湿筛混凝土循环拉伸和循环拉压力学特性

为探究湿筛混凝土在循环轴拉作用下的损伤过程和裂缝演变规律,基于声发射（AE）技术,对加载速率为1、10 μm/（m·s）的混凝土试件分别进行循环拉伸和循环拉压试验. 结果表明：随着循环次数的增加,试件的卸载和重加载刚度降低,塑性应变增大;当位移达到0.1 mm时,试件的载荷-位移曲线已接近软化阶段,此后裂缝发展速率降低,损伤变量减小;试件在循环加载过程中,随着位移的增加,AE累计振铃计数和累计撞击次数基本呈阶梯式增长.     

结构抗震试验用各类竖向加载装置

在结构抗震性能静力试验研究中,要求模拟重力的竖向荷载保持数值恒定、方向竖直不变、且伴随结构顶部变形而移动。多数结构试验项目采用普通液压千斤顶提供大吨位的竖向载荷,受到试件水平位移和试件自身竖向变形影响,要保持竖向荷载稳定不变比较困难。在结构试验技术发展历程中,实验技术人员研发了多种巧妙的竖向加载装置来满足结构抗震试验要求,包括仿重力加载装置、机械杠杆式竖向加载装置、液压杠杆式竖向加载装置、滑轮组式竖向加载装置、连接蓄能器的竖向加载装置等。近年来随着结构试验技术发展及先进实验设备的应用,电液伺服竖向加载装置成为主流应用设备。对各类竖向加载装置的基本原理、结构特点和优缺点等进行介绍,并给出两种电液伺服竖向加载系统方案,为结构抗震试验竖向加载装置选型提供参考。     

静水压力下混凝土断裂韧度率相关性分析

基于裂缝中有、无水压的混凝土三点弯曲梁断裂试验,研究了加载速率对裂缝中有、无水压力混凝土双K断裂韧度的影响.试验加载速率为2×10-3、2×10-2、2×10-1、2 mm/s.基于新型裂缝密封装置在混凝土梁的裂缝中形成0.3 MPa水压力,并开展了24组无水压的混凝土梁和12组含水压的混凝土梁断裂试验.拟合试验结果,建立了基于名义起裂荷载率和临界裂缝扩展率的混凝土双K断裂韧度的率相关性模型.对比分析得到,起裂断裂韧度的率相关性与水压力无关但是失稳断裂韧度的率相关性与水压力有关,加载速率的增加导致裂缝中含水压的混凝土的失稳断裂韧度的增量较无水压混凝土显著增加.     

拉压变轴力下小剪跨比预应力混凝土墙往复受剪试验研究

为了研究预应力混凝土（PC）剪力墙的抗震性能,提出剪力墙在拉压变轴力作用下的水平往复加载试验加载制度,完成3片剪跨比为1.0的预应力混凝土墙在恒定轴拉力、恒定轴压力和拉压变轴力作用下的水平往复加载试验,研究其破坏模式、滞回性能、承载力、变形能力、刚度和残余裂缝宽度,并与型钢混凝土（SRC）墙和普通RC墙的抗震性能进行了对比。试验结果表明：恒定轴拉力试验中,预应力混凝土墙发生了腹板剪切破坏;恒定轴力试验中墙体发生了斜压破坏;拉压变轴力试验中,墙体在压剪方向加载时发生剪压破坏。拉压变轴力加载导致预应力混凝土墙拉剪和压剪承载力分别降低了18.7%和10.5%。预应力混凝土墙在恒定轴拉力和拉压变轴力作用下的极限位移角为1.2%~1.6%,变形能力大于JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的弹塑性位移角限值(1/100);恒定轴压力试验中水平峰值荷载超过了墙体截面受剪承载力限值,出现斜压破坏,极限位移角仅为0.6%。预应力混凝土墙试件与SRC墙试件的刚度、承载力和变形能力接近,前者的残余裂缝宽度小于后者的,表现出更好的震后可修复性。由于预应力有效抑制了墙体水平贯通裂缝的形成、防止出现沿水平裂面的滑移破坏,因此在较大轴拉力水平时预应力混凝土墙比普通RC墙的抗侧刚度和承载能力均显著提高。总体来看,预应力混凝土墙抗震性能优良,是一种改善高层建筑中受拉剪力墙抗震性能的有效手段。     

深部开采承压突水机制相似物理模型试验系统研制及应用

 研制的深部开采承压突水机制相似物理模型试验系统主要包括模型箱、水平侧压力加载装置、竖向压力加载装置、测量装置及数据自动记录设备。模型试件尺寸为1 600 mm×800 mm×200 mm(长×高×宽)。试验系统中,水平侧压力和竖向压力通过闭路伺服加载装置实现。最大水平侧压力设计为300 kN,最大水平位移为100 mm。不考虑流–固耦合效应时,试验系统最大竖向压力为300 kN;考虑流–固耦合效应时,最大水压力为1.0 MPa。测量装置包括用于观测裂缝发生、发展和破坏的体式显微镜,以及基于数字图像分析位移的先进测量设备。在模型箱中根据工程需要按照一定的相似比构建试验模型。该系统可实现深部采矿时复杂应力、水压力及采动影响等联合作用下岩体的受力、变形和破坏过程,以及水的渗流、突变等宏细观运移规律的模拟和测试,进而从理论上分析不同应力场、水压力以及采矿活动本身对采场安全的影响。显然,该装置为深部开采中的岩石力学问题以及矿山突水机制与防治的试验研究与测试工作提供了新的、具有重要作用的平台。     

