预制与后浇混凝土粘结后的动态劈拉性能

为研究预制与后浇混凝土粘结后混凝土试件的动态劈拉性能,采用74变截面分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,在不同应变率下,对粘结面粗糙度类型不同的试件进行了动态劈拉试验.结果表明:预制与后浇混凝土的动态劈拉强度和动态增大系数均表现出较强的应变率效应;预制与后浇混凝土的动态劈拉应力-应变曲线可分为弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段;混凝土试块出现了径向劈裂、径向与粘结面均劈裂这2种主要破坏形态;试件粘结面粗糙度越大,其动态劈拉应力-应变曲线中屈服台阶越明显,其动态劈拉强度也越大,表现出明显的延性特征.     

铅锌尾矿砂混凝土抗压强度及屏蔽性能试验研究

试验研究了铅锌尾矿砂对混凝土抗压强度及屏蔽性能的影响,为铅锌尾矿砂替代河砂配制混凝土提供一定依据。采用铅锌尾矿砂等体积替代河砂作为细骨料浇筑混凝土试件,铅锌尾矿砂的掺量分别为0、10%、20%、30%、40%、50%、60%,结果表明:在掺量为10%~40%时,铅锌尾矿砂混凝土的立方体28 d抗压强度较普通混凝土均有提升,其中掺量为20%时,强度提升最大,约为8.6%;当掺量为50%~60%时,铅锌尾矿砂混凝土的立方体28 d抗压强度较普通混凝土均有降低,且掺量越大,强度降低越多;尾矿砂中元素成分对混凝土的屏蔽效果有较大影响,不同批次的铅锌尾矿砂配制出来的混凝土屏蔽性能存在差异。     

珊瑚骨料混凝土动态压缩性能的试验研究

为探究珊瑚骨料混凝土在冲击荷载下的动态力学响应,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,建立了珊瑚骨料混凝土的动态应力-应变关系曲线,讨论了以珊瑚礁、砂为粗细骨料的混凝土动态强度增长因子、能耗密度、破损形态与应变率的关系,并与同强度等级的普通砂石混凝土进行对比分析.结果表明:珊瑚骨料混凝土的动态强度增长因子对应变率表现出更强的敏感性;2类混凝土的动态强度增长因子与应变率均呈对数函数关系,能耗密度与应变率呈线性关系;相同应变率条件下,珊瑚骨料混凝土由于骨料自身强度低、结构疏松且多内孔隙而使其能量吸收能力更强,表现出更好的抗冲击性能,但破碎程度稍大于普通砂石混凝土.     

尾矿砂塑性混凝土渗透性能的试验研究

以采矿产生的固体废弃物——尾矿砂的综合利用为研究背景,配制了以膨润土、不同尾矿砂砂率、不同水泥掺量为原料的塑性混凝土,并对尾矿砂塑性混凝土试件进行了冻融循环试验和渗透性能试验,研究了砂率、水泥掺量以及冻融循环次数对尾矿砂塑性混凝土渗透性能的影响,并得到了相对渗透系数随砂率、水泥掺量以及冻融循环次数的变化规律。研究结果表明,无论哪种水泥掺量,相对渗透系数均随着砂率的增加,呈现出U型的变化规律,U底的位置大约在砂率50%左右;随着水泥掺量的增加相对渗透系数逐步增大,其抗渗性能越来越好;随着冻融循环次数的增加,尾矿砂塑性混凝土的表面破损越来越严重,相对渗透系数逐步增大,其抗渗性能逐步降低。     

碳纤维混凝土动态压缩力学性能的试验研究

采用φ100mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了不同体积掺量(Vcf)的碳纤维混凝土(CFRC),在多个应变率条件下的动态压缩力学性能,得到了应力-应变曲线.结果表明,CFRC的强度随应变率的增加而近似呈线性增长,纤维体积掺量为O.3%碳纤维混凝土变形能力较好.分析了试件的加载波形图和应变率时程曲线,试验中近似恒应变率加载时间比例大于50.2%.在相同应变率范围内,CFRC的破坏程度与素混凝土相比较轻,说明碳纤维的加入增强了混凝土的抗冲击件能.     

