循环荷载作用下气泡轻质土动强度及预测模型

气泡轻质土为新型回填材料,可能受交通荷载和机器振动等动荷载作用。目前关于动荷载对气泡轻质土强度的影响缺乏统一认识,易造成设计不合理。开展循环荷载作用下气泡轻质土无侧限抗压强度试验,探讨密度、振动频率和循环次数对气泡轻质土动强度的影响。研究结果表明,气泡轻质土在循环荷载作用下动强度明显低于静强度,这可能因为其内部结构在动荷载作用下更易发生破坏。采用基于人工神经网络的机器学习方法建立气泡轻质土动强度预测模型,经模型训练后,预测值与试验数据达到良好的一致性。     

抗裂早强气泡混合轻质土的制备与应用研究

本文结合福州地铁2号线水部站二期便道交通疏解工程的实践,通过配合比优化试验,探讨了稳泡剂、纤维及早强剂对气泡混合轻质土吸水率、料浆沉降、干燥收缩及抗压强度的影响。试验结果表明羟乙基纤维素掺量为0.30kg/m3、纤维掺量0.9 kg/m3及早强剂掺量4.1kg/m3时,气泡混合轻质土具有良好的综合性能,解决了气泡混合轻质土在抗裂、早强等方面的技术难题。     

混杂纤维混凝土抗弯冲击性能

研究了掺加异型塑钢纤维、钢纤维以及这两种纤维混杂的混凝土梁的抗弯冲击性能。测定了在不同纤维掺量下混凝土梁的初裂冲击次数、破坏冲击次数以及冲击能。试验结果表明:混掺纤维比单掺纤维显著提高了混凝土的冲击能和延性,但对初裂性能影响不大。     

冻融环境下塑钢纤维对轻骨料混凝土韧性影响研究

为了研究0,50,100,150次冻融循环作用后,塑钢纤维掺量对轻骨料混凝土弯曲韧性、冲击韧性的影响规律,对塑钢纤维掺量分别为0,3,6,9kg/m~3的高强轻骨料混凝土分别进行弯曲韧性试验和抗冲击性能试验,实测了轻骨料混凝土的荷载-挠度关系、初裂冲击次数、破坏冲击次数,并计算了初裂耗能和破坏耗能。结果表明:冻融环境下,掺入塑钢纤维能显著提高轻骨料凝土弯曲韧性及抗冲击性能;冻融150次后,塑钢纤维掺量为9kg/m~3轻骨料混凝土的累积耗能为素轻骨料混凝土的115倍。     

轻质土的原材料及强度特性试验研究

气泡混合轻质土的性能主要受发泡剂以及原料土掺入量的影响,本文通过室内试验找到了发泡剂和原料土的合理掺入量,并通过对试验结果的综合分析,探讨了气泡混合轻质土强度指标随气泡和原料土的掺入量变化的规律。     

聚丙烯纤维高性能混凝土抗冲击性能研究

为了更加科学合理地对高性能混凝土的抗冲击性能进行评价,研究聚丙烯纤维混凝土抗冲击性能,将标准立方体抗压试件切割成厚度为30、40、50 mm的混凝土板,利用自制的落锤冲击试验装置,得到了聚丙烯纤维高性能混凝土板在1.2 kg钢球作用下的初裂次数和终裂次数,并测量了试件遭受冲击荷载后的裂缝长度、宽度和深度,最后对试验结果进行了研究和回归分析。结果表明,聚丙烯纤维能够增强混凝土的冲击韧性,高性能混凝土的抗裂能力与试样厚度和聚丙烯纤维掺量均呈一次线性正相关关系,试样厚度的增加能够显著改善高性能混凝土的抗初裂能力和抗冲击强度保留率。     

