混凝土冲击破坏的分形研究

利用直径100 mm的分离式霍普金森压杆试验装置,对混凝土进行不同应变率等级的冲击压缩试验,研究了冲击破坏后混凝土试件碎块的尺度分布规律及其分形特征.结果表明:随着应变率的提高,试件破碎程度逐渐增大,碎块平均尺寸不断减小,碎块质量分布由粗粒端向细粒端移动;冲击破坏后混凝土试件的碎块尺度分布具有明显的分形特征,其冲击破坏分维值随应变率的增大近似呈幂函数式增长,且冲击破坏分维越大,试件碎块平均尺寸越小,试件破碎越严重;混凝土冲击破坏分维的变化与其动态力学性能指标间具有密切联系,随着冲击破坏分维的增大,动态压缩强度、动态峰值应变及动态压缩韧性均不断增大.     

高温下混凝土冲击变形特性研究

利用自主研制的高温SHPB试验系统对混凝土进行冲击压缩试验,研究不同温度、不同应变率对混凝土冲击变形特性的影响.结果表明:温度相同时,混凝土应变率随冲击弹速的增大而增大,弹速相同时,应变率随温度的变化由大到小依次为200℃,800℃,600C,常温,400℃;随着应变率的增大,混凝土峰值应变与冲击韧性在同一温度下不断提高,弹性模量在常温下显著降低,在高温下略有起伏;同一应变率下,温度越高,峰值应变越大,弹性模量越小,且冲击韧性在400℃之前逐渐增大,400℃之后开始下降,高温下混凝土冲击韧性的应变率效应较常温时有所提高.     

预制与后浇混凝土粘结的劈拉性能试验研究

通过对预制与后浇混凝土粘结的劈拉试验研究,分析了后浇混凝土的浇筑方式、粘结面粗糙度及温度对混凝土粘结劈拉性能的影响规律。结果表明：同种工况条件下,水平向浇筑混凝土粘结劈拉强度明显大于竖直向浇筑粘结劈拉强度,粘结劈拉强度随粘结面的粗糙度的增加而显著增大,随温度的升高而急剧下降,到300℃时,比常温下降了50％。为阐明混凝土粘结劈拉机理提供详实的数据支撑,并为装配式混凝土结构发展提供参考。     

碱式硫酸镁水泥混凝土的冲击力学性能试验研究

制作C30、C50两种典型强度等级的碱式硫酸镁水泥混凝土与普通混凝土试件,通过分离式霍普金森压杆试验,系统地研究两种混凝土的动态力学性能,并利用回归分析加以对比.试验表明,碱式硫酸镁水泥混凝土与普通混凝土试件在冲击过程中,其冲击压缩强度、弹性模量、韧性等表现出明显的应变率硬化效应,并且两种混凝土的弹性模量、韧性指数与峰值应力均呈现非常显著的线性增长关系;在相同条件下,碱式硫酸镁水泥混凝土的韧性指数及韧性增长速率要高于普通混凝土,因此,碱式硫酸镁水泥混凝土的抗冲击性能要远优于普通混凝土.     

玻璃粉对再生混凝土力学性能的影响

为了实现城市固体垃圾废玻璃资源化,本文研究了不同掺量(0%、5%、10%和20%,质量分数)玻璃粉(GP)取代水泥对再生混凝土抗压强度、劈拉强度和弹性模量等力学性能的影响,并通过压汞法(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)分析了再生混凝土的内部微观结构。研究结果表明,玻璃粉降低了再生混凝土早期的力学性能,但掺入适量的玻璃粉有利于提高再生混凝土后期的力学性能。含10%(质量分数)玻璃粉试样90 d的抗压强度、劈拉强度和弹性模量均高于普通再生混凝土,同时总孔隙率降低19.3%。玻璃粉的二次火山灰活性和微集料填充作用改善了再生混凝土的微观结构。     

基于Logistic模型的混凝土冻融损伤演化规律

为了更准确地描述混凝土在冻融循环破坏中的真实演化过程,首次将Logistic函数引入到混凝土的冻融损伤研究中,进行了不同水灰比下的混凝土、不同纤维的纤维混凝土的冻融循环试验.利用Logistic函数定量刻画两种混凝土的质量损失与相对动弹性模量的变化规律,并将理论分析与试验结果、现有文献进行对比,吻合较好.研究结果表明:不同水灰比、纤维类型和纤维掺量的混凝土的冻融破坏演化规律均符合Logistic函数所描述的发展规律,该模型能够对混凝土冻融破坏的演化规律进行准确预测.     

