煤岩体破裂过程中声发射行为及时空演化机制

 利用MTS 815试验机和声发射监测系统对单体岩石、单体煤和煤岩组合体进行单轴试验下的声发射测试,找出三者之间破坏机制的差异,从而为现场微震监测提供指导。试验结果表明,随着荷载的增加,单体岩石、单体煤及煤岩组合体的累积声发射数都增加,并且煤及煤岩组合体单位体积的声发射数要比岩石的声发射数高1个数量级,这主要是煤的强度较低且内部结构松软破碎所致。通过区分不同时段的声发射特征,得出三者破坏存在本质差异：随着荷载的增加,岩石的时段声发射数逐渐增多,煤的时段声发射数逐渐减少,而煤岩组合体的时段声发射先逐渐增加后逐渐减少。岩石的抗拉强度最高,煤的最低,而煤岩组合体的位于单体岩石和煤之间。对于煤岩组合体,岩石内部的声发射数约占声发射总数的10%～30%,煤体占70%～90%;并且声发射的空间分布主要受煤体结构及原生裂隙的影响。     

混凝土梁破坏机制的声发射特性实验研究

记录了钢纤维混凝土,素混凝土和砂浆试件断裂过程中的声发射（AE）信号,并对其进行了分析和处理,通过对声发射信号持续时间设置滤值,以声发射信号的振幅分布特性为判据,并依据事件峰值对应的振幅大小,将它们的声发射信号持续时间分别划分为9个,7个和5个区段,并通过细胞细观层次上破坏机制的分析,分析得到了各破坏机制所对应的声发射参数特征。     

单轴受压岩石破坏全过程声发射特征研究

在刚性试验机上，对单轴受压岩石破坏全过程进行声发射试验，得到了岩石破坏全过程力学特征和声发射特征，包括岩石应力-应变曲线、声发射事件数等，研究了声发射事件数(AE数)、事件率与应力、时间之间的关系。研究表明：岩石在一次性加载过程中，不是所有的岩石都具有典型的Kaiser效应的声发射特征点：在弹性阶段的初期和后期，随着应力水平的增加岩石声发射显著增加，特别在弹塑性高应力阶段，岩石声发射增长迅速；岩样在试验接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小，声发射事件率出现明显下降，即出现相对平静阶段；声发射事件率在不同应力水平变化很大，峰值强度后的声发射现象仍然明显，其声发射特征随岩样破坏形式的不同而不同。     

聚合物砂浆与混凝土抗拉黏结破坏特征

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆加固技术是近年来兴起的新型加固工艺.对该加固技术的研究表明:加同层发生剥离破坏是其主要破坏方式之一,如何保证加固层与混凝土界面的黏结性能是加同成败的关键.通过243个测点的正拉黏结强度试验,分析了聚合物砂浆与混凝土界面黏结抗拉破坏的特征,阐述了混凝土强度、界面粗糙度、龄期、修补方位对黏结破坏方式的影响.     

方钢管赤泥混凝土黏结滑移性能试验研究

制作了15个方钢管赤泥混凝土短柱试件进行推出试验,获得了方钢管赤泥混凝土的荷载-滑移曲线,研究了赤泥替代率、混凝土强度、长径比(埋置长度)、宽厚比对方钢管赤泥混凝土黏结滑移性能的影响。研究结果表明,方钢管赤泥混凝土荷载-滑移曲线经历了5个阶段,即无滑移段、上升段、下降段、二次上升段、二次下降段。黏结极限荷载随赤泥替代率的提高先增加后降低,赤泥替代率为5%时,黏结极限荷载达到最大;赤泥替代率为20%时,黏结极限荷载与标准钢管混凝土相当。黏结极限荷载随混凝土强度及长径比的增加而增加;随宽厚比的增加而减小。     

碳化混凝土的声发射试验研究

为了研究碳化后混凝土性能的改变,本文进行了未碳化和碳化后混凝土试件单轴压缩下声发射的试验研究,在单调荷载下的碳化混凝土与未碳化混凝土有着不同的声发射特征,且不同碳化龄期的混凝土声发射特征也不一样,并就此现象产生的原因进行了分析.     

