冻融损伤影响下河道再生混凝土本构模型研究

应力-应变的本构关系是混凝土材料重要研究内容。为了揭示冻融循环作用下再生混凝土的力学损伤规律,结合Weibull强度理论与混凝土抗压试验结果,建立了混凝土细观损伤统计模型。试验结果表明：冻融循环损伤作用使得混凝土在单轴荷载作用下破坏程度越来越明显;随着冻融循环次数从0次增加到120次,抗压强度和弹性模量呈指数型衰减规律,且破坏应变呈增大趋势;基于Weibull强度理论构建了考虑冻融循环影响的混凝土损伤本构模型,拟合求解了模型的形状参数m和尺度参数ε₀,并将冻融循环次数T引入至该模型中,通过对应力-应变曲线的实测与模型拟合结果进行比较,验证了理论模型的合理性。     

混凝土冻融随机损伤预测方法研究

根据混凝土冻融破坏的特点,采用单轴受拉破坏模拟冻融破坏过程,推导了混凝土随机损伤本构关系,并结合冻融破坏的静水压假说,建立了冻融随机损伤预测模型.     

FRP复合材料与混凝土界面粘结耐久性能研究

FRP材料与混凝土之间的界面粘结性能是影响FRP增强混凝土结构的物理力学性能的重要因素.在实际工程应用中,FRP-混凝土复合材料可能会暴露于各种恶劣的侵蚀环境,导致整体结构粘结性能的变化.主要评述了近年来国内外在FRP复合材料与混凝土粘结界面耐久性能方面的研究成果,重点分析了环境pH值、冻融循环、高温、干湿循环、碳化及紫外线照射等因素对其粘结物理力学性能的影响机理,并就有待解决的研究问题提出了一些看法.     

混凝土冻融劣化后动态单轴抗压特性试验研究

为研究混凝土冻融循环后的动态力学性能,利用10 MN动静三轴仪对不同冻融劣化程度的混凝土在不同加载速率下进行单轴压缩试验,同时采集声发射数据分析试验过程中能量释放及损伤演化规律。最后,选用Weibull-Lognormal损伤本构模型,对试验数据进行拟合分析,并分析不同工况混凝土的损伤随应变的发展规律。研究结果表明:①相同冻融劣化程度时,随应变速率增加,峰值应力增大,峰值应变减小;冻融劣化程度会影响峰值应力的率敏感性;②在应变速率相同时,随冻融循环次数增加,峰值应力随之减小,峰值应变随之增大。③混凝土冻融劣化后应力应变关系峰前服从Weibull统计分布,峰后服从Lognormal统计分布。④在相同应变速率下,随着冻融循环次数的增加,混凝土的累计塑性应变整体呈增大趋势。     

钢筋与混凝土粘结性能冻融破坏的力学分析

静水压假说认为,混凝土遭受冻融作用发生破坏是由于混凝土内部孔结构遭受静水压力的反复作用造成的。本文建立了在钢筋混凝土构件遭受冻融破坏循环作用时,钢筋与混凝土的界面上产生的静水压力计算模型,并计算得到了静水压力的最大值。力学模型计算表明,冻融循环作用产生的静水压力破坏了钢筋与混凝土的胶结性能;冻融作用后光圆钢筋与混凝土的拔出试验结果证实,冻融循环作用严重削弱了钢筋与混凝土的胶结强度,验证了静水压力对钢筋与混凝土界面胶结性能的破坏作用。     

碱性环境下GFRP/BFRP水泥复合板与混凝土界面的粘结性能研究

设计了GFRP增强水泥板/混凝土、BFRP增强水泥板/混凝土两类复合试件,研究碱性环境对两类复合试件界面粘结性能的劣化影响.分别把两类复合试件在5%NaOH溶液中浸泡7 d、15 d、35 d、70 d后进行推出试验,通过对其界面剪切粘结应力、 相对滑移及界面应变的测试和分析,得出了碱性环境下两类复合试件的界面粘结性能衰减规律,并对两类纤维复合试件在碱性环境中的劣化性能进行了对比分析.试验表明在碱性侵蚀15 d内,GFRP类复合试件和BFRP类复合试件的各项界面性能指标均急剧衰减,其中BFRP类复合试件的界面性能劣化程度更为严重.     

