钢纤维与混凝土粘结强度试验方法研究

钢纤维与混凝土的界面粘结强度决定钢纤维的增强、增韧效应,本文首次探讨了钢纤维与混凝土基体的粘结强度试验方法,介绍了试验采用的试件形状、固定钢纤维位置的器具以及加载装置等,并且介绍了试件的制作过程、试验步骤以及确定粘结强度的方法。试验采用的试件形状、制作过程简单,加载装置加工简单,避免了制作特殊形状的试模和复杂的加载工具和夹具。试验简单易行,费用低。     

基于SHPB试验的钢纤维混凝土动态性能研究

采用分形理论研究了钢纤维混凝土和素混凝土在SHPB(分离式Hopkinson压杆)试验中的裂纹特性,分析了断裂表面的分形性质与材料属性及冲击压力的关系,给出了混凝土断裂表面分形的特点,采用计盒方法(FIPS程序)计算了混凝土分形维数,建立了损伤因子与分形维数的函数关系.结果表明,该方法为探索混凝土表面裂纹图形的分形特征与其承受的动荷载之间的内在规律、建立适合描述混凝土分形结构和分形行为的数学力学方法及基本理论寻求了新途径.     

粉煤灰对商品混凝土早期抗裂性能的试验研究

根据商品混凝土特性,通过板式混凝土早期抗裂试验,研究了不同掺量下粉煤灰对商品混凝土早期开裂性能的影响.试验结果表明,不同掺量下的粉煤灰对商品混凝土均起到了限裂的作用,试验中各组混凝土的抗裂能力大小为FA-10>FB-12.5>FC-15>FD-30>FO-0.     

基于Hoek Brown准则的砂岩卸荷强度损伤试验研究

为研究卸荷效应对岩体强度变化的影响,以三峡地区砂岩为样本,通过三轴加载和卸荷试验,运用Hoek Brown岩体破坏准则,探讨砂岩在不同卸荷速率条件下的强度损伤规律,并提出采用卸荷强度损伤因子来表征卸荷造成的强度变化。结果表明,卸荷条件下砂岩强度损伤明显,且与围压密切相关;随着围压的增大,卸荷效应造成的强度损伤量增大,最终趋于稳定。最后,基于工程设计最不利原则,修正了Hoek Brown卸荷强度准则公式,为工程应用提供了建议和参考。     

基于15MN材料试验机的全级配混凝土试验方案研究

全级配混凝土试验对高拱坝抗震安全设计具有重要的意义,但由于对设备要求很高,国内成功试验经验很少。基于中国水利水电科学研究院15 MN大型动态材料试验机研究了全级配混凝土拉、压、弯试验方案,并给出了切实可行的试验方法,为充分发挥大型材料试验机的领先优势积累了宝贵经验,亦为推动全级配混凝土力学特性深入研究奠定了基础。     

基于断裂能的混凝土弹塑性损伤本构模型和尺寸效应研究

为研究混凝土断裂特性与尺寸效应,引入断裂能和等效应变表示混凝土的损伤演化规律,结合混凝土塑性变形特征,提出基于断裂能的混凝土弹塑性损伤本构模型,并建立相应的数值计算模型。为验证数值计算结果的合理性,引入改进的能量尺寸效应公式进行对比分析。通过对三点弯曲梁的有限元数值模拟和断裂参数敏感性分析发现,尺寸较小的梁失效时,断裂过程区未扩展至特征长度,限制了能量耗散,从而提高了梁的抗断裂能力,增强了梁的名义强度;随着尺寸增大,失效时的断裂过程区逐渐接近特征长度,梁的名义强度逐渐减小;当断裂过程区达到特征长度后,结构名义强度不再随梁尺寸的增大而减小。     

钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道非线性有限元分析

针对钢衬钢筋混凝土压力管道在运行期因裂缝过宽导致的结构耐久性问题,在混凝土中掺入体积率分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的钢纤维形成钢纤维混凝土,基于模型试验获得的钢纤维混凝土的拉伸软化曲线,采用大型数值分析平台ABAQUS仿真分析了钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道受力开裂的全过程,并与原钢衬钢筋混凝土压力管道的模型试验结果进行了对比分析。结果表明,在相同内水压力荷载下,钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道的承载能力与普通钢衬钢筋混凝土压力管道相比,不仅其初裂荷载有所提高,管道的最大裂缝宽度明显降低,钢材的应力值也随钢纤维体积率的增加而减少。     

局部钢纤维混凝土力学性能研究

针对不同掺量的局部钢纤维增强混凝土（PSFRC）构建了细观数值模型,采用统计损伤方法模拟了PSFRC从微裂纹萌生、扩展直至贯通的全过程,通过对破坏机理和力学性能的分析,得出PSFRC初裂强度、极限强度、弯曲韧性和变形能力比素混凝土、普通钢纤维混凝土有明显改善,并随钢纤维掺量的增加其改善程度增大,性价比提高,施工难度也大大降低。     

混凝土强度和钢管厚度对钢管混凝土排架结构抗震性能的影响

基于某水电站厂房钢管混凝土排架结构的构造形式和受力特点,建立了其上部厂房排架结构的整 体三维有限元模型,计算了钢管混凝土排架结构的自振频率,并采用时程分析法计算了钢管混凝土排架结 构的地震响应,研究了水平地震作用下混凝土强度、钢管厚度对排架结构抗震性能的影响,以期为水电站 厂房钢管混凝土排架结构设计提供参考。     

