钢纤维高强混凝土的劈拉及剪切变形性能

通过钢纤维高强混凝土的劈拉和剪切性能试验,分析钢纤维对高强混凝土劈拉和剪切变形性能的影响。结果表明,钢纤维的加入有效地改善了高强混凝土的劈拉和剪切变形性能。劈拉荷载作用下,钢纤维高强混凝土的劈拉变形能力随钢纤维体积率的增大而提高;剪切荷载作用下,钢纤维高强混凝土的初裂和破坏变形均随着钢纤维体积率的增大而增大,当钢纤维体积率为2.0%时,钢纤维高强混凝土的初裂变形较相应的普通高强混凝土提高了42%~65%,剪切韧性提高了4~5倍。此外,研究表明钢纤维类型对高强混凝土劈拉及剪切荷载作用下的变形性能具有不同程度的影响。     

有侧压混凝土的变速率劈拉强度试验及其破坏准则研究

本文报告了利用大型混凝土静、动三轴试验系统，进行64块普通混凝土试块在4种侧应力等级和4个数量级加载速率的混凝土劈拉试验的结果。系统地探讨了有侧应力作用时，混凝土在不同加载速率下的劈拉强度规律。在此基础上，建立了考虑不同侧应力和加载速率的破坏准则。为地震区的混凝土结构、海上混凝土采油平台、混凝土桩和核安全壳等结构受动态压/拉组合荷载作用的动态分析奠定了可靠的基础。     

三级配混凝土劈拉强度二维细观数值模拟

为从细观结构上研究混凝土劈裂抗拉强度,通过自编程序建立混凝土细观模型,采用混凝土损伤塑性模型描述细观各相材料的损伤演化。利用有限元技术数值模拟三级配混凝土试件的细观损伤断裂和劈裂抗拉强度,探讨了不同骨料分布、骨料形状、垫条宽度及界面厚度对劈裂抗拉强度的影响。结果表明:不同骨料分布和骨料形状对劈拉极限强度略有影响,但数值模拟结果均在试验统计范围内,且与文献资料中给定的试验结果相符。按照现行试验规程选取垫条宽度时,可以有效地缓解加载部位应力集中现象,使劈拉强度接近真实混凝土强度。骨料粘结界面厚度越小,混凝土劈拉极限强度越高。     

第二龄期老混凝土与新混凝土粘结劈拉强度研究

实际工程混凝土浇筑意外中断时有发生,恢复浇筑新混凝土时,中断前的老混凝土很多处于第二龄期。为提高第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能,通过采用不同水灰比水泥净浆和不同掺量粉煤灰水泥浆界面剂,研究不同水泥第二龄期老混凝土与新老混凝土7 d和28 d粘结劈拉强度的变化规律。结果表明:三种水泥混凝土粘结劈拉强度均随水泥净浆界面剂水灰比的增大而减小;水泥净浆(使用水泥为普通硅酸盐水泥)界面剂对普通硅酸盐水泥的粘结效果最好,次之为矿渣硅酸盐水泥,最差为复合硅酸盐水泥。界面剂中掺加粉煤灰可在一定程度上改善第二龄期老混凝土与新混凝土的粘结性能。     

含空洞缺陷混凝土试件楔入劈拉性能分析

为研究空洞缺陷对混凝土楔入劈拉性能的影响,将空洞缺陷等效为相应纵向截面高度的损失量,并推导了含空洞缺陷混凝土楔入劈拉断裂参数的计算式,同时利用改进型测试装置进行了8组共32个试件的楔入劈拉性能试验,分析研究了空洞尺寸及其位置变化对试件楔入劈拉性能的影响规律。结果表明,起裂荷载、失稳荷载、起裂张口位移和失稳张口位移都随着空洞尺寸增大(直径0~120 mm)而降低,降幅分别为43.59%,23.75%,39.85%,54.50%;空洞缺陷对混凝土的起裂韧度影响较小,但却会明显降低混凝土失稳韧度,随着空洞尺寸增大,其降幅达到46.20%;空洞位置对混凝土断裂特性的影响跟裂纹扩展路径相关,当裂纹经过空洞时会降低相关参数,当其远离空洞区域时,则影响较小。     

