聚乙烯醇纤维对盐冻混凝土抗折强度的影响

通过聚乙烯醇纤维增强混凝土(PVA-FRC)试件和素混凝土试件28 d弯曲抗折试验和300次盐冻后弯曲抗折试验,考察盐冻对混凝土试件弯曲抗折强度的损伤和纤维对盐冻前后混凝土试件弯曲抗折强度的增强作用.设置了3种纤维体积掺量的PVA-FRC试件,并在纤维体积掺量为1.5％的基础上,分别以10％硅灰和20％粉煤灰替代等量水泥试图提高PVA-FRC试件盐冻前后抗折强度.结果表明,PVA-FRC试件盐冻前后抗折强度均大于素混凝土试件盐冻前后抗折强度,纤维体积掺量为1.5％的PVA-FRC试件盐冻前后增益比最大;PVA-FRC试件盐冻后抗折强度损伤量远小于素混凝土试件抗折强度损伤量,纤维体积掺量为1.5％的PVA-FRC试件损伤量最低;硅灰和粉煤灰的掺加没有提高PVA-FRC试件盐冻前后的抗折强度,也没能降低PVA-FRC试件盐冻后抗折强度损伤量.     

冻融条件下新老混凝土粘结后抗折性能

对经历0、10、20、30、40和50次冻融循环的混凝土试块进行抗折强度试验,分析新老混凝土外观特征、动弹性模量、质量损失率和抗折强度等参数与冻融循环次数之间的变化规律.结果表明:每间隔10次冻融循环后,新老混凝土试样的表观剥蚀逐渐加重,质量损失率初期略有降低、后期快速增长,试件的抗折强度和动弹性模量衰减较快;Ⅰ型和Ⅱ型粘结面试件抗折破坏主要集中粘结面处;Ⅲ型和Ⅳ型粘结面试件的破坏面从粘结面处逐渐向试件强度低的一侧转移.增加黏结面粗糙度,可以有效提高冻融环境下新老混凝土的抗折强度.     

不同胶凝材料的精细混凝土高温后力学性能

为了改善用于纤维编织网增强混凝土基体材料的精细混凝土的耐高温性能,该文进行了120个40mm×40mm×160mm棱柱体的高温后抗折强度试验和240个40mm×40mm×40mm立方体的高温后抗压强度试验。考察了不同胶凝材料对精细混凝土试件高温后力学性能的影响,包括外掺纳米材料以及以高铝水泥作为主要胶凝材料的影响。结果表明:体积掺量为1.5%和3.0%纳米Si O2气凝胶粉末未能改善精细混凝土的耐高温性能,质量掺量为5.0%纳米陶瓷粉在目标温度TR=800℃时使基体混凝土的抗压和抗折强度分别提高84.2%和120.9%。当TR=800℃时,采用高铝水泥作为主要胶凝材料的试件力学性能均比普通精细混凝土试件大幅提高;各组掺入活性粉末的高铝水泥混凝土试件在TR=800℃时,相对抗压和抗折强度均比未掺活性粉末时有所提高。     

不同柱截面尺寸全再生钢管混凝土框架抗震性能试验及抗侧刚度计算

为探究不同抗侧刚度全再生钢管混凝土框架抗震性能,进行了2榀不同柱截面尺寸全再生钢管混凝土框架的低周反复加载试验,观察了试件的破坏过程及形态,并获取其抗震性能指标。结果表明:全再生钢管混凝土框架滞回曲线饱满,当达峰值及破坏点时,其等效黏滞阻尼系数h_e明显大于钢筋混凝土及钢筋再生混凝土框架,表现出良好的弹塑性耗能性能;随着柱截面尺寸增加,试件承载能力、耗能性能及抗侧刚度均呈现出上升变化走势;随着加载位移增加,试件损伤程度逐渐增大,并且正向损伤程度要大于负向;正向加载时,试件损伤指标d随着柱截面尺寸增大而增大,而负向加载时,试件d随着柱截面尺寸增大而减小;最后,基于D值法计算模型及不同规程,对试件抗侧刚度的计算与试验值进行了比较。对全再生钢管混凝土框架,其在开裂荷载时的抗侧刚度可基于D值法计算模型,并按规程CECS的规定来进行计算。     

纤维混杂效应对混凝土复合材料的力学及耐久性能的影响

以研究混杂纤维增强混凝土复合材料的力学性能及耐久性能为出发点,利用碳纤维(CF)、钢纤维(UR)和玻璃纤维(SGF)3种纤维按照不同比例掺入混凝土中,制作了对比试件CF-1和混杂纤维混凝土试件CF-2、CF-3及CF-4.通过弯拉强度试验和弯曲韧性试验,分析了混杂纤维混凝土试件的抗折性能和抗弯性能;通过抗冻试验和抗渗试...     

