石砌体结构理论研究与应用的现状

基于近年来对石砌体结构理论的研究，提出了石砌体强度计算理论公式，设计强度计算公式及抗震可靠度和模糊可靠度分析方法及其应用。     

约束石砌体承重结构的抗震可靠性分析

在我国产石地区,石砌体结构是一种传统的结构形式,具有独有的特色和极佳的特性,倍受人们的青睐。由于材料特性和施工原因,致使结构整体性差、抗震性能弱,震害严重。提出约束石砌墙体承重结构概念,分析其抗震性能,建立抗震抗剪强度验算公式,提出约束石砌体结构抗震能力的模糊安全准则及其可靠性验算方法。经实例应用,方法简易可行,公式概念清晰,符合现行设计理论;经约束后的石砌体结构抗震可靠度有较大提高,抗震性能显著改善;扩展了石结构的应用范围,可供其它砌体结构的抗震设计和加固等参考。     

基于Cohesive单元的石拱桥主拱圈二相数值模拟方法

为解决石砌体材料非均质的描述问题,提出一种基于Cohesive单元的石拱桥主拱圈两相数值模拟方法。视石砌体为两相材料(砌块和砌缝),采用实体单元模拟砌块并引入非线性本构描述其破坏行为,在相邻砌块间插入Cohesive单元考虑砌缝砂浆的剪切和拉伸破坏。通过室内试验与数值模拟对比验证方法的有效性及适用性,分析了砌缝抗剪摩擦系数μ、加载位置等敏感参数对拱桥承载力的影响。结果表明：基于Cohesive单元的石砌体两相数值模型,可以有效描述石砌体材料的非均匀性及石拱桥的破坏过程(尤其是砌缝剪切滑移破坏行为),可为石拱桥极限承载力评估提供重要信息,如荷载-位移曲线、破坏模式等。此外,研究结果还发现主拱圈破坏机制由拱的受弯、受剪特性决定,并与砌缝抗剪摩擦系数μ强相关。     

基于RVE单元的藏式古建石砌体均质化研究

在普通砖石砌体结构方面的均质化研究已经较为完善,而在构造、材料存在随机性的古建筑砌体结构方面的均质化研究相对欠缺。该文以有限尺度测试窗法为基础,提出了一种选择砌体结构代表性体积单元(RVE单元)的方法,并与试验和传统有限元模拟结果对比,验证了所提方法的可行性。在此基础上,该文进行了藏式古建石砌体结构RVE单元的选择,探讨了RVE单元的尺寸大小和所包含的组元分布对等效模量的影响,并基于所选RVE单元建立了藏式石砌体结构的均质化模型和整体式模型。结果表明:该选择方法适用于周期性和准周期性砌体结构,能选出与完整结构力学性能接近的RVE单元。随着RVE单元尺寸变大,其Voigt、Reuss等效模量会逐渐向完整结构的模量收敛,呈现先快后慢的变化趋势;组元分布的不同会改变等效模量的收敛程度,但在较大尺寸的RVE单元上,组元分布的影响将被体积造成的影响抵消。该文所建均质化模型能代替传统有限元模型进行局部结构的分析,并给出藏式古建石砌体结构的应力分布规律;所建整体模型能代替传统有限元模型,较为精确模拟结构整体的宏观变形。     

湖南轻型石拱桥的变迁

为解决石砌体材料非均质的描述问题,提出一种基于Cohesive单元的石拱桥主拱圈两相数值模拟方法。视石砌体为两相材料(砌块和砌缝),采用实体单元模拟砌块并引入非线性本构描述其破坏行为,在相邻砌块间插入Cohesive单元考虑砌缝砂浆的剪切和拉伸破坏。通过室内试验与数值模拟对比验证方法的有效性及适用性,分析了砌缝抗剪摩擦系数μ、加载位置等敏感参数对拱桥承载力的影响。结果表明：基于Cohesive单元的石砌体两相数值模型,可以有效描述石砌体材料的非均匀性及石拱桥的破坏过程(尤其是砌缝剪切滑移破坏行为),可为石拱桥极限承载力评估提供重要信息,如荷载-位移曲线、破坏模式等。此外,研究结果还发现主拱圈破坏机制由拱的受弯、受剪特性决定,并与砌缝抗剪摩擦系数μ强相关。     

外敷药包爆破拆除石砌除尘塔

采用外敷药包爆破方法拆除薄壁石砌体结构具有安全和经济的优点，其关键是装药量。通过一个实例分析阐述其装药量的计算方法。     

刍议桥梁工程结构裂缝机理与防护措施

当混凝土的裂缝宽度发展到一定程度时构件内的钢筋就会因混凝土开裂而锈蚀：对于砖石砌体结构,其抗拉强度小,结构脆性较大,裂缝荷载比较接近或几乎等于破坏荷载,当砖石砌体出现由于荷载引起的裂缝时,往往是砌体破坏的特征或前兆,应作及时分析和处理。     

