不同温度条件下水工沥青混凝土动态抗压特性研究

为研究水工沥青混凝土动态力学性能，对水工沥青混凝土在不同温度条件下进行了动态抗压试验。试验结果表明：水工沥青混凝土的破坏模式具有显著的应变率效应，应变速率为10-5/s和10-4/s时，破坏模式主要为黏结破坏；应变速率为10-3/s和10-2/s时，破坏模式主要为黏结破坏和骨料开裂。温度对试件应力应变特性有显著影响，当应变速率不小于10-4/s时，-5℃和0℃时试件呈现应变软化现象；5℃时应变软化逐渐向应变硬化转变。当温度恒定时，水工沥青混凝土的吸能能力、弹性模量、抗压强度随应变速率增加而增加。对弹性模量和抗压强度的动态增强因子进行分析，给出了水工沥青混凝土在不同温度条件下弹性模量动态增强因子随应变速率变化的经验公式，非线性单轴动态强度S准则较好地反映了水工沥青混凝土在地震响应速率下动态抗压强度的增长特性。     

温度对水工沥青混凝土弯曲性能影响的试验

本文针对-30℃~ 25℃温度条件下的水工沥青混凝土开展了小梁弯曲试验,重点分析温度对水工沥青混凝土面板的各项力学性能指标的影响。试验结果表明：（1）温度对水工沥青混凝土的应力-应变特性有着密切关系。在-30℃~ 0℃温度区间,应力-应变曲线近似成线性关系,试件的应力达到峰值后发生断崖式下跌,呈脆性破坏;在0℃~ 25℃温度区间,试件应力达到峰值后经历一定程度的塑性变形后断裂,呈延性破坏。（2）水工沥青混凝土随着温度升高,其抗弯强度、弯曲模量逐渐降低,变形能力提高;随着温度的降低,峰值应变减小。（3）研究提出的经验公式较好反映了水工沥青混凝土在不同温度条件下弯曲性能的变化特性,与试验结果吻合较好。     

再生骨料对混凝土早龄期基本拉伸徐变的影响

通过再生混凝土早龄期基本拉伸徐变试验,研究品质不同的再生粗骨料、取代率不同的再生粗、细骨料和再生细骨料水洗预处理法对混凝土早龄期基本拉伸徐变的影响。试验结果表明：随着再生粗骨料、细骨料的取代率的增加,再生混凝土早龄期基本拉伸徐变随之增大;再生混凝土的早龄期基本拉伸徐变随再生混凝土中实际天然骨料体积含量的增大而减小;再生细骨料水洗预处理法降低了再生混凝土的早龄期基本拉伸徐变,降低幅度为4.1% ~ 7.9%。引入混凝土中实际天然骨料体积含量和再生细骨料取代率等参数,对现有的混凝土基本拉伸徐变预测模型M-Burgers进行修正,得到适用于再生混凝土早龄期拉伸徐变预测的模型。     

水工沥青混凝土直接拉伸力学性能试验研究北大核心CSCD

水工沥青混凝土的拉伸力学性能对深入研究高土石坝防渗体结构拉裂破坏等问题至关重要。针对现有水工沥青混凝土直接拉伸试验存在的问题,本文研发了可温控的直接拉伸试验装置,在-30~15℃环境中开展了直接拉伸力学性能试验研究;基于Mohr-Coulomb准则,分析了黏聚力和内摩擦角随温度变化的规律。试验结果表明:当温度小于0℃时,拉应力与应变大致呈线性关系,试件达到峰值应力随即断裂;当温度大于0℃时,试件达到峰值应力后经历了一定程度的塑性变形而后断裂,并随着温度的升高,塑性变形的范围越大。当温度由-30℃升高至15℃时,拉伸强度和黏聚力随温度的升高先增大后减小,温度为-20℃时,拉伸强度和黏聚力最大;拉伸模量随温度的升高而降低;峰值应变随温度的升高而增大;内摩擦角随温度的升高先减小后增大,温度为0℃时,内摩擦角最小;在拉伸荷载作用下,试件断裂面中骨料断裂的比例随温度的升高而减小。此外,本文提出的经验公式较好反映了拉伸强度、拉伸模量、峰值应变、黏聚力及内摩擦角随温度变化的规律,与试验结果吻合较好。     