天然浮石混凝土冻融损伤及寿命预测模型

内蒙古地区天然浮石资源丰富,可作为粗骨料制作轻质混凝土.为了研究天然浮石混凝土冻融损伤规律,配制了五种配合比的试件进行快速冻融试验.通过天然浮石混凝土相对动弹性模量和质量损失变化规律,分析了浮石骨料对混凝土抗冻性的影响.基于静水压力理论和疲劳损伤理论,推导出天然浮石混凝土的材料系数,进而建立了冻融损伤模型和寿命预测模型...     

纤维矿渣微粉混凝土高温中的劈拉性能

通过高温（200～800℃）劈拉试验,测定124个纤维矿渣微粉混凝土（FRC-GGBFS）试件的劈拉强度和荷载—横向变形曲线,探讨温度、矿渣掺量、钢纤维掺量和聚丙烯纤维掺量对FRC-GGBFS的高温中劈拉强度和变形的影响,并通过不同温度下扫描电镜分析,探讨FRC-GGBFS的高温劣化过程。结果表明：随温度升高,FRC-GGBFS劈拉强度不断劣化,劈拉荷载—横向变形曲线渐趋扁平,韧性显著下降;矿渣微粉掺量为40%时,其对混凝土的高温中劈拉性能的改善最为显著;钢纤维显著提高了FRC-GGBFS的高温中劈拉强度和韧性;聚丙烯纤维能有效防止高温爆裂,其掺量为0.9 kg/m3时对FRC-GGBFS的高温中劈拉性能有明显改善。最后,建立了考虑温度、钢纤维体积率等影响的FRC-GGBFS高温中劈拉强度计算模型。     

低温冻融循环对陶粒混凝土动态力学性能的影响

为了研究冻融循环温度和循环周次对陶粒混凝土动态力学性能的影响,开展了冻融循环试验和Hopkinson束杆动态压缩试验.冻融循环温度上限取+10℃,下限取为-20～-60℃,间隔-10℃,试样尺寸150 mm×150 mm×100 mm,对冻融循环后的试样进行动态压缩试验.结果表明,增加冻融循环周次和降低冻融循环温度,均...     

钢纤维高强混凝土的抗剪强度

通过68个100mm×100mm×400mm,102个150mm×150mm×150mm高强混凝土和钢纤维高强混凝土试件的直接双面剪切实验、立方体抗压实验和劈裂抗拉实验,分析了钢纤维体积率、钢纤维类型对剪压强度比及剪拉强度比的影响,探讨了高强混凝土及钢纤维高强混凝土抗剪强度与抗压强度、劈拉强度的关系。研究表明:随钢纤维体积率的增大,剪压强度比呈上升趋势,剪拉强度比呈下降趋势。随抗压强度的提高,钢纤维高强混凝土抗剪强度的提高幅度大于高强混凝土的。通过对实验结果的统计分析,提出钢纤维高强混凝土抗剪强度与抗压强度、劈拉强度的关系式,得到不同类型钢纤维对高强混凝土抗剪强度和初裂抗剪强度的增强系数,建议了钢纤维高强混凝土抗剪强度的计算公式,供设计与施工参考。     

粉煤灰混凝土抗盐冻性能的研究

研究粉煤灰混凝土在水中和硫酸镁溶液中的抗冻性,探讨粉煤灰掺量、含气量及砂率对混凝土抗冻性的影响。试验结果表明：粉煤灰掺量25％对混凝土的抗冻盐性能有利,在相同粉煤灰掺量时,适量引气可大大延缓混凝土相对动弹性模量的下降,在保持水胶比一定时,适当的砂率也会在一定程度上改善混凝土的抗盐冻性能。     

冻融循环下纤维再生混凝土与BFRP筋粘结强度试验研究

为了研究纤维再生混凝土和BFRP筋间的粘结强度,本文通过54个试件中心拉拔试验,研究单掺玄武岩纤维、聚丙烯纤维、混杂玄武岩-聚丙烯纤维和冻融循环对再生混凝土与BFRP筋粘结强度的影响.结果表明:单掺玄武岩或是聚丙烯纤维都会不同程度地降低粘结强度,但降低效果不显著;掺入混杂纤维时,若体积掺量小于某一临界值,可以提高粘结强度,但掺量过多时,粘结强度降低;在冻融循环条件下由于冻融次数增加,混凝土会发生二次水化作用,导致极限粘结强度得到提高.     