煤沥青碳纤维增强混凝土的性能研究

本文对煤沥青碳纤维增强混凝土的抗弯冲击性能和轴拉性能进行了试验研究。随着纤维掺量的增加,混凝土冲击性能显著提高,纤维体积掺量为0.076%时,改性煤沥青碳纤维混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数分别比素混凝土提高1458%、1462%;当掺量大于0.076%时,冲击韧性不再明显提高。当纤维体积掺量为0.1%时,纤维混凝土的抗拉强度比基准混凝土提高11%,极限拉伸应变提高24%,断裂能提高47.8%。试验证明,碳纤维具有良好的阻裂性能,可增强硬化混凝土的抗裂性能。     

基于加速应力试验方法的气泡混合轻质土使用寿命估计研究

基于加速应力试验方法,借助概率统计理论分析了以水泥、水和气泡群为组成材料的气泡混合轻质土疲劳寿命的特点及其分布,建立了气泡混合轻质土的线性化疲劳方程,预测了气泡混合轻质土在正常车辆荷载作用下的使用寿命。研究结论表明:通过不同加速应力下疲劳寿命的平均值、标准差和变异系数3个指标判别,同一应力下的气泡混合轻质土的疲劳寿命离散性较小,离散程度随着加速应力的增大而增大;基于加速应力试验结果线性回归分析,证明气泡混合轻质土疲劳寿命服从对数正态分布;建立了气泡混合轻质土的疲劳寿命方程,表明疲劳寿命的对数是加速应力的递减函数;估计了正常车辆荷载作用下气泡混合轻质土的平均使用寿命约为73 a。     

掺加聚丙烯纤维对路面混凝土抗冲击韧性的影响

水泥混凝土是一种典型的脆性材料,如何改善承受车辆动荷载作用下的水泥混凝土路面板结构的抗冲击性能,是改善水泥混凝土路面使用性能的关键问题之一。参照美国混凝土协会混凝土抗冲击韧性试验方法,自制落锤冲击试验装置,在混凝土中掺加不同掺量的聚丙烯纤维,在满足工作性能的条件下,成型制作掺量不同的聚丙烯纤维混凝土进行冲击试验。采用初裂次数、终裂次数等指标对聚丙烯纤维混凝土的抗冲击韧性进行评定,并与基准混凝土试验结果进行对比。结果表明：当纤维掺量由0、0.6 kg/m3、0.9 kg/m3增加到1.2 kg/m3时,其抗冲击韧性最大增长4.3倍。聚丙烯纤维大大提高混凝土抗冲击韧性的特性,对于承受动荷载的路面结构是非常有利的。     

纳米粒子和钢纤维增强混凝土抗冲击性能研究

通过落锤冲击试验,得到了纳米粒子和钢纤维增强混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差,并以这3个参数作为评价指标,研究纳米SiO₂粒子和钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明,在一定掺量范围内,随着纳米SiO₂掺量的增加,混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差呈现先增大后减小的趋势,当纳米SiO₂掺量为2%时,混凝土的抗冲击性能表现最好。在本文试验钢纤维掺量范围内,随着钢纤维掺量的增加,混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差先增大后减小,当钢纤维掺量为2%时,混凝土的抗冲击性能表现最为优越。掺纳米SiO₂的混凝土在冲击破坏时仍表现为脆性破坏,而钢纤维的掺加使混凝土在破坏时表现出了一定的韧性。本文试验所得到的混凝土抗冲击性能规律为纳米SiO₂粒子和钢纤维增强混凝土的应用提供了参考。     

玄武岩纤维混凝土的抗弯冲击性能

为了研究玄武岩纤维对混凝土抗弯冲击性能的影响,对玄武岩纤维混凝土及素混凝土梁试件进行了系统的抗弯冲击性能试验.结果表明:玄武岩纤维混凝土B3(纤维掺量为2.8 kg·m-3)的初裂冲击次数比B2(纤维掺量为2.1 kg·m-3)、B1(纤维掺量为1.7 kg·m-3)分别提高了62%和95%;玄武岩纤维混凝土B2的初裂冲击次数比B1提高了21%,玄武岩纤维混凝土B3的破坏冲击次数比B2、B1分别提高了59%和90%,玄武岩纤维混凝土B2的破坏冲击次数比B1提高了19%;纤维掺量由B2提高到B3时,对改善混凝土抗弯冲击性能效果十分显著;玄武岩纤维在合理掺量下可以显著改善混凝土的抗弯冲击性能.     