混凝土受压疲劳特性及损伤本构模型

基于边界面概念和损伤力学理论,建立了混凝土受压各向异性损伤模型。加载面、边界面方程均以损伤能量释放率表示。在能量释放率空间内,由加载面与初始损伤面、边界面之间的位置描述损伤状态。通过建立累积损伤与相应循环损伤能量释放率阈值之间的关系,确定了疲劳加载中极限断裂面的变化规律。利用变形唯一性假定,得到混凝土疲劳与单调加载的损伤量及应力应变之间的关系,为从全过程研究经历多种形式加载的混凝土性能退化规律奠定了基础。完成了混凝土单调加载、单级疲劳和多级疲劳继而单调加载试验,得到了模型中的参数。经比较,模型计算与试验结果吻合较好。     

钢纤维混凝土与老混凝土间的界面粘结强度试验研究

通过对新老混凝土界面采用不同处理方式时界面粘结强度的变化情况的分析,找出了影响新老混凝土粘结强度的主要因素,可为相关工程提供借鉴。     

基于统计回归的钢筋与再生混凝土粘结强度分析

为了研究钢筋与再生混凝土粘结强度,在有关钢筋与再生混凝土粘结性能试验数据统计的基础上,分析了再生混凝土抗压强度、保护层厚度、钢筋锚固长度和钢筋直径等参数对其粘结强度的影响规律;利用最小二乘法统计回归得到了钢筋与再生混凝土粘结强度的计算公式,并用该公式对钢筋再生混凝土试验数据进行了验算和对比.研究表明:随着再生混凝土抗压...     

再生骨料混凝土单轴受压试验研究

为研究再生骨料混凝土在单轴受压情况下的本构关系,以某道路废弃混凝土作为再生骨料,制作了45个尺寸为150 mm×150 mm×300 mm的棱柱体试件,研究再生骨料混凝土在不同取代率、不同水灰比下的单轴受压应力-应变关系,建立了再生骨料混凝土的本构关系。结果表明:随着再生骨料取代率的增加,再生骨料混凝土的峰值应力f_c整体呈先减小、后小幅度增大再减小的变化趋势;峰值应变ε₀整体呈先增大、后减小的变化趋势;随着水灰比的增加,峰值应力f_c由于取代率的不同而呈现不同的变化趋势,但总体上呈下降趋势;峰值应变ε₀基本均呈先增大、然后基本不变或略微减小的趋势。总体而言,再生骨料混凝土的峰值应力略小于天然混凝土,再生骨料混凝土的应变略大于天然混凝土。研究成果可为再生骨料混凝土的推广应用提供技术支持和参考。     

冻融劣化混凝土的单轴动态力学特性研究

为研究不同冻融循环次数、不同加载速率下的混凝土的力学性能,对混凝土进行不同冻融循环次数(0次、10次、25次、35次、50次)不同加载速率(10~(-5)s、5×10~(-5)s、10~(-4)s、5×10~(-4)s、10~(-3)s)下的循环加卸载压缩试验。研究结果表明:(1)混凝土的质量随着冻融循环次数的增加而先增大后减小,呈二次曲线关系;(2)混凝土的峰值应力与应变速率的对数呈线性增长的关系,峰值应力及其对应变速率的敏感性随着冻融循环次数的增加而减小;(3)峰值应变随着加载速率的增加而增大,随着冻融循环次数的增加,峰值应变明显增大;(4)选用峰前服从Weibull统计分布函数,峰后服从Lognormal统计分布函数的混凝土动态损伤本构模型。     