机制砂混凝土的力学性能与声发射特征研究

基于数字图像处理技术,测定了机制砂的形状参数。结合数值建模方法,重构了不同细观特征的机制砂混凝土模型,并通过离散元分析软件,定量化地研究了机制砂混凝土的力学与声发射规律。研究结论如下:(1)单轴压缩下不同细观特征机制砂混凝土呈现出同样的应力应变规律,可分为弹性阶段,屈服阶段和软化阶段。(2)机制砂圆润度越高,机制砂混凝土峰值应力越大,同时塑性承载能力越强,其整体力学性能越好。(3)机制砂混凝土模型声发射和能量演化可分为平静期,缓增期和活跃期3个时期;声发射事件带预示着试样内宏观裂纹的扩展路径;试样内部声发射事件数密集或高能量释放区域更容易产生张开型裂隙。     

混凝土单轴受压声发射频率特征试验研究

掌握混凝土的声发射频率特征对准确判定服役混凝土结构的可靠性具有重要意义。通过设计的试验,研究六种不同强度混凝土在单轴受压破坏过程中的声发射频率,得到混凝土不同龄期和强度频率特征的变化规律。研究表明:同一强度混凝土在不同龄期声发射的频率特征变化不同,不同强度的混凝土在相同龄期频率特征的变化规律具有相似性。     

突出煤体变形破坏声发射特征的综合分析

利用声发射事件率、振铃事件比和累计振铃数作为AE表征参数,进行单轴受压下突出煤样破坏全过程声发射试验。试验结果表明,不同轴向载荷的作用过程中,煤样声发射特征变化具有阶段性,根据全应力–应变曲线和声发射特征的变化规律均可分为5个阶段;因既反映声发射事件发生的频度又涉及事件的能量,声发射振铃事件比能更为准确地反映煤体变形破坏过程中声发射变化趋势,适合作为煤岩动力灾害预测的主要参数之一。弹塑性阶段是累计振铃数增长的主要阶段,累计振铃数达到AE累计振铃总数的35.35%;在接近峰值强度时,AE累计振铃数曲线趋于平缓,出现声发射相对平静期,即在其他岩石中存在的峰前相对平静期也存在于具有较多原始损伤的煤体之中,但损伤煤体的相对平静期更短,AE累计振铃数曲线突增和峰前相对平静期可作为煤样峰值破坏的征兆用于煤与瓦斯突出预测预报。     

大理岩卸围压破坏全过程的声发射及分形特征

采用极点对称模态分解方法对大理岩卸围压破坏的声发射数据进行去噪处理,分析大理岩卸围压变形破坏全过程的声发射变化特征。加载初期声发射振铃较小且增长缓慢,扩容点后声发射振铃计数率迅速增加。声发射时频变化呈现波动特征,峰值强度前频率出现突增,临近峰值强度时频率明显降低。利用关联维数方法计算大理岩卸围压破坏过程的声发射分形维数,声发射分形维数呈现阶段性变化,先增大后减小,在应力达到峰值强度的80%附近出现陡增,破坏时分形维数又出现大幅降低。频率变化特征与分形维的变化规律具有对应关系,声发射信号频率突然上升且分形维数陡增可认为是岩石破坏前兆。     

火灾后椭圆钢管混凝土界面黏结性能研究

近年来,椭圆钢管混凝土结构日益受到建筑师与结构工程人员的青睐,与传统的圆形和方形钢管混凝土柱相比,椭圆钢管混凝土柱具有流线型外观和较高的抗扭刚度,在高层和大跨等建筑结构中具有较广泛的应用前景。研究者已对圆形和方形钢管混凝土的火灾后界面黏结性能展开试验与理论研究,但尚缺少对椭圆钢管混凝土火灾后界面黏结性能的相关研究。文章采用弹簧单元模拟钢管-混凝土界面的滑移,建立可分析椭圆钢管混凝土火灾后界面性能的有限元模型,并与具有相同界面接触面积的圆形和方形钢管混凝土进行比较,深入分析椭圆、圆形和方形钢管混凝土的温度分布、火灾后界面黏结应力-滑移关系和火灾后黏结强度。最后,在建立的有限元模型基础上,对影响椭圆钢管混凝土火灾后黏结强度的重要参数进行分析,研究参数包括:目标温度(20℃、600℃和800℃)、恒高温时间(30min、90min、120min和180min)、混凝土强度(30MPa、40MPa、50MPa和60MPa)、截面周长(388mm、484mm、630mm和727mm)和纵横比(1.25、1.50、2.00和2.25),研究发现:混凝土强度和截面周长对椭圆钢管混凝土的火灾后界面黏结...     