预制与后浇混凝土粘结后的抗折性能分析

为保证装配式混凝土结构叠合面具有良好的粘结性能,对预制与后浇混凝土粘结后的抗折性能进行了研究,分析了不同后浇混凝土强度、粘结面粗糙度、温度及冷却方式对粘结后抗折性能的影响。结果表明:预制与后浇混凝土粘结后的抗折强度随着粘结面粗糙度的增加而显著增大,但随着温度的升高,粗糙度影响作用减小;提高后浇混凝土强度等级并不能有效增大预制与后浇混凝土粘结后的抗折强度,抗折强度随着温度的升高急剧下降,喷水冷却对试件的损伤要比自然冷却严重。     

环境湿度对玻璃纤维增强水泥力学性能的影响

通过开展在不同龄期、不同环境湿度下玻璃纤维增强水泥(GRC)试件的抗折强度、抗压强度试验和基体pH值测定,研究了环境湿度对掺加粉煤灰和硅灰等活性矿物掺合料的GRC试件力学性能的影响。结果表明:环境湿度对GRC试件的抗折强度有重要影响,相对湿度越大,随着龄期增加, GRC试件抗折强度降低越严重;在温度60℃、相对湿度95%条件下,经过56 d龄期后,掺有40%粉煤灰和10%硅灰的GRC试件抗折强度比未掺加粉煤灰和硅灰的GRC试件的抗折强度提高48.5%、抗压强度提高23.6%, GRC基体pH值降低6%。在相同的湿度条件下,掺有粉煤灰和硅灰试件的pH值在各个龄期都低于普通硅酸盐水泥试件,说明粉煤灰和硅灰的掺入能降低水泥水化液相的碱度,进而延缓了纤维受侵蚀的速度,显著改善了GRC试件的力学及耐久性能。通过对试验结果进行分析,利用MATLAB软件建立了GRC试件抗折强度和抗压强度与水泥砂浆基体pH值及时间的关系式。      

采用无缝试件确定混凝土岩石的断裂韧度

该文建立了由无缝试件确定混凝土和岩石断裂韧度的理论模型及其解析表达式。该模型考虑了混凝土骨料粒径与岩石颗粒尺寸的重要影响,仅需小尺寸无缝试件的峰值荷载,即可直接确定出无尺寸效应的混凝土与岩石的断裂韧度。进一步,进行了含不同裂缝长度的岩石试件的系列断裂试验,研究结果表明:基于该文模型由无缝试件确定的岩石断裂韧度,与采用含1 mm预制浅裂缝试件的确定结果相吻合,与基于回归分析方法由含不同长度预制裂缝试件确定的断裂韧度基本一致。同时,基于所提模型,对其他学者完成的岩石与混凝土无缝与含缝试件的试验成果进行了深入分析,验证了所提模型与方法的合理性及适用性。该文研究为由实验室小尺寸无缝试件确定混凝土与岩石无尺寸效应的断裂韧度提供了新思路。     

结构尺寸对方钢管混凝土短柱抗震性能影响的试验研究

为了研究在低周往复荷载作用下结构尺寸对方钢管混凝土短柱抗震性能的影响,对6根方钢管混凝土短柱开展了水平往复加载试验,分析了截面尺寸对柱破坏形态、滞回曲线、骨架曲线以及不同抗震性能指标(如刚度退化、耗能能力、延性等)的影响,阐明了不同截面尺寸对柱名义抗剪强度的影响规律和机制,研究结果表明：不同截面尺寸的试件破坏形态基本相同,表现为柱底部钢管鼓曲、核心混凝土被压碎的破坏形态;当截面尺寸由200 mm增至600 mm时,在不同加载方向上,方钢管混凝土短柱名义抗剪强度分别下降了63.1%(59.8%),表现出显著的尺寸效应;随着截面尺寸增大,相对名义刚度与平均耗能系数呈降低趋势;JIN等提出的考虑尺寸效应的抗剪强度公式计算值与试验值吻合良好,说明考虑尺寸效应的方钢管混凝土柱抗剪承载力计算公式能够较为准确的预测其抗剪承载力。     

