动荷载下沙漠砂混凝土破坏过程数值模拟北大核心

动荷载作用下沙漠砂混凝土力学特性非常复杂,编写了沙漠砂混凝土二维粗骨料随机分布程序,对沙漠砂混凝土力学特性和破坏形态进行模拟,分析粗骨料粒径大小和体积含量对沙漠砂混凝土动态力学性能影响。数值模拟表明:随着粗骨料颗粒最小粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力逐渐减小;粗骨料颗粒最大粒径小于20 mm时,随着粗骨料颗粒最大粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈逐渐增大趋势,粗骨料颗粒最大粒径大于20 mm时,随着粗骨料颗粒最大粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈逐渐减小趋势;随着沙漠砂混凝土粗骨料体积含量增加,沙漠砂混凝土峰值应力呈先增大后减小趋势。     

动荷载下沙漠砂混凝土破坏过程数值模拟

动荷载作用下沙漠砂混凝土力学特性非常复杂,编写了沙漠砂混凝土二维粗骨料随机分布程序,对沙漠砂混凝土力学特性和破坏形态进行模拟,分析粗骨料粒径大小和体积含量对沙漠砂混凝土动态力学性能影响。数值模拟表明:随着粗骨料颗粒最小粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力逐渐减小;粗骨料颗粒最大粒径小于20 mm时,随着粗骨料颗粒最大粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈逐渐增大趋势,粗骨料颗粒最大粒径大于20 mm时,随着粗骨料颗粒最大粒径增大,沙漠砂混凝土峰值应力呈逐渐减小趋势;随着沙漠砂混凝土粗骨料体积含量增加,沙漠砂混凝土峰值应力呈先增大后减小趋势。     

二级配凸多边形骨料随机分布混凝土动态特性

骨料是混凝土重要组成部分,对混凝土力学性能有很大影响。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对二级配凸多边形骨料随机分布混凝土动态特性进行数值模拟,分析凸多边形粗骨料体积含量、粒径大小和试件尺寸对二级配混凝土动态特性的影响规律。结果表明:二级配凸多边形骨料随机分布混凝土表现出率敏感性和尺寸效应;二级配混凝土承载能力随粗骨料最大粒径的增大而降低;随着粗骨料中间粒径和粗骨料体积含量增大,二级配混凝土承载能力呈先增大后降低趋势;随粗骨料最小粒径的增大,二级配混凝土承载能力逐渐降低。     

粗骨料粒径和硅灰对混凝土断裂性能影响的试验研究

应用双参数模型确定混凝土在不同粗骨料粒径和不同硅灰掺量时的临界应力强度子(K1c^s)和临界裂缝尖端张开位移(CTPDc)，同时利用特征长度l^ch研究粗骨料粒径和硅灰掺量对混凝土脆性的影响。文章也给出了相应的弹性模量、抗压强度以及抗拉强度。试验龄期为28天。试验结果表明，对于高强混凝土最大粗骨料粒径增大，弹性模量和抗压强度减小，而抗拉强度和临界应力强度因子以及材料的脆性增大；对于中等强度混凝土(MSC)，硅灰掺量为10％(硅灰／[硅灰 水泥])的混凝土(MSC-SF)的弹性模量、抗压强度、抗拉强度、临界应力强厦因子和脆性都大干不掺硅灰的MSC。     

再生粗骨料对再生混凝土性能的影响

为了研究再生粗骨料在再生混凝土中的骨架增强作用和其对再生混凝土性能的影响规律,采用试验分析的方法,通过配制不同强度的再生混凝土,分析了再生粗骨料不同的取代率和最大粒径对混凝土强度、坍落度、抗压强度和抗折强度等性能的影响。结果表明:随着再生粗骨料用量的减少,再生混凝土的抗压强度逐渐提高,抗折强度趋于增加,且抗折强度随着再生粗骨料最大粒径的增大而降低,再生粗骨料的最佳粒径为9.5mm;随着再生粗骨料掺量的增加,再生混凝土的坍落度提高。在保持混凝土配合比中的单位用水量不变的前提下,随着再生混凝土中水泥用量的减少,再生混凝土砂浆的强度也随之减小。     

粗骨料粒径对卵石混凝土抗压强度影响的试验研究

通过54个150mm×150mm×150mm、18个200mm×200mm×200mm和72个150mm×150mm×300mm卵石混凝土试件的抗压强度试验,探讨了粗骨料粒径、水灰比和龄期对混凝土抗压强度的影响.试验结果表明:随着粗骨料最大粒径的增大,抗压强度随之降低;水灰比越小,混凝土抗压强度的粗骨料粒径效应越明显;龄期增加,混凝土抗压强度的骨料粒径效应无显著变化.     

