高拱坝砼拉压特性的全级配及湿筛试验

水工大坝混凝土力学特性试验迄今仍采用湿筛成型小尺寸试验试件完成,而湿筛试验往往剔除大于40 mm以上大骨料,如此造成试验结果与大坝混凝土实际全级配性能的差异,无法真实反映实际大坝混凝土的性能指标。结合锦屏一级高拱坝混凝土强度测试要求,开展其全级配试件力学特性及相关性能试验,对其单轴抗压、单轴抗拉、极限拉伸及弹性模量等指标进行全面测试,其180 d龄期的单拉强度和90 d龄期的极限拉应变与湿筛试验测试值的比值变化为:：按C180 40、C180 35、C180 30强度分区,分别为0.661、0.637、0.690和0.583、0.579、0.573。在大骨料作用下,锦屏一级拱坝混凝土全级配试验测试的弹性模量则比湿筛试验测试值略高。     

F400抗冻等级大坝全级配混凝土配制技术与试验研究

实践证实，大坝实体全级配混凝土的抗冻性能低于湿筛二级配混凝土，往往达不到设计的F200或F300抗冻等级。系统分析了混凝土冻融损伤机理与影响全级配混凝土耐久性的因素，提出了高抗冻等级全级配混凝土配制技术思路，通过原材料优选，配合比设计，配制出了抗冻等级达到F400的全级配混凝土。分析认为，品质优越的原材料是配制高抗冻等级大坝混凝土的基础，配合比设计是关键，拌和与浇筑过程质量控制是保障。     

全级配大坝混凝土断裂参数的试验研究和计算方法

针对某大坝的实际工程,采用大坝拌和楼出料,浇筑最大骨料粒径为150 mm的全级配混凝土楔入劈拉试件进行断裂试验。在裂缝尖端布置应变片,利用应变回缩法测定起裂荷载Pini。通过改善楔入劈拉试件的支承条件,消除了由外荷载竖向分力引起的附加力矩对裂缝尖端应力场和断裂参数的计算的影响。结合ANSYS软件,精确计算了非标准楔入劈拉试件的起裂断裂韧度和失稳断裂韧度(即双K断裂参数),并与《水工混凝土断裂试验规程》规定的标准尺寸试件断裂韧度计算结果及基于虚拟裂缝黏聚力理论的解析结果进行对比。结果表明:全级配大坝混凝土的脆性较强,普通混凝土软化曲线的经验参数对全级配混凝土并不适用;在本试验的支承条件下,规程规定的断裂韧度计算公式也适用于大尺寸非标准试件双K断裂参数的计算。     

湿筛二级配大坝混凝土双轴动态受压特性试验

研究湿筛混凝土在双轴动态受压荷载作用下的动态力学特性,建立湿筛混凝土双轴动态受压强度准则。利用大型液压伺服静、动态三轴试验设备,对150 mm×150 mm×150 mm湿筛二级配大坝混凝土立方体试件进行等比例双轴动态受压加载试验,应变速率为10~(-5)~10~(-2) s~(-1)。湿筛混凝土双轴动态受压强度及动态弹性模量随应变速率的增大而提高,湿筛混凝土双轴受压强度的动态增长幅度与水工大骨料混凝土相当,均高于相同条件下的普通混凝土。通过对试验数据的拟合,得到湿筛混凝土双轴动态强度准则,为大体积混凝土结构进行非线性分析、探索动态强度机理提供数据支持和依据。     

粉煤灰对大坝湿筛二级配混凝土性能的影响

试验研究了粉煤灰对大坝湿筛二级配混凝土的性能影响规律,包括工作性能、力学性能、耐久性能及收缩性能.结果 表明,掺入粉煤灰有利于改善大坝混凝土工作性能、提高抗渗性、减少干燥收缩,但对早期强度和抗冻性能有一定影响,不同粉煤灰掺量对各项性能影响规律不同,应根据实际需求合理选择掺量.     

复杂动荷载作用下全级配混凝土损伤机理细观数值试验

提出了一种适用于复杂应力状态下的双折线弹性损伤模型,对混凝土试件进行了轴向拉压细观数值模拟试验,同时探讨了复杂应力状态下混凝土损伤破坏机理。然后基于实际工程采用的混凝土细观动态参数试验实测值,利用细观数值模型对循环荷载作用下全级配大坝混凝土试件进行了弯折损伤破坏模拟。其数值计算结果与材料试验测的数据吻合较好,进一步验证了在循环动荷载作用下预静载对动弯拉强度也存在强化现象。本文轴向拉压细观数值模拟试验表明,细观界面黏结强度是控制混凝土宏观抗压强度和宏观抗拉强度的关键参数,而黏结面泊松比的大小对混凝土宏观抗压强度影响很大。这个研究结果表明,混凝土材料受拉破坏机制与剪切破坏机制在本质上可统一为受拉破坏机制。     