胶凝材料对地质聚合物混凝土的 抗冻融循环性能的影响

地质聚合物混凝土（GPC）能最大限度地减少自然资源的消耗。粉煤灰和矿粉的配合比对于GPC的性能具有较大影响。本研究制备了普通硅酸盐混凝土（OPC）、全粉煤灰配方及部分矿粉代替FA制备的地质聚合物混凝土GPC-0、GPC-10、GPC-20、GPC-30（矿粉：0、10%、20%和30%）,对比不同GPC的冻融后的性能,即重量变化,抗压强度损失,相对动态弹性模量损失。结果表明：矿粉含量最高的GPC-30的质量损失率小和抗压强度高,远优于其他地质聚合物混凝土。利用共振频率测试（RFT）的无损检测方法测定动态弹性模量,表明矿粉基比全粉煤灰CPC具有更好的抗冻融性。粉煤灰的含量越高,矿粉的含量越低,养护制备出的混凝土的力学性能退化就越大,并得出GPC的实用性能以及不同比例配方,这为今后的试验和工程应用提供数据和理论支持。     

基于贝叶斯理论的再生混凝土强度预测模型优势分析

碳中和背景下,再生混凝土的研究逐渐成为众多学者的研究焦点。贝叶斯理论以概率统计为基础,综合考虑主客观不确定性影响和先验信息的作用,适用于处理混凝土强度预测中的参数估计。针对再生混凝土强度的统计学特性,基于贝叶斯理论建立再生混凝土强度预测模型,通过与最小二乘回归模型和BP神经网络模型的对比,探究贝叶斯回归预测模型在再生混凝土强度预测上的优势。试验结果表明：线性与非线性回归模型的拟合优度均大于0.85,满足实际应用需求;线性与非线性贝叶斯回归模型的拟合优度,均高出最小二乘回归模型0.1～0.3,具有相对更好的预测精度和预测效果;贝叶斯回归模型克服了BP神经网络模型可解释性差、样本需求量大的缺陷,并且具有良好的鲁棒性和自适应性。     

超高性能混凝土抗冲击性能研究进展

超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)是一种具有超高强度、良好韧性和优异耐久性的水泥基复合材料,在海上结构、地下空间、核废料容器和核反应堆防护罩等特殊工程和国防军事工程中具有广阔的应用前景.为适应其抗冲击和抗爆性能的需求,对UHPC开展动态力学性能研究显得尤为重要.通过对国内外UHPC抗冲击性能试验和数值模拟研究进展的系统梳理和总结,阐述了应用霍普金森杆开展冲击压缩试验和动态抗拉试验存在的问题及改进措施,分析了应变率、材料组分和冲击次数等因素对UHPC动态冲击性能的影响,探讨了确保UHPC冲击试验数值模拟有效性的关键问题.最后,对UHPC 抗冲击性能今后的研究方向提出了一些建议,希望能为UHPC动态性能研究以及 UHPC在实际工程中的应用提供指导和帮助.     

自密实混凝土双轴试验研究与强度准则分析

为探究自密实混凝土双轴力学性能,考虑不同侧向应力影响,应用岩石真三轴仪对自密实混凝土开展双轴压-压和双轴拉-压试验研究,通过试验得到不同加载工况自密实混凝土破坏形态和应力-应变曲线,同时引用普通混凝土双轴受力试验数据对比分析,通过研究主要得到以下结论:自密实混凝土双轴受力破坏形态和破坏机理与普通混凝土相类似,主应力方向应力-应变曲线发展趋势与侧向应力没有关系;受侧向压应力影响,双轴压-压作用下,自密实混凝土主压应力从36.62 MPa提高至59.17 MPa,平均提高幅度为55.78％,双轴拉-压作用下,自密实混凝土主拉应力从2.45 MPa降低至0.91 MPa,最大降低幅度为62.79％,与普通混凝土双轴受力试验数据对比,自密实混凝土双轴加载主应力受侧向压应力影响更为明显.同时,基于主应力空间和八面体空间应力提出了自密实混凝土双轴受力强度准则方程,所提出的强度准则方程具有较好的适用性.     