钢管混凝土拱桥中钢管与混凝土相互作用问题

分析了剪切滑移和粘结脱空两种类型的作用对钢管拱受力及承载力方面的影响,论述了随着轴向压力增大的剪切滑移效应的变化规律,阐述了粘结对内力分配的影响及拱背脱空对钢管拱局部及整体受力的影响,从而较准确地分析了钢管与混凝土之间的相互作用问题。     

钢管混凝土结构的研究方向与应用

概述了钢管混凝土结构的基本原理和特点,介绍了当前钢管混凝土结构在结构形式、高性能材料的使用、节点性能、抗震性能、耐火性能方面的研究方向,并对钢管混凝土结构的应用与发展进行了总结。     

圆钢管再生混凝土界面黏结失效的推出试验研究

为研究圆钢管再生混凝土界面黏结的失效机理,以再生粗骨料取代率、混凝土强度等级及长径比为变化参数,设计了4组共15个圆钢管再生混凝土试件进行推出试验。通过试验获取了界面黏结的荷载 滑移曲线、黏结应变和黏结力分布规律。运用相关计算模型对圆钢管再生混凝土的黏结强度进行对比计算,回归得到圆钢管再生混凝土的黏结强度计算式。研究结果表明：加载端首先出现滑移,此后滑移发展至自由端;在加载初期和加载后期的圆钢管纵向应变分别呈负指数分布和线性分布;长径比较大试件的峰值荷载均大于长径比较小的试件;界面黏结损伤的发展随再生粗骨料取代率的增加而提前;界面埋置长度的增加有利于其黏结滑移能量耗散。     

矩形钢管混凝土短柱破坏过程的数值模拟

采用RFPA3D(Realistic Failure Process Analysis)软件对轴心受压的矩形钢管混凝土短柱进行了数值模拟。分析了极限承载力与钢管混凝土柱长度的关系以及混凝土截面面积对极限承载力的影响等问题。研究结果表明,钢管混凝土柱的极限承载力随着柱长度的增加而降低,随着截面面积的增加而增加。在钢管混凝土承载力方面,数值模拟结果与试验结果比较吻合。数值模拟的特色在于再现了核心混凝土的变形、损伤与破坏过程。数值模拟结果证明了RFPA3D软件模拟钢管混凝土结构的有效性,其模拟结果可为工程设计提供参考。     

钢管钢纤维混凝土结构的性能研究

根据现有钢管钢纤维混凝土的研究,对这种组合结构的轴心受压短柱、偏心受压长柱、均布荷载作用下的梁以及低周反复荷载作用下的长柱性能进行了介绍。钢纤维对钢管混凝土柱受压承载力的提高幅度不大,在钢管混凝土柱中掺入钢纤维的作用主要是提高钢管混凝土柱的延性,而不是提高其受压承载力;在钢管混凝土梁中掺入钢纤维,能改善梁受拉区的工作性能,从而提高梁的承载能力;钢纤维能提高钢管混凝土柱在水平低周反复荷载作用下的水平承载力及延性。     

钢管混凝土施工技术探讨

简单介绍了钢管混凝土结构的应用范围和特点,对其施工技术进行了探讨,分别阐述了钢管混凝土的节点构造,钢管的技术控制,混凝土的配合比要求及其浇筑、检测等内容,以期为今后钢管混凝土结构施工提供指导。     

钢管混凝土构件极限承载力分析

将钢管混凝土构件看成是钢管和混凝土两种元件组成的构件，通过二者的相互作用关系讨论，导出了在αfy〈54MPa的情况下，能适用于普通混凝土与高强混凝土的钢管混凝土构件的极限承载力计算公式。通过试验分析，其计算值与实测值吻合较好，从而避免了将核心混凝土分成普通和高强混凝土计算的麻烦，为钢管混凝土构件的设计提供了方便。     

方钢管混凝土粘结强度试验研究

为了研究方钢管混凝土柱的粘结滑移性能,进行了9个不同长细比、宽厚比的方钢管混凝土柱的推出试验。通过测量荷载、加载端和固定端的钢管与混凝土滑移,并根据试验结果得出了典型P-s曲线,分析了影响方钢管混凝土粘结强度的主要因素,可对方钢管混凝土粘结滑移性能的进一步试验研究和理论分析提供参考。     

中承式钢管混凝土拱桥稳定性分析

以某260m中承式钢管混凝土拱桥为实例,展示了该种结构稳定性分析的方法,并分析了该种结构稳定性的一些特征,计算结果表明,这种桥型的失稳问题主要发生在运营阶段,同时拱肋的刚度决定了结构的稳定性.