高强再生骨料混凝土的耐久性能及影响因素研究

目前,国内外所制备的再生骨料混凝土的强度值都较低,只能用于非承重构件,另外对再生骨料混凝土耐久性方面的研究仍不多。本文利用废弃混凝土,按照所提出的一种新生产工艺制备再生骨料,然后按照要求配制成高强度再生骨料混凝土。研究发现:采用取代率为50%的再生粗骨料和取代率为30%的再生细骨料所配制的再生骨料混凝土强度能够达到高强混凝土强度要求。此外,本文研究了高强再生骨料混凝土的耐久性能,探讨了粉煤灰、二次搅拌、再生粗骨料最大粒径和初始含水状态对高强再生骨料混凝土的收缩性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能和抗硫酸盐侵蚀性能的影响。     

影响混凝土断裂性能若干因素的试验研究

采用RILEM推荐的双参数：临界应力强度因子(KIC^S)和临界裂缝尖端张开位移(CTODC),同时还采用了特征长度lch研究了不同粗骨料粒径、不同硅灰掺量以及不同养护条件下这3个因素对混凝土断裂特性的影响。试验结果表明,粗骨料粒径增大,高强混凝土的抗压强度、弹性模量、劈拉强度和临界应力强度因子增大,脆性减小;标准养护时间越长,高强混凝土的抗压强度、弹性模量、劈拉强度以及临界应力强度因子的值越大,混凝土的脆性越小;掺加硅灰提高了混凝土的抗压强度、弹性模量、劈拉强度和临界应力强度因子,但却增大了混凝土的脆性。     

骨料对自密实混凝土性能的影响

研究了粗骨料最大粒径、粗骨料级配、砂率等因素对掺不同矿物掺合料,如粉煤灰、矿渣粉或硅灰的自密实混凝土的工作性与强度性能的影响。试验结果表明,粗骨料最大粒径越小,自密实混凝土的流动性越大、粘聚性越好。随着粉煤灰、矿渣粉的掺量增大,自密实混凝土的流动性明显增大,粘聚性显著下降。复合掺入合适比例的矿物掺合料,可有效改善自密实混凝土工作性与强度。粗骨料级配是影响自密实混凝土性能的重要因素之一。随着砂率增大,自密实混凝土拌合物的流动性增大,粘聚性减小,流动性损失减小,早期和后期抗压强度也随之下降。     

粗骨料对钢纤维混凝土性能影响的试验研究

通过直接以普通混凝土配合比为基体组成不进行基体材料的调整配制钢纤维混凝土试验，研究了在用水量、钢纤维长径比和体积率变化条件下粗骨料对薄板剪切型钢纤维增强混凝土的拌合物工作性能及立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度和弯拉强度的影响规律。结果表明，在连续级配粗骨料的最大粒径为16～25mm、钢纤维长度与粗骨料最大粒径之比为1．28-2．0、钢纤维体积率为．05％~2．5％范围内，钢纤维混凝土拌合物的坍落度随着粗骨料粒径的增大而增大，钢纤维在基体混凝土拌合物中的“棚架”效应导致了钢纤维混凝土拌合物坍落度降低，在基体混凝土易于振动成型的这况下，这种效应迅速减弱而不明显影响钢纤维混凝土的振动成型。粗骨料粒径变化对钢纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度和弯拉强度的影响规律基本上不受用水量、钢纤维长径比和体积率变化的影响。     

大粒径骨料钢纤维高强混凝土试验研究

进行了最大粒径为25,31.5 mm的连续级配碎石钢纤维高强混凝土试验,研究了碎石粒径、水灰比、钢纤维长度及体积分数对钢纤维混凝土拌和物坍落度和硬化钢纤维混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯拉强度的影响规律,并与现行规程CECS38:2004《纤维混凝土结构技术规程》的相关强度计算公式进行了对比.结果表明:钢纤维在混凝土拌和物中的"棚架"效应将产生钢纤维混凝土拌和物坍落度减小的表象,在振动作用下该效应迅速瓦解而对试件成型影响较小;连续级配碎石最大粒径和钢纤维长度对钢纤维混凝土的抗压、劈裂抗拉强度影响较小,但对钢纤维混凝土弯拉强度的增强效果影响较大;可以采用现行规程确定最大粒径为31.5 mm的连续级配碎石钢纤维高强混凝土的抗压、劈裂抗拉强度,但弯拉强度的试验值则低于计算值.     

粗集料对混凝土服役性能的影响

混凝土是由水泥砂浆填充粗集料孔隙形成的密实结构,粗集料构成了混凝土中的强度骨架,粗集料的强度、最大粒径、岩石类型以及在混凝土中的体积分数等都会对混凝土的各项性能产生不同程度的影响.对诸多文献中粗集料对混凝土强度、弹性模量、收缩和渗透性能的影响的研究成果进行了综述,为混凝土配合比的科学设计提供参考.     