盐-碱环境下GFRP管力学性能演化规律

纤维增强复合材料(FRP)管-混凝土组合柱因其能充分发挥FRP管和混凝土材料的性能优势,具有广泛的应用前景,然而,当结构处于极其恶劣腐蚀环境下时,其耐久性仍是值得关注的问题,在我国北方盐-碱地区,建筑桥墩易受到盐-碱侵蚀。为研究盐-碱环境下GFRP管的力学性能演化规律,制备了GFRP管和环,两种试样内径均为100 mm,厚均为3 mm,高分别为100 mm、10 mm,浸泡在盐(NaCl)-碱(NaOH)溶液中,以温度、周期为变量,通过试件浸泡前后干质量变化以及轴压和环拉试验测试,获得相应的力学性能,并基于Arrhenius公式开展了GFRP管环向拉伸强度寿命预测。结果表明：温度对GFRP管强度影响显著,随着浸泡周期的增加,GFRP管轴压强度和环拉强度呈现下降趋势;温度越高,强度下降速率越快;40℃和60℃温度条件下,在浸泡30 d后环拉强度退化速率减缓。轴压弹性模量受温度和浸泡周期影响较小,环拉弹性模量随温度升高而显著降低,浸泡周期对其影响较小;通过寿命预测,7.5℃全表面积浸泡半年时,环拉强度保留率低于40%,盐-碱环境对GFRP管材的腐蚀作用显著,环氧树脂GFRP管并不适用于盐-...     

冻融循环作用后橡胶混凝土与钢筋锚固性能试验研究

在混凝土中掺入橡胶粉制成橡胶混凝土,既可对废旧轮胎进行高附加值利用,又可提高混凝土的抗裂、耐磨、抗滑、减振、降噪等多方面路用性能.为研究冻融循环作用后橡胶混凝土与钢筋的锚固性能,采用钢筋开槽内贴应变片的方法,快速冻融后做中心拉拔试验,研究了冻融循环次数以及橡胶掺量对橡胶混凝土与钢筋锚固性能的影响.试验结果表明:掺入5％、10％的橡胶粉,有利于冻融循环作用后钢筋与混凝土间的锚固性能;未经冻融循环的橡胶混凝土试件与橡胶粉掺量为0％的试件相比,橡胶掺量为15％的混凝土试件极限粘结强度下降56％,而橡胶掺量为5％、10％的试件极限粘结强度几乎没有下降;冻融循环至125次,橡胶掺量为5％、10％、15％的混凝土试件粘结强度分别下降60％、58％、50％,与未掺橡胶混凝土粘结强度相比下降幅度减小了约8％.     

冻融循环后钢纤维混凝土氯离子侵蚀性能研究

为探索经受冻融循环后的钢纤维混凝土在氯盐环境作用下的耐久性能,通过对冻融循环不同次数后的钢纤维混凝土试件开展氯离子侵蚀试验,分析了钢纤维掺量、冻融循环次数等因素对氯盐侵蚀环境下钢纤维混凝土耐久性的影响规律并探索了冻融损伤对钢纤维混凝土氯离子侵蚀性能的影响机理.研究结果表明:钢纤维掺量在0～1.5％范围内,钢纤维掺量越大,相同渗透深度处混凝土氯离子扩散系数越小,混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能越好;冻融循环次数越大,钢纤维混凝土氯离子扩散系数越大,混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能越差.     

冻融条件下再生自密实混凝土力学性能试验研究

通过对冻融环境下的再生自密实混凝土进行抗压、劈拉以及动弹性模量试验,以期得到在不同冻融循环次数作用下再生自密实混凝土抗压以及劈拉强度的变化规律.通过试验得到以下结论:再生自密实混凝土的抗冻性能明显低于普通混凝土;再生自密实混凝土的力学强度随冻融循环次数的增加产生大幅的降低;结合微观结构试验,分析冻融环境下再生自密实混凝土与普通混凝土的动弹性模量损失率的发展趋势;根据混凝土的试验结果建立了准确度较高的再生自密实混凝土冻融损伤计算公式.