不同应变速率下混凝土劈拉性能试验研究

对尺寸为φ150 mm×150 mm圆柱体混凝土试件在不同加载方式(轴向加载、径向加载)、不同应变速率(10~(-5),10~(-4),10~(-3),10~(-2)s~(-1))下进行劈拉试验。分析混凝土力学性能随应变速率变化的规律,结果表明:混凝土劈拉强度随着应变速率的增大而增大;径向加载时,混凝土的劈拉强度比轴向加载时混凝土的劈拉强度高;轴向加载时混凝土的劈拉强度对应变速率更为敏感,混凝土的动态劈拉强度与应变速率的对数呈近似线性关系;混凝土吸能能力随着应变速率的增大而增大;轴向加载时,混凝土的吸能能力对应变率更敏感;与理论对比分析,径向加载曲线拟合精度更高,更符合实际受力情况;通过试验验证,发现改进的Mazars模型能很好地描述混凝土劈拉本构关系。     

饱和混凝土劈拉试验动态特性研究

利用大型多功能动静力三轴仪进行了不同应变速率(10-5、10-4、10-3和10-2s-1)下,饱和混凝土劈拉试验,对其峰值应力、峰值应变、弹性模量、吸能能力等物理力学参数变化规律进行了研究,进而分析了饱和混凝土劈拉试验下的各力学参数率效应。从断裂力学角度,分析了饱和混凝土劈拉强度变化机理。基于对具有软化段的Mazars本构模型的改造,构建了饱和混凝土劈拉试验应力-应变全曲线方程。经验证,此模型能够较好吻合试验数据。     

纤维纳米混凝土劈拉性能试验研究

通过劈拉试验,测定了20组纤维纳米混凝土试块的劈拉强度和劈拉荷栽-横向变形曲线,探讨了钢纤维掺量及类型、纳米矿粉种类及掺量、混凝土强度对纤维纳米混凝土劈拉性能的影响。结果表明:随钢纤维掺量增加,纤维纳米混凝土劈拉性能明显提高;端钩型纤维更能有效地提高纤维纳米混凝土的劈拉性能,约束横向变形;随纳米SiO_2掺量增加,劈拉强度先升高后降低,韧性变化不显著;随纳米CaCO_3掺量增加,劈拉强度先升高后降低,韧性大致呈增长趋势;较高的混凝土基体强度有利于劈拉性能的提高;掺入适量的纤维和纳米矿粉,改善了混凝土的微细观结构,提高了混凝土自身的密实度,有效提高了混凝土的劈拉性能。     

高温作用后混凝土动态压缩力学性能的试验研究

采用φ100 mm分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)试验装置,分别对常温和经历200、400、600、800℃高温作用后的混凝土进行了冲击压缩试验,分析了高温和应变率对混凝土动态压缩力学性能的影响,并对其关系进行了拟合。结果表明:经历不同温度作用后的混凝土动态抗压强度、峰值应变以及比能量吸收都表现出较强的应变率效应。高温对混凝土动态力学性能影响显著,400℃是混凝土各项力学指标发生转折的温度:动态抗压强度、比能量吸收在400℃时回升至与常温接近,在400℃后又迅速下降;峰值应变在400℃以后增加明显,并随着应变率的提高而迅速增加。混凝土经400℃以上高温作用后,虽然强度损失严重,但在冲击荷载作用下,尤其是在较高应变率下,仍表现出良好的抗冲击韧性。     

云驾岭煤矿无烟煤的动态本构特性试验研究

利用大直径单轴分离式霍普金森压杆装置对云驾岭煤矿无烟煤进行了冲击压缩试验。试验发现云驾岭煤矿无烟煤的动态本构曲线总体上可以分为4个阶段：（1）初始非线性加载段；（2）塑性屈服段；（3）应变强化段；（4）最终的卸载破坏段。具有相应的初始弹性模量、屈服强度与极限强度3个特征参数，并且3个特征参数都随着应变率的增加而提高，但屈服强度与应变率的相关性最好。     

冻融循环作用下新老混凝土粘结的劈拉性能试验研究

采用新老混凝土粘结而制作的立方体试件,通过快速冻融试验,研究了冻融循环作用对新老混凝土粘结性能的影响。试验包括对已有的混凝土经历冻融循环作用后再与新混凝土粘结和新老混凝土粘结后再经历冻融循环两种情况,探索了冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型等因素对粘结面劈拉强度的影响规律,分析了冻融循环作用对新老混凝土粘结面的损伤机理,并对遭受冻融破坏的混凝土结构粘结修补提出了建议。     