混凝土冻融损伤可靠度分析及剩余寿命预测

本文基于宏观损伤力学理论,分析混凝土冻融损伤的可靠性,把混凝土结构冻融损伤近似看作由不同正负峰值温度差顺序作用产生的,提出了三参数Weibull损伤可靠度分析模型,并在混凝土损伤等效的基础上,推导出冻融循环作用后混凝土剩余寿命计算公式。结合混凝土冻融的定量化分析,得出了在遭受一定的冻融损伤后混凝土结构的剩余工作年限。     

高性能混凝土本构关系研究

本文主要介绍了高性能混凝土和普通混凝土在无减摩和减摩情况下的本构关系试验比较结果，着重对抗压极限强度、峰值压应变、应力 应变关系、弹性模量、泊松比、初裂应力等进行分析比较。研究表明:高性能混凝土与普通混凝土相比，压缩弹性阶段较长，弹性模量较高，两种混凝土峰值压应变、泊松比较接近，初裂应力都较大；减摩措施降低了这两种混凝土的抗压强度测值、普通混凝土的初裂应力和弹性模量测值，但减摩对高性能混凝土弹模影响不大，且提高了高性能混凝土的初裂应力。     

自密实堆石混凝土力学性能的细观仿真与试验研究

自密实堆石混凝土作为一种新型复合材料,具有高度的非均质特性。本文基于混凝土细观力学模型,将其离散为自密实混凝土、块石及两者交界面构成的多相介质,建立了研究自密实堆石混凝土力学性能的数值仿真模型。首先,设计并实现了一种确定三相介质力学参数的基础试验,分别取得三组分的强度与本构关系;然后,为检验模型可靠性进行了多组四点弯梁抗折试验;最后将细观仿真分析结果与试验进行了验证比较。结果表明,该模型能较好地模拟自密实堆石混凝土抗折试验的全过程,得到的力-位移曲线及破坏形态与试验结果表现出良好的一致性,为数值仿真预测自密实堆石混凝土力学性能奠定了理论基础。     

再生混凝土疲劳损伤机理的数值模拟

基于再生混凝土内部细观结构的数字图像,建立了二维细观再生混凝土疲劳损伤有限元模型。首先,对弯折疲劳破坏后的再生混凝士弯折疲劳试件进行机械切割并对切割后的表面使用数码相机拍摄,获得截面数字图像。然后,对所获得的数字图像进行处理并对骨料和砂浆部分进行边缘检测,获得骨料和砂浆的边缘坐标,将其导入有限元分析软件,获得实体模型。最后,建立了二维细观再生混凝土疲劳损伤有限元模型,研究了再生混凝土在疲劳荷载作用下的损伤分布和应力分布的变化规律。     

全级配大体积混凝土的内时损伤本构模型

复杂应力状态下全级配大骨料混凝土的强度和变形是混凝土坝体等大体积混凝土结构非线性有限元全过程仿真分析所必需的重要资料。本文结合内时理论和损伤力学理论,在大量试验数据的基础上,考虑尺寸效应和骨料湿筛效应对损伤变量的影响,建立了适用于不同骨料级配混凝土的内时损伤本构模型。该模型不仅摆脱了一般弹塑性中屈服面的概念,而且反映了不同骨料级配混凝土受力时不同的损伤演变规律。应用本文建议的模型,计算了全级配混凝土以及湿筛二级配混凝土在不同应力状态下的应力-应变关系,所得结果与试验数据符合的较好,可作为拱坝及其他大骨料混凝土结构设计的依据。     

新混凝土与碳化混凝土黏结抗折强度试验研究

新老混凝土黏结的黏结抗折强度试验研究表明,混凝土碳化后,混凝土强度增强,新老混凝土黏结抗折强度也增强。水泥净浆界面剂(CON1)、硅灰界面剂(CON2)、减水界面剂(CON3)、减缩界面剂(CON4)和膨胀界面剂(CON5)对新老混凝土黏结抗折强度的影响试验研究表明,养护龄期为28 d时,新老混凝土黏结抗折强度从大到小所用界面剂依次为CON1、CON5、CON4、CON3、CON2。