骨料性能对再生混凝土拉伸本构关系的影响

骨料、界面与砂浆性能是影响混凝土拉伸本构关系的主要因素,再生粗骨料表面粘附着一层老砂浆使其性能有别于天然骨料。基于随机骨料模型建立再生粗骨料混凝土五相细观数值模型,文章在验证模型可靠性的基础上研究分析再生骨料粘附砂浆的力学性能及其厚度对再生混凝土拉伸本构关系的影响规律及其作用机理,建立再生骨料混凝土拉伸本构关系。结果表明,单轴拉伸荷载作用下再生混凝土的损伤始于界面过渡区;当老砂浆厚度较小或老砂浆强度大于新砂浆强度时,再生粗骨料粘附老砂浆对再生混凝土的拉伸性能影响较小;再生混凝土的拉伸峰值应力、弹性模量和峰值变形模量随老砂浆强度增大和厚度的减小而增大,拉伸峰值应变随老砂浆强度和厚度的增大而增大。     

压剪作用下水工沥青混凝土动态力学性能研究

研究水工沥青混凝土在压剪作用下的动态力学性能对保障沥青混凝土心墙坝安全运行具有重要意义。本文采用自主研发的压剪试验装置，通过试验研究水工沥青混凝土不同温度(5℃、15℃)和不同法向应力(1 MPa、2 MPa、3 MPa)下，在不同剪切速率(0.0005 s^-1、0.001 s^-1、0.005 s^-1、0.01 s^-1)作用时的动态力学性能。结果表明：各试件均呈现明显的斜缝剪切破坏特征，不同法向应力和剪切速率对试件的破坏模式及剪切应力-应变曲线影响程度不同。随着法向应力和剪切速率的增大，剪切强度和剪切模量相应增大。峰值应变随法向应力的减小而增大，但随剪切速率的增大而增大。最后，采用Mohr-Coulomb准则得到了水工沥青混凝土黏聚力c和内摩擦角φ随剪切速率的变化规律。     

掺粉煤灰再生混凝土劈裂抗拉强度研究

随着水利建筑行业不断发展,大量的混凝土运用在水利工程建设中。水工混凝土建筑物拆除会产生大量的混凝土废弃物,废弃混凝土再利用就成为全世界热点问题。目前全世界公认的建筑垃圾绿色环保处理方式为废弃混凝土再生利用。采用劈裂试验研究再生混凝土抗拉破坏特征以及不同因素对再生混凝土抗拉强度的影响。试验结果表明:再生混凝土裂纹的部位主要在2个部位:1)再生粗骨料和水泥砂浆之间的界面过渡区。2)再生粗骨料的自身薄弱区;再生骨料混凝土的劈裂抗拉强度受再生粗骨料替代率与粗骨料母体混凝土强度影响较大;替代率减少、母体混凝土强度提高,再生骨料混凝土的劈裂抗拉强度性能表现良好。文中的研究成果可指导再生混凝土的应用。     

混凝土冲击破坏动力特性及能耗规律研究

为探究冲击速度和骨料率对混凝土动力特性及能量传递规律的影响,设计了骨料率为0、32%、37%和42%的混凝土试样,利用SHPB装置进行了速度为5、6和7 m/s的冲击压缩试验。系统分析了冲击速度和骨料率不同时混凝土动态变形、动强度增长及能量转化规律,并利用双因素方差分析法研究了冲击速度和骨料率对动强度的影响程度。结果表明：冲击压缩作用下,混凝土试样主要以拉伸劈裂破坏模式为主。混凝土动强度随骨料率和冲击速度的增大而增大,而且相较于骨料率,冲击速度对动强度的影响程度更大。冲击速度介于5 ~ 5.8 m/s时,DIF随骨料率的增加而增加;冲击速度介于5.8 ~ 7 m/s时,DIF随骨料率的增加而减小。混凝土试样透射能随冲击速度和骨料率的增大而增大,而反射能、吸收能和吸能占比均随冲击速度的增大而增大,随骨料率的增大而减小。     

非饱和水工混凝土水力系数反演研究

实际水工建筑物大部分区域的混凝土一般处于非饱和状态，当水工混凝土在服役过程中受到水的作用时将发生非饱和吸水，导致混凝土内部含水量增加进而产生湿胀变形，影响到长效服役混凝土水工建筑物结构应力应变状态。为了获得准确的非饱和水工混凝土水分扩散系数和湿胀系数，提出了一种基于“实测湿胀应变-正交设计-神经网络-数值计算”相结合的非饱和水工混凝土水分扩散系数和湿胀系数的反演方法，结合室内开展的典型龄期下浸水的非饱和水工混凝土湿胀试验数据，展示了提出反演方法的可行性。结果表明，水胶比0.5的水工混凝土在28 d龄期浸水时的水分扩散系数、形状系数和湿胀系数分别为3.98×10-12 m²/s、6.07和3.08×10^-3。     