掺有纤维的高强混凝土劈拉性能试验研究

通过63个100mm×100mm×100mm和63个150mm×150mm×150mm高强混凝土和钢纤维、聚丙烯纤维高强混凝土试件的劈拉试验,探讨了纤维体积率(纤维掺量)及纤维类型对高强混凝土劈拉强度和变形性能的影响,提出了不同类型的钢纤维对高强混凝土劈拉强度的增强系数和劈拉强度的计算公式。     

高强混凝土巴西圆盘动态劈裂试验

以圆形紫铜片作为波形整形器,利用直径100 mm的霍普金森压杆装置,研究了不同弹速冲击下高强混凝土平台巴西圆盘试件的动态拉伸强度,得到了高强混凝土在冲击作用下的劈裂强度、破坏模式和应力时程曲线。试验结果表明:随着冲击应变率的提高,高强混凝土试件的动态劈裂强度和破坏程度不断增大,具有显著的应变率敏感性。高速冲击荷载下的混凝土断面区较为光滑,裂缝直接穿过石子导致试样断裂。     

钨尾矿砂对超高性能混凝土性能的影响

研究了钨尾矿砂对超高性能混凝土(UHPC)工作性能、抗压和抗折强度、干燥收缩性能、抗氯离子渗透性能的影响,并结合压汞法和扫描电子显微镜等微观测试方法分析了钨尾矿砂的作用机理。结果表明:随着UHPC中钨尾矿砂对碳酸钙砂取代率的增加,UHPC的流动性降低,7 d和28 d的抗压和抗折强度提高。UHPC中钨尾矿砂取代率对UHPC前7 d的干燥收缩影响较小,14 d后UHPC的收缩随钨尾矿砂取代率的增加而降低,相比基准组,UHPC的收缩值最高减少了18%。钨尾矿砂能提高UHPC基体的密实度和匀质性,降低孔隙率,细化孔径,提高UHPC的抗氯离子渗透性能。     

玄武岩纤维增强地聚合物混凝土劈拉试验研究

为研究玄武岩纤维对地聚合物混凝土劈拉强度的增强效应,对地聚合物混凝土(geopolymer concrete, GPC)和玄武岩纤维增强地聚合物混凝土(basalt fiber reinforced geopolymer concrete, BFRGPC)进行了静态和动态劈拉试验,动态试验的应变率为2～17 s^-1。结果表明,玄武岩纤维对地聚合物混凝土的劈拉强度提升有限,GPC和BFRGPC的静态和动态劈拉强度相差不大,2种材料在劈拉荷载作用下均表现出脆性破坏特征,抗拉性能较差。在动荷载下,GPC和BFRGPC的劈拉强度均存在应变率效应,相似的应变率下,GPC和BFRGPC的动态强度增强因子(dynamic increase factor, DIF)差异不明显。     

碳纤维混凝土的动态损伤本构模型

采用Φ100mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置进行了碳纤维混凝土(CFRC)的冲击压缩实验,获得了CFRC在10～102 s-1应变率范围内的应力应变曲线,分析了CFRC的强度和破坏形态,建立了碳纤维混凝土非线性损伤粘弹性本构方程。结果表明:碳纤维对混凝土有良好的增强作用,具备优异的冲击力学性能;本构模型提供的理论曲线与试验曲线比较接近,可以较为准确地描述碳纤维混凝土的高应变率力学行为。     

复掺矿渣微粉与粉煤灰配制尾矿砂混凝土及其应用

分别以30％、40％、50％和60％的铁矿尾矿细砂取代天然砂,并复掺矿渣微粉和粉煤灰,配制了C20、C30和C40预拌混凝土,试验研究了混凝土和易性、强度和抗氯离子渗透性等性能.结果表明,以30％、40％和50％铁矿尾矿细砂取代天然砂的各强度等级混凝土和易性均能满足要求;在60％取代率时,混凝土和易性较差,但强度仍能满足要求;50％取代率时,混凝土抗氯离子渗透能力与基准混凝土相当.