碱激发碳酸钙镁类岩石灌浆材料的性能及其反应机理

本文研究了碱激发碳酸钙镁类岩石灌浆材料的性能和影响因素，结果表明：这种灌浆材料粘度小，流动性好，可实现单液灌浆，凝固时间在5－20小时可调节，稳定性好，渗透能力强，结石体强度和固砂强度达1－3MPa。液固比或水玻璃浓度、养护温度和湿度、石灰石颗粒细度、不同工艺路线是影响浆材性能的主要因素。还探讨了碱激发碳酸钙镁类岩石灌浆材料的反应机理。     

浅谈真空灌浆技术在中小型桥梁项目中的应用研究

真空灌浆技术对中小型桥梁工程项目也是必要的，中小型桥梁项目在应用真空灌浆技术时，应该合理选择成孔材料，控制浆体配合比，以便保证质量，提高效率。本文讨论了真空灌浆技术在中小型桥梁项目中的应用，并给出一些具体措施。     

藏式石砌体在剪-压复合作用下抗剪性能研究

为研究藏式石砌体抗剪性能,对4组共13个不同压力作用下的泥浆砌筑石墙试件进行双剪试验,分析藏式石砌体沿通缝抗剪强度和破坏机理,研究利用灰缝抗剪强度评估墙体整体抗剪性能的方法。试验结果表明,藏式石砌体灰缝受剪破坏为泥浆层自身变形与界面分离同步发展的延性破坏过程,最终达到完全的界面剪切滑移状态。通过对试验数据的统计回归提出藏式石砌体灰缝的抗剪强度计算公式,计算结果和试验值吻合程度较好。泥浆与水硬性砂浆的主要性能差别在于粘结强度和摩擦系数均较低。通过2种理论模型,分析了砌体灰缝抗剪强度与剪-压复合作用下抗剪强度表达式之间的关系,利用其他研究者的试验数据进行了验证。提出了基于双剪试验结果的藏式石砌体抗剪强度预测表达式,可供藏式石砌体抗剪性能研究参考。     

水压控制爆破拆除大型灌浆石砌水池

介绍了复杂环境下大型灌浆石砌水池的水压爆破拆除方案设计和爆破参数的选定,达到了预期的效果,池壁松胀解体、块度适中、震动小、无飞石、高效安全.     

基于RVE单元的石砌体有效模量计算方法EI北大核心CSCD

石砌体结构的力学性能研究已经取得一定的成果,但很少有研究考虑构造的随机性对石砌体结构性能产生的影响。该文基于代表性体积单元(RVE单元),针对几何构造具有一定随机性的石砌体,提出了一种有效模量计算方法,并与文献的试验和数值模拟结果对比,证明了所得有效模量的准确性。分别根据该方法和有限尺度测试窗法,对比分析了藏式古建石砌体的有效模量,并探讨了RVE单元尺寸大小对有效模量的影响。最后提出了一个基于所得有效模量建立砌体整体式模型的建模方法,并与传统分离式建模和基于有限尺度窗口法的整体式建模进行对比分析。研究结果表明:该方法与有限尺度测试窗法所得有效模量的数值大小和变化趋势相近,但该方法弥补了有限尺度测试窗法不能获得泊松比的缺陷;RVE单元尺寸的增大,使得其组元分布逐渐向完整结构的组元分布接近,导致大部分的Voigt、Reuss有效模量分量呈现先快后慢的收敛趋势;单元尺寸变化对厚度方向的轴向模量几乎没有影响,对其他面外的模量分量影响较小,对面内的模量分量影响较大;基于该方法所建整体式模型,可以在节约计算成本的同时,较为精确复制分离式模型的宏观变形。     

藏式石砌体受压应力-应变全曲线特征研究

为了研究藏式石砌体轴心受压下的变形特征和损伤机理,对2组共8个三石叠放的棱柱体试件进行了轴心受压试验。2组试件分别反映普通毛石砌筑风格和藏式风格。得到了试件的开裂及破坏形态、变形特征和受压全过程应力-应变曲线。试验结果表明,藏式石砌体具有阶段性变形和损伤特征,应力-应变曲线与其他类型砌体存在差异。根据试验现象和试验数据提出了藏式石砌体轴心受压的开裂前应力-应变曲线本构关系表达式,采用两段式二次多项式来表达。该表达式与实验结果吻合度较好。对试验的适用性进行了探讨,提出了对后续试验的建议。     