挪威水工沥青混凝土的研究和应用现状

沥青混凝土以其优良的防渗性能、适应变形能力、裂缝自愈能力，在水电工程，尤其是土石坝工程中有着广泛的应用前景。挪威在水工沥青混凝土的研究及应用方面技术领先。本文介绍了挪威沥青混凝土土石坝的发展历程，沥青混凝土心墙坝的设计方法和特点，以及挪威水工沥青混凝土的设计和试验方法，对我国水工沥青混凝土的设计和研究应用具有借鉴意义。     

石灰岩粉填料含量对水工沥青混凝土性能的影响研究

通过测定不同石灰粉填料含量的沥青混凝土的孔隙率、斜坡流淌、劈裂、弯曲、低温拉伸和低温冻断等性能指标,研究填料含量对水工沥青混凝土各项性能的影响规律及在配合比设计中如何合理选择填料含量。     

再生混凝土的抗压强度研究

设计并完成了28块再生混凝土立方体试块抗压强度试验,系统地研究了再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率、细骨料取代之间的关系。通过对比分析,再生混凝土的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致。再生粗骨料取代率对再生混凝土的抗压强度影响很大。再生混凝土的抗压强度比普通混凝土的要高。再生细骨料对混凝土的抗压强度影响较小。     

荷载与氯盐作用下再生混凝土大偏压柱受力性能

为研究再生混凝土柱在荷载与氯盐环境耦合作用下的受力性能,以再生骨料取代率、持荷大小、钢筋锈蚀率为变量,设计了10个钢筋再生混凝土大偏压柱构件,经过持续荷载作用状态下的通电锈蚀过程后进行承载力试验,以研究构件刚度、承载力、延性等特征,并取出钢筋测定实际锈蚀率。结果表明,随着再生骨料取代率、持荷的增大,构件锈胀裂缝数量增加、纵筋实际锈蚀率增大;构件刚度、承载力及延性均随再生骨料取代率增大而降低,但随持荷大小的变化规律各有不同;随着锈蚀率的增大,构件锈胀裂缝开展程度明显增加,构件刚度及承载力降低;锈蚀率超过3%时,构件延性随锈蚀率增大而降低,但当锈蚀率小于等于3%时,构件延性与未锈蚀构件相当。混凝土截面应变分布满足平截面假定,承载力试验结果与锈蚀钢筋混凝土柱承载力计算模型符合情况良好。研究结果可为再生混凝土柱在海洋环境中的应用提供参考。     

不同高温循环次数后大理岩单轴压缩力学试验研究北大核心CSCD

采用岩石单轴压缩试验分别对经历100℃、300℃、450℃、600℃四种温度与1次、10次、20次不同温度循环次数后的的四川锦屏大理岩试样的力学性质进行了研究。试验结果表明:1100℃下高温循环次数对应力应变曲线形状的影响不大,当温度达到450℃以上时,高温循环次数对曲线曲率等参数的影响较大;2随着温度的升高和循环次数的增加,试样破坏形式逐渐由典型的脆性破坏向脆塑性破坏转变;3当温度达到600℃时,随循环次数增加,峰值应力、弹性模量表现出明显的降低趋势,峰值应变表现出明显的升高趋势。     

热充氢对高镍S31603不锈钢拉伸性能的影响

采用热充氢方法对S31603不锈钢进行预充氢,随后在空气环境中对未充氢与热充氢试验钢进行不同温度下的慢应变速率拉伸试验,研究了热充氢对试验钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：相同温度下,热充氢前后试验钢的强度、延伸率和断面收缩率均没有明显变化,热充氢对试验钢的塑性及强度无明显影响;不同状态试样的拉伸断口形貌均为韧窝状断裂,热充氢、温度变化不改变试验钢的断裂性质;充氢前后试验钢屈服强度、抗拉强度、延伸率均随着温度升高而降低,但断面收缩率保持稳定,且均在高温铁素体所在位置优先发生断裂。     