自密实轻骨料混凝土的高温性能

为了保证自密实轻骨料混凝土(Self-compacting lightweight concrete,SCLC)在实际工程中的安全运用,本文分别对强度为C40和C50的自密实轻骨料混凝土试件进行了高温爆裂试验。通过测定混凝土试验前后的质量、超声波速、抗压强度和抗折强度,研究了自密实轻骨料混凝土的高温性能,并和同强度的普通混凝土、轻骨料混凝土和自密实混凝土的高温性能进行了对比。结果表明,自密实轻骨料混凝土比普通混凝土易爆裂,质量损失较大,但是高温后的超声波速和残余强度损失均小于普通混凝土。     

高温后玄武岩纤维混凝土冲击破碎分形特征

采用Ф100 mm分离式霍普金森压杆试验系统,对高温后素混凝土(Plain Concrete,PC)及玄武岩纤维混凝土(Basalt Fiber Reinforced Concrete,BFRC)在冲击荷载作用下破碎块度分布、破碎分维及能耗特性进行研究。结果表明,冲击破坏后试件破碎块度分布为统计意义的分形,温度及弹速的升高导致试件破碎程度及分维值总体增大;BFRC分维在常温及600℃~800℃时普遍小于PC,在200℃~400℃时随弹速提高较PC先减小后增大,纤维掺量为0.2%时BFRC分维相对较大;同一温度下试件能耗密度随分维的增大而增大,相同能耗密度下分维随温度的升高而增大;BFRC分维随弹速的变化有两个临界速度特征点:起裂临界及粉碎临界弹速,在此弹速范围内,试件破碎分形演化特征明显,分维随弹速提高显著增大,且临界弹速随温度的升高逐渐下降。     

混凝土单轴拉伸的应变软化行为及描述

本文将试件和试验机置于一个系统中，对混凝土单轴拉伸试验的稳定性条件进行了分析并得到了单轴拉伸应变软件条件下部分的稳定平衡路径，结果表明，软化曲线的形状不仅与材料性质有关，还与试验机刚度和试件尺寸有关，此时不应将混凝土的软化性质单纯视为材料特性，在不同的软化阶段，应采用不同的模型表达，本文还将理论曲线与试验结果进行了比较，在软化段初上降部分模型结果与实验曲线符合较好。     

超疏水沥青混凝土抗凝冰性能及评价

引入超疏水设计理念,制备了具有超疏水抗凝冰性能的沥青混凝土试件。通过模拟试验和理论分析相结合,开展了超疏水沥青混凝土抗凝冰性能研究,测定了普通试件及超疏水试件抗凝冰性能差异,分析了不同工况下超疏水沥青混凝土试件的抗凝冰性能。通过接触角测定及表面能计算,评价了超疏水沥青混凝土的防冰、疏冰性能。结果表明,超疏水沥青混凝土可有效促进液滴滚落,滚落率高达80%。通过自行设计的落锤冲击试验间接测定了超疏水沥青混凝土试件的"冰-路"附着力,仅为普通沥青混凝土试件的38.5%。基于不同工况,降雪环境下超疏水沥青混凝土试件冰的残留率最低。接触角试验和表面能计算表明,超疏水沥青混凝土的表面能为1.97mJ/m2,仅为普通沥青混凝土的5.1%,体现了良好的抗凝冰性能。     

混凝土劈裂抗拉强度和弯曲抗压强度尺寸效应的细观数值分析

混凝土作为非均质材料,其材料性能存在随试件几何尺寸变化的尺寸效应。该文在细观层次上将混凝土看作由粗骨料、砂浆和二者界面过渡区组成的三相复合材料,采用刚体弹簧元数值方法模拟了混凝土的劈裂抗拉强度和弯曲抗压强度的尺寸效应,并与已有的试验结果进行了对比验证。结果表明:劈裂加载的试件破坏形态和劈裂抗拉强度与试验结果均具有良好的一致性,并且小尺寸试件所表现出的尺寸效应要明显于大尺寸试件;对不同尺寸四点弯曲钢筋混凝土梁开展细观数值分析得到跨中截面混凝土的弯曲抗压强度,随着梁有效高度的增加,名义弯曲抗压强度整体上呈现降低的趋势,但当梁有效高度大于240mm时趋于稳定。     