基于对数正态分布的PVA-FRCC冲击失效概率分析

对纤维体积掺量为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)圆饼试件进行了自由落锤冲击试验,应用对数正态分布对试件的冲击失效概率进行了分析。结果表明,在相同失效概率时,PVA-FRCC试件初裂冲击次数与终裂冲击次数随着PVA纤维体积掺量的增大而增大;在相同PVA纤维体积掺量时,试件初裂冲击次数与终裂冲击次数随着失效概率的增大而增多;相同失效概率时,试件终裂冲击次数明显多于初裂冲击次数。对数正态分布可较好地分析PVA-FRCC的冲击失效概率。     

废橡胶粉水泥混凝土抗冲击性能试验研究

为了研究混凝土掺加废橡胶粉后的抗冲击韧性,将10、20、30、60目四种粒径的废橡胶粉分别替代水泥质量的5%、10%、15%掺加到混凝土中,利用自制的落锤冲击试验装置,对标准抗压试件切割成的60 mm混凝土板进行了冲击试验,得到了废橡胶粉混凝土在1.2 kg钢球的冲击作用下的初裂次数和终裂次数,最后采用威布尔分布对初裂次数和终裂次数进行了回归分析。结果表明,废橡胶粉粒掺量越高、粒径越小,混凝土的抗冲击能力越强,双参数的威布尔分布适用于对废橡胶粉水泥混凝土的初裂冲击次数N1和终裂冲击次数N2进行统计分析,ln[ln(1/P(N))]和ln(N)呈一次线性回归关系。     

发泡剂对赤泥轻质免烧砖性能的影响

以赤泥、粉煤灰、水泥为主要原料,掺加一定量的激发剂和发泡剂,制备了赤泥轻质免烧砖。研究了发泡剂掺量对赤泥轻质免烧砖性能的影响。利用扫描电子显微镜对赤泥轻质免烧砖破坏断口进行了微观形貌分析。结果表明,当发泡剂掺量为10ml时,制得的试样性能较好,其密度、抗折强度、抗压强度分别为423kg／m3．049MPa和1.87MPa。     

高性能仿钢纤维增强混凝土的抗弯韧性研究

本文作者选用3种不同规格的高性能仿钢纤维,研究了不同掺量高性能仿钢纤维混凝土的抗弯韧性,以及不同纤维掺量对不同强度混凝土性能的影响规律.结果表明,仿钢纤维能显著提高混凝土的抗冲击韧性:随着纤维掺量的提高,单掺或混掺纤维混凝土梁的抗弯冲击初裂次数和破坏次数逐渐增加;混杂纤维混凝土的初裂和破坏次数随基体强度的增加而增加;单掺0.5mm纤维的混凝土延性指数较大,混掺纤维试件的延性指数随纤维掺量的提高而显著增加.     

基于Weibull分布的超短微丝钢纤维增强混凝土冲击寿命分析

为了研究超短微丝钢纤维增强混凝土的抗冲击性能,采用改进的落锤冲击试验装置,对24块直径150 mm,厚度63 mm的圆饼形试块进行了冲击试验,对比分析了超短微丝钢纤维混凝土的冲击破坏形态、钢纤维体积掺量对超短微丝钢纤维混凝土冲击性能的影响和增强机理。同时,基于Weibull分布理论对纤维掺量的超短微丝钢纤维混凝土初裂和终裂冲击次数进行了拟合分析和寿命估计。结果表明：超短微丝钢纤维掺量从0.8%增加到1.2%能提高纤维混凝土抗冲击性能;两参数Weibull分布能较好的描述超短微丝钢纤维混凝土抗冲击次数的分布规律;在不同的失效概率下,超短微丝钢纤维混凝土的冲击寿命估计值与试验所得结果的增长趋势性基本保持一致。     

