

集料对混凝土强度与界面特性影响的研究

测试了辉绿岩碎石和石灰石碎石作集料对混凝土工程性、强度以及界面特性影响。结果表明：由于辉绿岩碎石视比重较大,辉绿岩碎石配制出的混凝土坍落度优于石灰石碎石混凝土。由于辉绿岩为硅质集料,辉绿岩碎石与水泥石形成界面较石灰石碎石与水泥石所形成界面处的Ca（OH）2晶体更小,且界面显微硬度更高,表现出的宏观力学性质更好。     

界面强度对混凝土拉伸断裂影响的数值模拟

采用数字图像的处理手段表征混凝土的三相(基质、骨料、界面过渡区)细观结构,获取混凝土界面过渡区的形状与分布,并引入到原有材料破坏过程分析(MFPA~(2D))系统中,建立了能反映混凝土真实细观结构的数值模型,并应用该模型模拟了界面强度对混凝土拉伸断裂过程的影响.研究表明,当界面过渡区强度较低时,混凝土的断裂过程表现为界面过渡区中萌生的局部裂纹相互作用、桥接贯通的过程;界面强度与抗拉强度之间存在非线性关系,界面强度的提高增大了混凝土的延性,导致单轴拉伸荷载作用下混凝土试件的宏观断裂模式由单一贯通裂纹向多条非贯通裂纹过渡;模拟结果与试验结果比较吻合.     

原生混凝土强度对再生混凝土力学性能及界面区微结构的影响

为了改善再生骨料混凝土的性能,研究了原生混凝土强度对再生混凝土力学性能及界面区微结构的影响,并对比分析了相同强度等级和水灰比情况下普通混凝土和再生混凝土的力学性能和界面区微观形貌。结果表明:强度等级相同时,为了达到与普通混凝土相同的流动度,再生混凝土中除了加入一定量的附加水之外,还需要加入一定量的水泥浆,且随着原生混凝土强度的增加,水泥浆的加入量逐渐增加;在侧向无限制受压破坏时,再生混凝土与普通混凝土破坏形式基本相同,且原生混凝土强度对再生混凝土的破坏形式影响不大;强度等级相同时,再生混凝土的28 d抗压强度高于普通混凝土,且随着原生混凝土强度的增加,早期强度逐渐降低,28 d强度逐渐增大;水灰比相同时,普通混凝土各个龄期的抗压强度均高于再生混凝土。     

混凝土强度对空心砌块力学性能影响的仿真研究

利用有限元分析软件,对采用不同强度等级的混凝土小型砌块的力学性能作了模拟分析,包括本构关系的选取、计算模型和单元的简化、网格划分以及求解等,并对数值模拟的结果进行了具体的分析.最后,对混凝土小型砌块的数值模拟的优点及发展趋势提出了展望.     

界面弹性模量对三维双丝拉拔混凝土的力学性能影响

三维条件下双丝拉拔力学性能研究是纤维增强混凝土研究的重要基础。本文考虑双丝间的耦合作用和材料各相的细观非均匀性,建立了双丝拉拔混凝土三维模型,研究了界面弹性模量对双丝拉拔混凝土力学性能的影响以及界面的作用机理,获得了试件应力分布云图、声发射演化过程图、声发射–位移–荷载曲线,拟合了峰值荷载、相对韧度以及声发射能量与界面弹性模量的关系曲线。研究结果表明:低弹性模量的界面有利于缓和应力集中;双丝拉拔试件的强度和韧性均随界面弹性模量的增加而降低。     

新老混凝土修补界面方位对粘结强度的影响

试验研究选择了上补、侧补、斜上补、斜下补和下补 5种界面方位 ,3个月和 3年新老混凝土龄期差 ,多种新老混凝土界面处理方法和界面剂 ,首次提出并系统地探讨了新老混凝土修补界面方位对粘结强度的影响 ,并分析了影响机理。     

拱效应下混凝土强度对GFRP筋混凝土板力学性能的影响

混凝土板在工程实际环境中往往受到外围构件的约束而形成拱效应,表现出不同于单纯受弯构件的力学性能。对4块端部受到约束的GFRP筋混凝土板带进行破坏性试验,观察不同混凝土强度对板带的挠度、裂缝、破坏模式和极限承载力的影响。试验结果发现：在加载前期低强混凝土板带的挠度和裂缝宽度均比高强混凝土的发展得快：但是加载后期随着拱效应作用逐步明显,各试件的挠度和裂缝宽度差距缩小;混凝土强度越低越有利于拱效应的发展,从而增加试件后期受压区高度;在拱效应作用下,按适筋设计的4块GFRP筋混凝土板带均表现为类似超筋板带的斜截面破坏,各试件的极限承载力接近。     