钢-混凝土组合梁抗剪研究中的塑性分析方法

为了研究钢－混凝土组合梁正弯矩区的组合抗剪性能，本文对16根密实截面钢－混凝土组合梁的组合抗剪性能进行了试验研究。在试验研究中，为了分离组合梁各抗剪部分承担的剪力，需要计算钢梁腹板所承担的剪力。本文介绍一个钢梁腹板在塑性流动阶段的剪应力计算方法，并且该方法还能判断钢材是否进入强化阶段。为了验证这一方法的正确性，作者还进行了2个纯钢梁试件的抗剪试验，试验结果与计算值吻合良好。     

红石填充墙钢筋混凝土框架结构抗侧性能有限元非线性分析

本文用有限元对红石填充墙钢筋混凝土框架结构在单向水平荷载作用下的结构性能进行了非线性分析，计算结果两榀大尺寸模型试件结构试验吻合较好，结合试验研究和有限元分析，对红石填充墙钢筋混凝土框架结构的抗侧性能作出评价。     

低热水泥全级配混凝土断裂试验及尺寸效应分析

该文分析了低热水泥全级配混凝土断裂性能的尺寸效应规律。通过在大坝工程施工现场浇筑成型试件有效高度为0.75 m、1.5 m和2.25 m的楔入劈拉试件并开展试验,获得低热水泥全级配混凝土稳定的双K断裂参数。基于试验结果,采用理论方法推求全级配混凝土无尺寸效应的失稳和起裂韧度,预测任意尺寸试件的最大和起裂水平荷载。研究发现,当韧带高度与骨料最大粒径比值大于等于6.0后,双K断裂参数趋于稳定。尺寸效应模型及其演化形式可用于确定全级配混凝土无尺寸效应的起裂和失稳断裂韧度,定量分析强度与韧度对裂缝扩展的影响,并可通过引入等效几何参数,分别建立任意尺寸试件最大和起裂水平荷载的预测方程。     

加气混凝土断裂能测定的尺寸效应

在加气混凝土断裂参数的研究及实际工程应用中，尺寸效应是很受关注的。在本研究过程中，采用了ＲＩＬＥＭ推荐的试件，研究了试件尺寸（厚度及断裂韧带高度）对加气混凝土断裂能测定的影响。研究表明，对于试验中采用的加气混凝土而言，当试件厚度大于２００ｍｍ及韧带高度大于１３０ｍｍ时，尺寸效应可基本忽略不计。该尺寸在实验室中是可以满足的。     

石墨原矿导电混凝土的制备与性能研究

选取石墨、石墨原矿以及石墨尾矿为导电相材料制备导电混凝土，首先对石墨原矿混凝土基于正交试验进行配合比设计。试验结果表明，影响石墨原矿混凝土抗压、抗折强度以及电阻率的各因素主次顺序均为：石墨原矿掺量>水灰比>砂率>减水剂掺量，并得出最优配合比为水灰比0.52,砂率0.38,减水剂掺量1.4%。然后，对不同配合比的石墨、石墨原矿以及石墨尾矿混凝土进行抗压、抗折和电阻率试验。结果表明，3种混凝土抗压、抗折以及电阻率分别随着石墨类材料掺量的增加而降低，三者混凝土的电阻率均满足导电混凝土工程要求，当石墨原矿掺量为15%时，混凝土电阻率为10 950Ω·m可作防静电混凝土应用于工业防静电，电力设备接地等工程当中。     

附设粘滞阻尼器的混凝土仿古建筑梁-柱节点恢复力模型试验研究

为了研究附设粘滞阻尼器的混凝土仿古建筑梁柱节点的恢复力模型,设计制作了4个试件,进行了快速动力加载试验,对试件的受力过程和破坏形态进行观察和记录。基于对试件在受力过程中表现出的典型特征的研究,并考虑加载动力效应,提出了试验试件的四折线骨架曲线模型及恢复力模型,并将其与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:试件的从开始加载到最终发生破坏可分成开裂、屈服、极限、破坏4个阶段。试件从屈服阶段开始,随着加载的进行产生了明显的加载和卸载刚度退化及卸载残余变形;提出了四折线骨架曲线模型,其结果与试验结果的骨架曲线吻合度较高;并采用所提出的四折线恢复力模型计算得到了滞回曲线,将其变化趋势与试验滞回曲线的进行对比可以发现二者具有较高相似度,该模型可以较好地描述附设粘滞阻尼器的混凝土仿古建筑梁柱节点的滞回性能。