牵引冲击负荷对绝缘纸的机械性能影响及寿命评估

为研究冲击负荷对牵引变压器绕组固体绝缘材料机械性能的劣化影响,首先设计了冲击负荷试验平台,在不同温度下进行了冲击热老化试验,然后对试样进行了拉伸强度与聚合度测试,根据试验结果分析了冲击负荷对绝缘纸的机械性能影响,最后提出了冲击负荷下绝缘纸的寿命评估方法。结果表明:牵引负荷对绝缘机械性能的破坏主要体现在牵引负荷频繁冲击带来的极不均匀温升,绝缘纸的拉伸强度和聚合度随周期性热冲击呈现出随冲击时间增加而减小的规律,这与热老化下的规律一致,但冲击热老化下拉伸强度和聚合度的下降速率较热老化慢;在较低冲击老化温度下拉伸强度某段时间出现"诱导"现象,即大于冲击时间较短的拉伸强度,诱导现象的临界温度在90～100℃范围内;在研究温度范围内,考虑周期性冲击对纤维素降解速率的影响,提出了一种冲击负荷下绝缘纸寿命评估方法并建立了拉伸强度与冲击时间的关系,并验证了其有效性,为后续相关研究与工程应用提供了一定基础。     

城市污水对掺再生橡胶和乳化沥青混凝土的影响

针对城市污水对路面混凝土的侵蚀问题，试验研究了模拟城市污水溶液浸泡条件下掺再生橡胶和乳化沥青混凝土的抗压强度、气体渗透性及试件质量随时间的变化规律，结合扫描电镜探讨了城市环境污水对混凝土耐久性的影响及微观机理。结果表明：模拟城市污水的长期浸泡对混凝土强度有一定的劣化作用，并增加了试件质量损失与气体渗透性系数；复掺再生橡胶和乳化沥青可提高同掺量下单掺韧性组分混凝土的耐久性能，而聚乙烯纤维与再生橡胶颗粒、乳化沥青三掺进一步提升了混凝土的耐久性；模拟污水溶液中乳化沥青和氢氧化钙晶体的溶出是导致混凝土强度降低、质量损失的主要原因。本研究可为高韧性和高耐久性的城市道路混凝土研发提供支持，协同提升城市道路品质。     

内掺微生物水工混凝土的抗渗性能试验研究

有效改善水工混凝土防渗体的抗渗性能是提高其耐久性的关键。本文通过开展内掺科氏芽孢杆菌的水工混凝土抗渗试验,分析内掺不同浓度科氏芽孢杆菌对水工混凝土抗渗性能的影响规律;通过氮吸附试验,分析水工混凝土试样的微观孔隙特征,揭示内掺科氏芽孢杆菌对水工混凝土抗渗性能的影响机制。结果表明：内掺矿化微生物可显著提升水工混凝土的抗渗性能;随着内掺微生物浓度的增大,混凝土28 d水渗透性系数降幅呈先大后小的趋势,当内掺微生物浓度为9.8×10⁷ cells/mL时,混凝土的水渗透性系数降幅最大,28 d混凝土水渗透性系数减小了92%;氮吸附微观分析可知,混凝土内掺微生物可减少中大孔数量、细化孔隙,最可几孔径峰值降幅达47.65%,有效改善了混凝土内部的孔隙结构,降低了孔隙连通性,致使水工混凝土的抗渗性能有效提高。     

不同高温循环次数后大理岩单轴压缩力学试验研究

采用岩石单轴压缩试验分别对经历100℃、300℃、450℃、600℃四种温度与1次、10次、20次不同温度循环次数后的的四川锦屏大理岩试样的力学性质进行了研究。试验结果表明:1100℃下高温循环次数对应力应变曲线形状的影响不大,当温度达到450℃以上时,高温循环次数对曲线曲率等参数的影响较大;2随着温度的升高和循环次数的增加,试样破坏形式逐渐由典型的脆性破坏向脆塑性破坏转变;3当温度达到600℃时,随循环次数增加,峰值应力、弹性模量表现出明显的降低趋势,峰值应变表现出明显的升高趋势。     

同步双向拉伸工艺对锂电池隔膜成膜性能的影响

采用双螺杆挤出机和三辊压延机制备了高密度聚乙烯-石蜡厚片,通过静态双向拉伸试验机对厚片进行拉伸试验,研究拉伸速率、拉伸温度和拉伸倍率对厚片成膜性能的影响。结果表明:当拉伸倍率为5×5倍,拉伸时间为10~25 s,拉伸温度为100~110℃时,厚片较易拉伸成膜;随着拉伸倍率的增大,厚片所制得隔膜的孔径和拉伸强度随之增大。