有侧压混凝土动态劈拉力学性能试验研究

为模拟混凝土结构在地震等动态荷载作用下的真实应力状态,进行不同侧压力下的混凝土动态劈拉试验。对混凝土劈拉强度、峰值应变、弹性模量等力学性能与应变速率、侧压力之间的变化规律展开深入的分析,并基于统计分布理论改进了Mazars劈拉本构模型。研究结果表明,侧压力作用下混凝土劈拉受荷的力学性能仍具有率效应,应变速率和侧压力的增大均会引起混凝土劈拉强度与劈拉弹性模量的提高,混凝土动态峰值应变会随侧压力增大呈现出先减小后增大的变化规律。改进后的本构模型对不同侧压力下的混凝土动态劈拉应力-应变曲线拟合效果都很好,其中上升段拟合参数c值受应变速率与侧压力的双重影响,而下降段拟合参数A_T和B_T值则主要由试验条件决定。与其他学者的数据进行拟合比较,可以发现该模型具有很好的适用性。     

矿渣聚丙烯纤维混凝土抗劈拉性能试验研究

聚丙烯纤维和磨细粒化高炉矿渣对混凝土抗劈拉性能有一定程度的影响,为此,有必要研究聚丙烯纤维和矿渣的掺入量及其对混凝土抗劈拉性能的作用机理。将不同掺入量的聚丙烯纤维和不同含量的磨细粒化高炉矿渣掺入混凝土中,制成63个100 mm×200 mm的圆柱体试样,按照ASTMC496-04标准进行抗劈拉试验,并通过SEM对微观结构进行观测。研究表明,掺入不超过0.6%的聚丙烯纤维的混凝土其抗劈拉强度较大,当矿渣替代水泥不超过55%时,抗劈拉强度比不掺矿渣的试样高,SEM照片从微观结构方面揭示了强化作用机理。适量聚丙烯纤维的掺入提高了混凝土抗劈拉强度,适量矿渣的掺入也提高了混凝土抗劈拉强度,聚丙烯纤维和矿渣复合效应显著。     

钢纤维混凝土强度性能及配合比设计参数选择

本文根据有关的强度试验资料，分析了各参数对钢纤维混凝土力学性能的影响规律，讨论了钢纤维混凝土配合比设计中应注意的问题，提出了配合比参数的选择范围。     

水工混凝土抗劈拉模型分析研究

为研究聚丙烯纤维和细粒化高炉矿渣对混凝土抗劈拉性能的影响,将不同掺量的矿渣和聚丙烯纤维掺入普通混凝土中,制成100 mm×200 mm的圆柱体试样,并进行抗压强度和抗劈拉强度试验。结果表明,适量聚丙烯纤维和矿渣的掺入对混凝土的复合加强效应显著,可使水工混凝土的抗劈拉强度提高到其抗压强度的10%~12%;抗压强度与抗劈拉强度之间存在幂函数相关关系。     

溶蚀作用下混凝土层面劈裂抗拉强度试验研究

采用浓度为0.5 mol/L的硝酸溶液对含浇筑层面的混凝土试件进行加速溶蚀试验,研究了层面劈裂抗拉强度、溶蚀深度和钙离子累计相对溶蚀量等3种评价指标的时变规律,以及层间间歇时间和凿毛处理对抗溶蚀性的影响,据此建立了层面劈裂抗拉强度的两种预测模型.结果表明:层面劈裂抗拉强度随溶蚀时间平方根和钙离子累计相对溶蚀量的增大而线性减小,间歇时间和凿毛处理对所拟合曲线的斜率影响较小;层面溶蚀程度随间歇时间的延长而增大,间歇24 h时层面溶蚀深度增加15％;间歇时间越长,凿毛处理对抗溶蚀性的提升效果越弱,以6 h之内为最优;间歇时间12 h以内,层面劈裂抗拉强度下降速度较快,12 h时降幅为14.6％,由此将导致浇筑层面的耐溶蚀年限缩减61％.     