钢纤维轻骨料混凝土力学性能正交试验研究

在轻骨料混凝土中掺入钢纤维,配制钢纤维轻骨料混凝土。采用四因素、三水平的正交试验设计方法,研究了钢纤维掺量、粗骨料类型和粉煤灰替代率三种不同试验因素对轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冲击性能的影响。研究结果表明:粉煤灰替代率是影响轻骨料混凝土抗压强度的主要因素;粉煤灰替代率和钢纤维掺量是影响轻骨料混凝土劈裂抗拉强度的主要因素;钢纤维掺量变化、粗骨料类型和粉煤灰替代率三种因素对轻骨料混凝土抗初裂冲击次数影响不显著;钢纤维掺量变化是影响轻骨料混凝土抗终裂冲击次数的主要因素。     

偏高岭土对路基填料泡沫轻质土性能的影响研究

泡沫轻质土作为一种新型的轻质填料,目前被广泛用于软土地基处理、道路加宽与桥台台背回填等方面。为了改善泡沫轻质土的性能,采用偏高岭土等量取代水泥,通过正交试验提出了偏高岭土泡沫轻质土最优配合比,并通过试验探讨了不同胶凝材料用量、偏高岭土掺量以及水胶比对轻质土抗压强度的影响规律,进一步对其干缩、干湿循环、抗冻性能及微观形貌进行了试验研究,最后确定了其初步最佳配合比。结果表明:泡沫轻质土抗压强度影响因素的显著性大小为:偏高岭土掺量胶凝材料用量水胶比;随水胶比的增大,其各龄期干缩率减小,而其干湿循环及冻融循环后的抗压强度损失率逐渐减小;随偏高岭土掺量增加,其各龄期干缩率先减小后增大,当其掺量为20%时干缩率最小,而其干湿循环及冻融循环后的抗压强度损失率逐渐增大;综合各性能得到偏高岭土泡沫轻质土最佳配合比为:水泥∶偏高岭土∶发泡剂∶水=1∶0.25∶0.025∶0.69。随着偏高岭土掺量的增加,试件内部偏高岭土易发生团聚、大气泡数量增加,导致结构密实度较差,不利于强度的发展。     

泡沫塑料混合轻质土在循环荷载下的力学性质

泡沫塑料混合轻质土是一种性质优良的轻质土,能够有效提高路基稳定性,减小路基的沉降。材料在道路循环荷载下的强度低于静力强度,以静力强度作为设计参数偏于危险。通过室内试验研究了循环荷载下泡沫塑料混合轻质土的力学性质,发现在循环荷载下泡沫塑料混合轻质土的应力应变关系有稳定型和破坏型两种,临界加载比建议取0.75,即在循环荷载下的强度宜取为无侧限抗压强度的0.75倍;破坏应变大于一次加载的情况,且随加载比的增加而减小;回弹曲线和再压缩曲线斜率相近,而且随循环次数的增加基本不变。     

聚烯烃粗纤维混凝土梁的抗弯冲击特性研究

试验研究了聚烯烃粗纤维掺量、基体强度、纤维直径等因素对纤维混凝土梁抗弯冲击性能的影响规律。结果表明,粗合成纤维对混凝土抗冲击性能有显著的增强效果,混凝土由脆性破坏变为良好的延性破坏。随着纤维掺量的增加,纤维混凝土梁的初裂冲击次数和破坏冲击次数一直增加。与直径1mm的纤维相比,混杂纤维能有效提高试件的抗冲击性能,发挥不同纤维的作用,但均低于单掺直径0.5mm和0.8mm纤维的试件。单掺0.5mm纤维的试件,延性指数较大;单掺0.8mm纤维的试件,延性指数最低。混掺纤维试件的延性指数随纤维掺量的增加有较明显的增大。