藏式石砌体受压应力-应变全曲线特征研究

石砌体结构的力学性能研究已经取得一定的成果,但很少有研究考虑构造的随机性对石砌体结构性能产生的影响。该文基于代表性体积单元(RVE单元),针对几何构造具有一定随机性的石砌体,提出了一种有效模量计算方法,并与文献的试验和数值模拟结果对比,证明了所得有效模量的准确性。分别根据该方法和有限尺度测试窗法,对比分析了藏式古建石砌体的有效模量,并探讨了RVE单元尺寸大小对有效模量的影响。最后提出了一个基于所得有效模量建立砌体整体式模型的建模方法,并与传统分离式建模和基于有限尺度窗口法的整体式建模进行对比分析。研究结果表明：该方法与有限尺度测试窗法所得有效模量的数值大小和变化趋势相近,但该方法弥补了有限尺度测试窗法不能获得泊松比的缺陷;RVE单元尺寸的增大,使得其组元分布逐渐向完整结构的组元分布接近,导致大部分的Voigt、Reuss有效模量分量呈现先快后慢的收敛趋势;单元尺寸变化对厚度方向的轴向模量几乎没有影响,对其他面外的模量分量影响较小,对面内的模量分量影响较大;基于该方法所建整体式模型,可以在节约计算成本的同时,较为精确复制分离式模型的宏观变形。     

氨基硅油改性环氧灌浆材料的形态与性能

采用氨基硅油与双酚A型环氧树脂反应，并以此制备了一种新型糠醛丙酮环氧灌浆材料。研究了不同氨基含量对改性环氧灌浆材料固结物形态和性能的影响。结果表明，氨基硅油在糠醛丙酮环氧基体中总体上呈现典型的“海-岛”结构，当氨基硅油含量为20%时，它与基体的相容性最好，微观上呈现一种条带结构，综合性能也最佳。     

碱激发碳酸钙镁类岩石灌浆材料的性能及其反应机理

本文研究了碱激发碳酸钙镁类岩石灌浆材料的性能和影响因素 ,结果表明 :这种灌浆材料粘度小 ,流动性好 ,可实现单液灌浆 ,凝固时间在 5～ 2 0小时可调节 ,稳定性好 ,渗透能力强 ,结石体强度和固砂强度达 1～ 3MPa。液固比或水玻璃浓度、养护温度和湿度、石灰岩颗粒细度、不同工艺路线是影响浆材性能的主要因素。还探讨了碱激发碳酸钙镁类岩石灌浆材料的反应机理。     

混凝土裂缝自动压力灌浆技术

ＹＪ自动压力灌浆器是一种可对混凝土结构的各种裂缝进行灌浆处理的新型工具，它轻巧、操作简便、，特别是在无电源、有障碍、高空等特殊工作面使用更显基方便。它和ＡＢ系列灌装树脂、封缝胶已通过实际应用证明，是混凝土结构裂缝处理十分有效的机具有材料。     

三峡升船机齿条及螺母柱间隙灌浆工艺试验

为了选择出合适的灌浆材料和灌浆工艺并模拟升船机齿条、螺母柱间隙灌浆的实际情况,分别进行了灌浆工艺试验与原型灌浆试验。灌浆工艺试验对比了3种国产灌浆材料和德国PAGEL灌浆材料,试验结果表明德国PAGEL灌浆材料物理性能指标和力学性能指标优于国产灌浆材料。在原型灌浆试验中,对灌浆设备选型、搅拌时间、模板密封、灌浆方式、灌浆流速参数控制等方面进行了试验研究,优选出适用于三峡升船机齿条、螺母柱接缝灌浆的材料和合适的灌浆工艺。以上试验效果明显,解决了灌浆密封难度大、易堵管等施工难题。     

CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆层缝隙灌浆材料的研制

根据我国高铁维修天窗要求,结合CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆层力学性能特点,以环氧树脂改性甲基丙烯酸甲酯为原料,开展砂浆层缝隙修复灌浆材料研究。采用甲基丙烯酸丁酯稀释,利用填料克服甲基丙烯酸酯类材料的体积收缩问题,制备能够满足CRTSⅠ型板式无砟轨道砂浆层缝隙修复的灌浆材料。结果表明:在5~35℃温度范围内,灌浆材料的黏度、粘接强度、抗压强度和弹性模量等力学数据稳定,黏度小于100mPa·s,粘接强度大于3.0MPa,弹性模量在100~300MPa之间。灌浆材料现场应用发现砂浆层病害问题得到解决,轨道结构数据明显改善。     

水利工程中岩石基础灌浆技术方案的优化

本文对岩石基础灌浆环节进行了分析，对灌浆环节的材料选择进行了探讨，通过对水利工程岩石基础灌浆模式的分析，以更好的实现水利工程基础体系的应用。