基于2D随机骨料模型的C80混凝土参数分析

利用DIGIMAT和ABAQUS联合建立细观混凝土2D随机骨料模型,模拟了粗骨料的分布、形状、含量以及界面过渡区性能、孔隙率对C80高强度混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度的影响,并将模拟结果与各参数对低强度混凝土的影响进行比较。结果表明:粗骨料的分布模式对混凝土的基本力学性能几乎没有影响,不同分布形式下混凝土立方体抗压强度最大相对误差为4.18%; 不同形状的粗骨料对混凝土力学性能有着不同的影响,圆形和椭圆形状粗骨料的模拟结果与试验值更为接近; 不同骨料含量下混凝土立方体抗压强度呈现出先减小后增大的趋势,轴心抗压强度则是先减小后增加再减小,劈裂抗拉强度在粗骨料含量为33%时达到最大值4.61 MPa,之后便逐渐降低; 随着孔隙率的增加,混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量均逐渐减小,劈裂抗拉强度在孔隙率为1.5%时降低较多,孔隙率为2%时有所上升。     

陶瓷粉再生混凝土的抗碳化性能试验研究

试验以再生粗骨料代替天然粗骨料,以陶瓷粉代替水泥,制备陶瓷粉再生混凝土,并研究再生粗骨料取代率与陶瓷粉掺量对混凝土碳化作用下的相对动弹性模量、碳化深度及表观形貌的影响。研究结果表明:随着陶瓷粉掺量的增大,混凝土各碳化龄期的碳化深度也越大,而各碳化龄期动弹性模量则呈先上升后下降的趋势;再生粗骨料取代率越大,混凝土的碳化深度也越大,但混凝土动弹性模量随之下降。     

粗骨料对自密实混凝土性能影响的试验研究

主要研究了粗骨料体积含量、类型以及最大粒径对自密实混凝土工作性、强度、弹性模量以及收缩等性能的影响。结果表明:粗骨料与砂浆体积比(V_g/V_m)显著影响自密实混凝土拌和物的流动性、间距通过性以及稳定性(抗离析性),存在最佳的V_g/V_m使得混凝土拌和物获得自密实性。减小粗骨料的最大粒径,新拌自密实混凝土的稳定性提高。保持浆体体积不变,自密实混凝土的劈拉强度随V_g/V_m增加而显著降低。     

钢筋再生混凝土简支梁的使用性能研究

通过8根钢筋再生混凝土简支梁正截面性能的试验,分析了再生混凝土梁的正截面受力性能。试验结果表明:在其他条件相同时,钢筋再生混凝土梁的挠度和最大裂缝开展宽度大于普通钢筋混凝土梁的挠度和最大裂缝宽度,且其挠度和裂缝宽度随再生骨料替代率的增加有增大的趋势,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)关于受弯构件的短期刚度和裂缝宽度计算方法已不适用于再生混凝土梁的挠度和裂缝宽度计算,需对再生混凝土的弹性模量和钢筋应变不均匀系数进行修正,文中给出了近似处理方法,具体计算方法有待进一步研究。     

再生粗骨料在高强泵送混凝土中应用的试验研究

通过对再生粗骨料各项性能试验研究,分析再生粗骨料掺量对高强泵送混凝土性能的影响.通过进一步改善配合比,将再生粗骨料代替天然粗骨料掺量提高到30%,高强泵送再生粗骨料混凝土各项性能指标能够满足施工技术要求,并通过扫描电镜分析高强泵送再生租骨料混凝土的微观结构.     

粗集料级配对混凝土强度发展历程的影响

在粗集料掺量相同的前提下,变动混凝土的粗集料级配和水胶比,以考察粗集料级配对混凝土强度发展历程的影响.试验结果表明:从提高混凝土强度的角度,随着混凝土水胶比的降低,其胶凝材料用量增大,同时,宜采用最大粒径较小的粗集料,反之亦然.     

再生混凝土悬臂梁阻尼性能与损伤关系的试验研究

再生混凝土结构构件非弹性阶段阻尼性能与其损伤程度密切相关。以再生粗骨料取代率 及其粒级为主要参数,采用悬臂梁低周反复加载和自由衰减振动的交叉试验,研究再生混凝土 悬臂梁在不同损伤阶段的阻尼性能,建立悬臂梁阻尼比与损伤指数的定量关系,探讨悬臂梁裂 缝发展对其阻尼和损伤演变的影响。研究结果表明：再生混凝土悬臂梁阻尼比随损伤指数先增 大后减小,峰值阻尼比是初试弹性阶段阻尼比的2~3倍;损伤指数相同时,再生混凝土悬臂梁阻 尼比随再生粗骨料取代率的增加而增大,随再生粗骨料粒径的减小而增大;再生粗骨料的基本 性质、取代率及其粒级对再生混凝土结构构件的阻尼比和损伤指数影响显著;再生混凝土悬臂 梁阻尼性能和损伤指数的演变与悬臂梁裂缝数量、开展高度及宽度的发展密切相关。