软索连接装配式工字形圆孔墙抗震性能试验研究

为研究纵、横向墙体采用软索连接的装配式钢筋混凝土圆孔墙结构的抗震性能，对2种不同连接方式(工字Ⅰ型、工字Ⅱ型)的足尺工字形圆孔墙试件进行了不同轴压力作用下的拟静力试验。通过试验现象发现：随着循环加载的进行，试件主翼墙交界处出现较大裂缝，试件破坏时主翼墙交界处顶部混凝土压溃；无轴压力作用时，试件屈服前的裂缝主要分布于翼墙，主墙裂缝沿着45°方向发展；有轴压力作用时，试件屈服前的裂缝主要分布于主墙，主墙裂缝沿着60°方向发展，试件破坏时主墙裂缝分布更加密集。试验结果表明：无轴压力作用时，加载后期墙体出现滑移，工字Ⅰ型试件的屈服荷载比工字Ⅱ型试件大11%，峰值荷载小9%。有轴压力作用时，试件未出现明显滑移，工字Ⅰ型试件的连接可靠性、承载力、整体变形能力较工字Ⅱ型试件的强，刚度退化慢；相比无轴压力作用时，两种连接方式试件的屈服荷载均提高110%左右，峰值荷载分别提高101%和77%，极限位移角分别提高了200%和97%，消除了因连接方式不同对开裂荷载的影响。工字Ⅰ型试件更适用于有轴压力作用的情形，工字Ⅱ型试件更适用于无轴压力作用的情形。     

软索连接装配式工字形圆孔墙抗震性能试验研究

为研究纵、横向墙体采用软索连接的装配式钢筋混凝土圆孔墙结构的抗震性能,对2种不同连接方式(工字Ⅰ型、工字Ⅱ型)的足尺工字形圆孔墙试件进行了不同轴压力作用下的拟静力试验。通过试验现象发现:随着循环加载的进行,试件主翼墙交界处出现较大裂缝,试件破坏时主翼墙交界处顶部混凝土压溃;无轴压力作用时,试件屈服前的裂缝主要分布于翼墙,主墙裂缝沿着45°方向发展;有轴压力作用时,试件屈服前的裂缝主要分布于主墙,主墙裂缝沿着60°方向发展,试件破坏时主墙裂缝分布更加密集。试验结果表明:无轴压力作用时,加载后期墙体出现滑移,工字Ⅰ型试件的屈服荷载比工字Ⅱ型试件大11%,峰值荷载小9%。有轴压力作用时,试件未出现明显滑移,工字Ⅰ型试件的连接可靠性、承载力、整体变形能力较工字Ⅱ型试件的强,刚度退化慢;相比无轴压力作用时,两种连接方式试件的屈服荷载均提高110%左右,峰值荷载分别提高101%和77%,极限位移角分别提高了200%和97%,消除了因连接方式不同对开裂荷载的影响。工字Ⅰ型试件更适用于有轴压力作用的情形,工字Ⅱ型试件更适用于无轴压力作用的情形。     

煤岩水压裂缝扩展行为特性研究

对坚硬煤体预裂中存在的问题，采用地应力场控制下水压致裂的方法，通过来自铜川矿区的九块大型煤块试件，研究了水压裂缝扩展行为的控制参数。在此基础上对水压裂缝的形成、扩展与煤体渗透性改变、水压作用的关系，进行了系统试验研究。克服常规小试件试验的局限性，建立了起始渗透压力和最大破坏压力与煤样裂缝扩展变化过程的对应关系，研究了水压裂缝破坏煤体结构的力学机制，为解决煤岩体介质材料中水压裂缝扩展行为控制提供了科学依据。试验表明，本文结果中水压裂缝扩展控制参数对改善顶煤预裂设计效果具有实际意义。     

球铰装置对混凝土材料轴拉全过程试验的影响

采用MTS322电液式伺服试验机,进行了试验系统轴拉刚度律定试验以及混凝土材料轴拉全过程试验,分析了球铰装置对混凝土材料轴拉全过程试验的影响.结果表明:球铰装置大大降低了加载系统的刚度,且试验机作动头位移与试件本身的变形间不遵循线性规律;用作动头位移控制加载,有限提高球铰装置刚度并不能使混凝土材料稳定断裂,只有采用试件实时最大应变控制加载,才有可能得到稳定的混凝土材料断裂,从而获得混凝土材料轴拉应力-应变全曲线.     

焊接栓钉型钢混凝土柱压-弯-剪-扭滞回性能试验研究

为了研究压-弯-剪-扭复合受力焊接栓钉型钢混凝土柱的滞回性能,通过研发的试验装置,对设计的9个试件进行恒定轴压力下低周反复弯-剪-扭的加载试验,考虑了栓钉位置、栓钉间距和栓钉长度等3个变化参数。通过试验观察了试件的受力破坏过程及形态,获取其弯矩-位移和扭矩-扭率滞回曲线,并分析了试件破坏形态、滞回曲线、刚度退化、能量耗散、延性等抗震性能指标。结果表明：恒定轴压力反复弯-剪-扭作用下,型钢混凝土试件表现为以弯曲破坏为主、伴随扭转斜裂缝的弯扭型破坏形态;弯矩-位移滞回曲线呈梭形,滞回环饱满,而扭矩-扭转角滞回曲线则呈反S或Z形,滞回曲线不饱满;扭矩作用下,型钢混凝土柱的延性变差;通过焊接栓钉可提高其延性,栓钉间距越小延性越好,当型钢翼缘和腹板交错焊接栓钉时,更有利于提高构件的抗震性能。