硅粉掺量对钢纤维硅粉混凝土力学性能的影响

针对水工建筑物抗压强度要求及寒冷地区混凝土抗冻要求,研究了在等掺量钢纤维混凝土中加入不同掺量的硅粉,选取三个等级的混凝土,在满足和易性要求的前提下进行配合比试验,在2 000kN的压力试验机进行抗压强度试验、用KDR-V9混凝土快速冻融机进行冻融试验及DT-W18动弹性模量测定仪测定动弹性模量试验,确定力学性能最好的硅粉钢纤维混凝土配合比。结果表明,在钢纤维掺量为0.8%的混凝土中加入10%的硅粉,能够配制出力学性能相对较高的混凝土。     

纳米SiO_2和PVA纤维增强地聚合物砂浆抗压强度研究

为研究纳米SiO_2和PVA纤维对地聚合物砂浆工作性和抗压强度的影响,进行了地聚合物砂浆坍落扩展度和抗压性能试验。结果表明,在一定的掺量范围内,随着纳米SiO_2掺量的增加,地聚合物砂浆的坍落扩展度、立方体抗压强度、折后抗压强度和轴心抗压强度均先增大后减小,在纳米SiO_2掺量为1.5%时,抗压强度达到最大值;在试验PVA纤维掺量范围内,随着PVA纤维掺量的增加,地聚合物砂浆坍落扩展度逐渐减小,地聚合物砂浆各试件抗压强度也都呈先增大后减小的趋势,当PVA纤维掺量为0.6%时,抗压强度达到最大值;同时掺加纳米SiO_2和PVA纤维地聚合物砂浆各试件抗压强度比单掺纳米SiO_2或PVA纤维地聚合物砂浆高。     

EFPI-FBG复合光纤传感器高温大应变试验研究

由于缺乏航空发动机/燃气轮机服役环境下叶片温度、应变有效性检测的技术与装置,所以工作叶片的温度环境、载荷环境和应变分布等关键数据的缺失是故障检修工作中的最大困难之一。采用非本征型法布里-珀罗(Extrinsic Farby Perot Interferometric,EFPI)与光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感技术,研制了一种基于单模光纤的EFPI FBG复合光纤传感器及其解调设备。通过搭建高温拉伸试验平台,开展了基于DZ125材料试件的复合光纤传感器高温、大应变测量的性能测试。试验结果表明：复合光纤传感器的工作温度范围为26 ℃~1 100 ℃,温度测量精度不超过全量程的5%,分辨率为0.066 ℃;F-P传感器的应变测量范围为0~19 468 με,在1 100 ℃下的相对误差为1.96%,分辨率为0.053 με。     

双轴受压下混凝土动态力学特性试验研究

为了解双轴受压下混凝土动态力学特性,采用真三轴材料试验机,对边长为300 mm的立方体混凝土试件在应变速率为10-5、10-4、10-3s-1下进行双轴动态受压试验,研究了双轴受压下混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变等力学特性,并与单轴压缩试验进行了比较。结果表明,双轴应力状态下的力学参数与单轴应力状态时相比均有所提高,且双轴受压时混凝土的各项力学参数受侧压力和加载速率的共同影响,并呈现出不同的变化规律。     

带波纹管伸缩节的地面钢衬钢筋混凝土管道对活断层错动变形的适应性研究

对于跨活断层管道,在地震等外力作用下采用地面明钢管易产生支座扭曲破坏或钢管落梁破坏,以滇中引水工程过活动断裂的观音山倒虹吸为例,选取钢衬钢筋混凝土管道,在过活动断裂带管线中布置若干波纹管伸缩节以吸收错动位移,研究不同工况下管道和伸缩节对活动断层蠕滑、粘滑变形的适应性。结果表明,波纹管伸缩节可承担大部分的断层错动变形,减小断层错动对管道的影响;钢衬钢筋混凝土管道+波纹管伸缩节的布置方案不仅对断层蠕滑错动具有较好的适应性,且在粘滑错动情况下,也能控制破坏发生范围,以预先采取工程措施减少二次灾害的发生。     

应变率效应对混凝土力学性能影响的细观仿真分析

针对混凝土结构在使用过程中经常会遭遇动荷载作用且作为一种率敏感性材料的动态力学性能将直接影响结构的承载力问题,从细观层次出发,结合试验实测的混凝土各组分静动态应力—应变曲线,拟合了混凝土各组分不同应变率下的本构模型,采用自主开发的混凝土非线性有限元软件,对混凝土试件轴拉试验细观数值进行了仿真,探讨了混凝土抗拉强度、弹性模量随应变率的变化规律。结果表明,混凝土抗拉强度和弹性模量均随应变率的增加而增加,但弹性模量的率敏感性低于抗拉强度的率敏感性,且计算结果与试验结果相吻合。     

老化30Cr2MoV汽轮机转子钢电化学性能的研究

实验使用未经老化和老化30Cr2MoV转子钢研究其电化学性能与冷脆转变温度(FATT)的关系,研究材料的电化学参数和机械性能等参数的相关性。国内首次使用苦味酸电解液测定动电位阳极极化曲线研究电化学腐蚀特征,找到临界钝化电流密度和二次活化电流密度作为特征参数分析材料的电化学极化性能,多元线性回归得到测算FATT的模型,它可以评估转子钢老化程度,测算FATT精度在±20℃之内。