硫酸盐干湿循环作用下再生混凝土抗压与劈拉强度的关系研究

为了建立硫酸盐干湿循环侵蚀作用下再生混凝土抗压与劈拉强度的关系,达到降低试验工作量,以及减少对实际混凝土结构测定时造成损伤的目的,设计了3种再生粗骨料取代率,共制作135组试块,并将试块放入浓度为5%的Na_2SO_4溶液中浸泡3 d,然后室内环境下晾干3 d,则设计6 d为一个干湿交替循环。分别在干湿循环侵蚀0次、30次、60次时,测定其立方体抗压强度和劈裂抗拉强度,进行回归分析,建立两者之间关系,并验证。结果表明:再生混凝土在硫酸盐干湿循环侵蚀作用下的抗压强度与劈拉强度有较好的相关性。当再生粗骨料取代率为30%、50%、70%时,对应的劈拉强度为抗压强度的1/18、1/19、1/20。当硫酸盐干湿循环侵蚀次数为0次、30次、60次时,对应的劈拉强度为抗压强度的1/17、1/18、1/19。通过验证,劈拉强度计算值与劈拉强度实测值的相对误差均在-8.0%~9.4%之间,均方根误差均小于0.25,计算值与实测值比较吻合,表明以上建立的抗压强度与劈拉强度的关系具有一定的可靠性和参考价值。     

不同温度对混凝土坯层间劈裂抗拉强度影响试验研究

研究不同环境温度作用下混凝土坯层间性能的变化规律,对预测施工风险及施工过程中准确控制坯层结合质量具有重要意义.通过测定低热水泥混凝土在不同温度作用下坯层间的劈裂抗拉强度及坯层覆盖时下层混凝土的含水量和贯入阻力,对不同温度作用下低热水泥混凝土坯层间性能劣化机理进行了分析.结果表明:随着温度的升高,低热水泥混凝土的贯入阻力...     

混凝土直拉、劈拉、弯拉强度关系的试验与仿真研究

为研究混凝土直拉、劈拉、弯拉强度关系,本文采用静动力试验和数值仿真方法进行对比研究。静力试验中使用液压伺服机完成轴向拉伸、劈裂抗拉和弯曲试验,得到3种抗拉强度关系。试验结果表明直拉强度和劈拉强度相近,低于弯拉强度,符合基于大量试验结果总结的经验关系。数值研究基于混凝土细观颗粒元模型对不同抗拉强度进行仿真,数值结果和试验结果符合良好,并证明受拉断面受力不均匀是弯拉强度高于直拉和劈拉强度的原因。此外,基于该模型进行不同速率的动力加载,得到直拉、劈拉和弯拉强度的率效应——动力增强系数,并和相应的动力试验结果进行了对比。弯拉强度的应变率效应高于直拉和劈拉强度,原因是在动力弯曲试验中动能、摩擦能等其他耗能大幅增加。     

混凝土试件楔入劈拉试验及损伤参数研究

通过3组不同初始裂缝长度的混凝土双支承楔入劈拉试验,运用断裂力学和损伤力学的理论研究了初始裂缝长度对断裂破坏及损伤参数的影响。根据试验测试过程及计算结果分析,证明非均匀应力场下测试损伤参数是可行的,而初始裂缝长度对材料损伤参数有一定影响,表现为初始裂缝越长损伤参数也越大。测试结果同时说明,对混凝土构件中已开展裂缝的观测,其观测仪器宜布置在裂缝尖端并重视其应变突变值的捕获和分析。     

混凝土材料经历三向受压荷载历史后抗拉强度劣化的研究

基于连续介质损伤力学，以侧向应力和最大竖向应变二者的组合来表征混凝土所经历过的荷载历史，以抗拉强度的劣化和超声波速的降低来表征混凝土的损伤，对10cm×10cm×10cm的立方体试件进行了损伤试验，研究了单调荷载历史、循环荷载历史、不同围压条件下损伤发生、发展的一些规律。根据试验结果拟合得到损伤的演化方程，分析了影响损伤发展的主要因素，阐述了其原因。可以看出用抗拉强度的劣化以及超声波速的降低来估测混凝土的损伤是可行的。     

混凝土劈拉开裂和裂缝自愈合机理

采用混凝土圆盘试件,研究了劈拉加载下混凝土的开裂过程和裂缝形态,分析了试件劈拉应力-裂缝口张开位移曲线的特征,探讨了不同卸载位移下曲线的变化规律;对劈拉开裂后混凝土在不同环境中(海水、淡水和标准养护)的性能恢复规律和自愈合机理开展了试验研究。结果表明:混凝土劈拉开裂导致自身刚度降低,并且裂缝口张开位移越大,刚度降低越明显;自愈合产物与混凝土基体黏结强度较低,再次劈拉加载下试件刚度虽有恢复,但恢复值相对于初始刚度较小;裂缝自愈合是各种物理和化学过程综合作用的结果,愈合机理主要包括水泥的再水化作用、结晶作用、水泥水化产物的分解作用和颗粒杂质等的堵塞作用。