基于预插粘性界面单元的全级配混凝土梁弯拉破坏模拟

为确定预插粘性界面单元法模拟全级配混凝土梁在弯拉荷载作用下断裂破坏过程的有效性和适用性,基于粘结裂缝模型的基本原理,在混凝土梁的中心区域采用Monte Carlo法生成随机骨料模型,通过自编程序实现了砂浆单元间和界面处粘性界面单元的预插,对全级配细观混凝土梁的弯拉断裂破坏过程进行数值模拟,模拟结果与相关文献结果吻合良好。研究结果表明:预插粘性界面单元法能够有效地模拟细观混凝土材料的弯拉断裂破坏过程和宏观力学特性。     

胶凝砂砾石全级配试件与湿筛试件力学性能的试验研究

针对胶凝砂砾石全级配试件与湿筛试件力学性能开展试验研究。结果表明,随着试件尺寸的增加,强度随之下降。边长200 mm立方体抗压强度约为150 mm立方体试件的95%;边长300 mm立方体抗压强度约为150 mm立方体试件的88%;边长450 mm立方体抗压强度约为150 mm立方体试件的83%。180 d龄期边长450、300 mm立方体抗劈强度分别为标准试件的90.1%和94.5%。通过试验发现,湿筛胶凝砂砾石工作性和强度与全级配试件有联系、成规律,可以作为胶凝砂砾石配合比设计的主要试验对象,但需进行必要的胶凝砂砾石全级配试件强度复核试验供大坝安全度溯源。     

基于楔入劈拉测试方法的全级配大坝混凝土裂缝扩展试验研究

为了研究全级配大坝混凝土裂缝扩展机理,针对3组不同缝高比的全级配大坝混凝土带缺口立方体试件开展了楔入劈拉试验,同时采用数字图像相关方法测量试件表面位移。结果表明：峰值荷载随着初始缝高比的增大而减小。虚拟裂缝长度在裂缝尖端位移达到临界值时达到最大,且随着初始缝高比的增大而减小。宏观裂缝扩展速度和有效裂缝长度随着初始缝高比的增大而减小。有效裂缝长度随着骨料粒径增加而增加,且增长倍数随骨料粒径和试件有效高度的增大而增大。     

预应力混凝土连续刚构桥荷载试验分析

针对近年来预应力混凝土连续刚构桥运营中出现的各种损伤，结合工程实例，利用现场荷载试验的方法，确定该类桥梁结构在试验荷载作用下的静态和动态力学参数。通过相应的计算及综合分析，对施工质量和大桥的安全度做出评价。     

钢骨混凝土柱的抗震性能分析

对钢骨混凝土柱在低周反复荷载下的抗震性能进行了试验研究。综合钢骨混凝土柱现有的试验研究成果,分析了轴压力系数、体积配箍率、剪跨比和配钢率等参数对钢骨混凝土柱延性的影响及规律。结合试验及具体的工程实践,提出了提高其抗震延性的施工工艺。     

钢管混凝土结构施工阶段力学性能分析

钢管混凝土结构的空钢管是施工过程中的竖向支撑骨架 ,要承受相应的竖向施工荷载 ,在形成钢管混凝土结构之前 ,空钢管中具有一定的初始应力 ;在浇筑混凝土时 ,空钢管是模板 ,又要承受内部湿混凝土水平方向的静水压力。根据其施工特点 ,探讨了钢管混凝土结构两阶段设计的必要性和方法以及其施工阶段的设计及力学分析等相关问题 ,用有限单元法对钢管混凝土柱施工阶段的力学性能进行了分析 ,并对土木工程结构施工力学的研究思路进行了讨论。     

一种生成椭球形骨料的混凝土细观模型方法

为了在细观层次上对全级配混凝土进行数值模拟,进而从机理上认识其力学性能和宏观试验现象。针对随机分布的含有大量椭球形骨料的全级配混凝土给出了一种计算机模拟方法。结合MATLAB语言和COMSOL脚本编程实现了全级配混凝土三维细观几何模型和有限元模型的自动生成。提出了以三维数组划分投放区域和以代数条件为嵌入判别准则,有效地克服了椭球形随机骨料模型生成中的效率瓶颈问题。最后用实例说明算法的有效性。分析表明随机骨料投放含量能达到54%左右,能满足实际混凝土试件数值仿真的要求。     

基于法国规范的混凝土箱涵的设计及应用

为研究法国规范中混凝土箱涵的设计和应用,对混凝土箱涵进行力学性能分析,选取箱涵在B系列荷载体系下的2种模型的6种工况进行了力学分析.建立了与箱涵的实际结构尺寸一致的钢筋混凝土箱涵模型.通过确定合理的土压力与箱涵变形的本构关系,选取合适的钢筋参数,箱涵的受力满足要求.同时介绍法国规范中混凝土箱涵的设计方法和荷载的选择方法...     