含水率对不同强度等级混凝土力学性能的影响试验研究

通过调整不同浸泡时间（0、2、5、24、120 h）来研究C20、C30及C40混凝土的含水率,并研究了含水率对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、应力-应变的影响规律。结果表明：随浸泡时间的延长,混凝土的含水率总体表现出前期快速增加,后期缓慢增加,120 h时基本达到饱和状态;混凝土的抗压强度与劈裂抗拉强度均随含水率的增加呈降低趋势,含水率的影响作用显著;在饱和状态下,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度较干燥状态时的最大降幅分别达36.35%、32.36%;相对较低强度等级混凝土的力学性能对含水率的敏感性更强;随着含水率的增加,混凝土的单轴抗压及劈裂抗拉峰值应变呈下降趋势,单轴抗压及劈裂抗拉应力-应变曲线的上升段斜率逐渐增大。     

冻融循环对冻土–混凝土界面冻结强度影响的试验研究

为研究冻融循环作用对冻土–混凝土界面冻结强度的影响,对不同冻融循环次数、法向应力、试验温度及土体初始含水率条件下的冻结界面进行了系列直剪试验,研究经历冻融循环后界面峰值剪切强度、残余剪切强度及强度参数的变化规律。试验结果表明:冻融循环对界面剪切应力与水平位移曲线形态影响很小,经历20次循环后曲线仍是应变软化型。冻融循环对峰值剪切应力的影响强于对残余剪切应力的影响,表明其对界面胶结冰含量产生影响。当土体初始含水率较低且温度较高时,冻融循环使界面峰值剪切强度增加,但变化量较小。然而在含水率较高(20.8%)及试验温度较低时(-5℃),峰值剪切强度随着冻融循环增加而降低。因此在土体含水率较高且冻结温度较低时,对于发生小变形的冻结界面需要重视冻融循环对峰值剪切应力的影响。不同初始含水率、试验温度下冻融循环对残余剪切强度的影响较小且变化规律不明显。在试验温度为-1℃,-3℃,-5℃时,峰值黏聚力随冻融循环增加分别表现为增加、波动和下降,推测是由于界面胶结冰含量不同而引起。峰值摩擦角和残余摩擦角随冻融循环次数增加略有变化。     

荷载偏心率对钢管混凝土柱组合界面粘结强度的影响

本文进行了１３个钢管混凝土试件的偏心受压推出试验，确定了偏心率（ｅ０／ｒｃ）和长细比（ｌ０／ｒｃ）与粘结度的关系，试验结果对改进钢管混凝土梁柱节点设计具有重要的实用意义。     

冻融循环对冻土-混凝土界面冻结强度影响的试验研究

为研究冻融循环作用对冻土-混凝土界面冻结强度的影响,对不同冻融循环次数、法向应力、试验温度及土体初始含水率条件下的冻结界面进行了系列直剪试验,研究经历冻融循环后界面峰值剪切强度、残余剪切强度及强度参数的变化规律。试验结果表明:冻融循环对界面剪切应力与水平位移曲线形态影响很小,经历20次循环后曲线仍是应变软化型。冻融循环对峰值剪切应力的影响强于对残余剪切应力的影响,表明其对界面胶结冰含量产生影响。当土体初始含水率较低且温度较高时,冻融循环使界面峰值剪切强度增加,但变化量较小。然而在含水率较高(20.8%)及试验温度较低时(-5℃),峰值剪切强度随着冻融循环增加而降低。因此在土体含水率较高且冻结温度较低时,对于发生小变形的冻结界面需要重视冻融循环对峰值剪切应力的影响。不同初始含水率、试验温度下冻融循环对残余剪切强度的影响较小且变化规律不明显。在试验温度为-1℃,-3℃,-5℃时,峰值黏聚力随冻融循环增加分别表现为增加、波动和下降,推测是由于界面胶结冰含量不同而引起。峰值摩擦角和残余摩擦角随冻融循环次数增加略有变化。