湿筛混凝土冻融循环后性能的试验研究

对由水工三级配混凝土湿筛得到的湿筛混凝土,进行0、50、100、150、200、250次和300次快速冻融循环试验.测定不同冻融循环次数后的质量、超声波速度、相对动弹性模量、单轴抗拉强度,劈拉强度和单轴抗压强度及其变化特点.通过对试验结果的分析,建立了简单的数学公式,可为水工建筑物的设计、维修及其寿命预测等提供试验及理论依据.     

混凝土-岩石界面断裂试验研究进展

对于建在岩基上的混凝土结构,混凝土/岩石界面是影响结构强度和稳定的薄弱环节,界面含有的裂纹缺陷在复杂荷载条件下可能扩展,从而导致工程结构的损伤破坏。开展混凝土/岩石界面的断裂试验研究,确定其断裂参数和断裂性能,对提高结构的稳定性和耐久性具有重要意义。虽然关于混凝土和岩石的断裂均已有较多的试验研究,但针对两者之间界面断裂特性的研究尚处于起步阶段。对混凝土/岩石界面在静态和动态荷载作用下的断裂试验研究进行了综述。介绍了相关的试验方法和试验装置,分析了混凝土/岩石界面在静态和动态荷载作用下的断裂参数和裂纹扩展过程,并探讨了其在动态荷载作用下的应变率效应。     

钢骨高强混凝土柱延性试验及施工

对8根钢骨高强混凝土柱在低周反复荷载下抗震性能进行了试验,并综合现有钢骨高强混凝土柱的试验研究成果,分析了轴压力系数、体积配箍率、剪跨比和配钢率等参数对钢骨高强混凝土柱延性的影响及规律。同时结合试验及具体的工程实践提出了提高其抗震延性的施工工艺。     

水平荷载作用下型钢再生混凝土柱受力性能非线性分析

结合低周反复荷载作用下型钢再生混凝土柱抗震性能试验,在已有的再生混凝土本构关系模型和结构非线性分析理论的基础上,采用ABAQUS有限元软件对型钢再生混凝土柱在水平荷载作用下的受力性能进行了非线性分析,获取了型钢再生混凝土柱应力分布云图和荷载-位移骨架曲线,研究了型钢再生混凝土柱的应力分布规律,主要分析了再生粗骨料取代率、轴压比、体积配箍率对型钢再生混凝土柱受力性能的影响。研究结果表明,再生粗骨料取代率对型钢再生混凝土柱的承载力及延性变形影响较小;随着轴压比的增大,型钢再生混凝土柱的延性变形降低幅度较大;提高体积配箍率对该柱的受力性能是有利的,合理设计的型钢再生混凝土柱可应用于实际工程中。     

变态混凝土防渗结构的防渗效果分析

针对现今很多工程中都出现了不同程度的上游面变态混凝土防渗失效,本文结合某碾压混凝土大坝,选取典型的挡水坝段,用ABAQUS模拟分析变态混凝土作为防渗结构在碾压混凝土大坝中的防渗作用和防渗失效的分析。结果表明:变态混凝土防渗层的防渗作用在坝体防渗中起到至关重要的作用,大坝上游水头的90%基本都是消耗在变态混凝土层中;变态混凝土防渗层的抗渗能力主要是由它的渗透系数决定的,施工质量均匀的变态混凝土能很好的发挥它的防渗作用,保护坝身的二级配和三级配碾压混凝土的耐久性,使大坝更安全、更耐久的运行。     

大骨料混凝土在动态三轴拉压压应力状态下的强度

采用大型混凝土静、动态三轴液压伺服试验系统,比较了大骨料混凝土试件和湿筛二级配混凝土试件在动态三轴拉压压应力状态下的强度特征.结果表明:2种试件的破坏均为典型的拉伸破坏,裂缝垂直于拉应力方向;动态抗拉强度随应变率的增大而增大,随压应力的增大而减小;抗拉强度增长系数与应变率比的对数呈线性关系;大骨料混凝土试件的动态抗拉强度及其对应变率的敏感性均比湿筛二级配混凝土试件的要小.在八面体应力空间中建立了破坏准则,为大体积结构的非线性分析和抗震设计提供了试验依据.