隧道衬砌裂缝特征对承载力的影响分析

为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3（试件纵向长度）、深度不超过0.7H（试件厚度）的试件,裂缝发展存在阶段性特征,试件破坏由拱腰失效引起,属于延性破坏。对于预制裂缝长度不低于2L/3或深度不低于0.9H的试件,裂缝发展过程不存在阶段性特征,试件破坏由拱顶失效引起,属于脆性破坏;随裂缝长度和深度增加,结构极限承载力降低。当预制裂缝长度为L/3且深度为0.3H、0.7H、0.9H,以及长度为2L/3且深度为0.3H、0.7H时,试件极限承载力依次为完整试件的86.96%、78.26%、73.91%、69.57%、60.87%。相比于裂缝深度,纵向长度对结构承载性能影响更明显,可作为裂缝评价的重要指标;提出了基于裂缝特征的衬砌承载力预测公式,可明确带裂衬砌的极限承载力,为结构性能评估、加固时机及加固参数的选取提供依据。     

砌体结构温度应力解析计算及相应裂缝的处理

介绍了砌体结构温度裂缝的形态特征,对砌体结构温度裂缝的成因进行了分析,并详细介绍了砌体结构温度应力的解析计算及应力近似计算方法,在此基础上提出了温度裂缝的防治措施。     

橡胶混凝土梁在纯弯状态下损伤及分形研究

实验比较了不同橡胶替代率混凝土试块的立方体抗压强度及弹性模量,并运用分形理论描述结构表面裂缝分布和结构损伤破坏程度.研究表明:混凝土抗压强度及弹性模量与橡胶替代率呈反比关系,试验梁表面裂缝的分布具有显著的分形特征,且分形维数与最大裂缝宽度存在指数的关系,故表面裂缝分形维数可以作为衡量结构损伤程度的特征因子,为现有的损伤鉴定方法提供新思路.     

混凝土结构表观损伤特征的三维数据模型

通过对混凝土结构表观裂缝、表层缺损和结构变形变位方面的表观损伤特征分析,提出了结构表观损伤特征对象的描述方法和表征模型,并建立了在满足相似性及精度要求下的结构表观裂缝的化简数据模型。在以矢量与栅格集成的空间数据模型的基础上,以B-Rep模型及其3D FDS数据结构为核心和面向对象的混凝土结构表观损伤特征的三维数据模型,并实现了原型系统基本功能。     

基于小波变换的裂缝识别

裂缝性油气藏是目前油气勘探的重点和难点,地层中裂缝的发育特征及其分布规律和裂缝识别技术成为控制裂缝性油气藏勘探成功率的关键因素。为了提高裂缝性油气藏的勘探成功率,本文在常规测井曲线裂缝响应特征识别的基础上,运用小波变换建立了测井曲线裂缝识别标准,并将其与常规测井曲线裂缝响应特征进行对比,选取多特征综合识别裂缝。基于各组合特征裂缝识别的可行性分析,最终优选出一组组合特征,并通过实际井数据进行验证,成功地预测了裂缝发育程度,表明在常规测井裂缝识别的基础上利用小波变换预测和识别裂缝是可行的。     

房屋建筑钢筋混凝土结构裂缝形成与治理

正钢筋混凝土(砼)结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝,裂缝宽度、长度和数量发展到一定程度,将导致结构的破坏。因此,必须十分重视砼结构的裂缝问题。并非所有的裂缝都会影响结构的正常使用,裂缝也可分为有害裂缝和无害裂缝。研究砼结构裂缝问题的关键是区分裂缝的性质和危害程度、裂缝的鉴定以及对有害裂缝的修补及加固。一、裂缝概念及形成物体受力作用后,其连续性受到     

道路病害形态特征的图像分析

路面裂缝是道路病害的主要表现,在路面裂缝的检测过程中,为了准确、详细记录路面裂缝信息,需要对裂缝病害的形态特征进行分析,针对这一问题,提出了道路病害形态特征的图像分析方法.首先,对提取后的路面裂缝进行膨胀处理,连接断裂的裂缝;然后通过细化处理,得到具有单像素宽裂缝的裂缝骨架;最后采用游码和链码统计裂缝的像素数目和几何形态特征,实现对路面裂缝的特征参数值获取及量化描述.结果表明该裂缝图像分析方法对道路裂缝形态特征的描述和统计有效,具有实用价值.     

青西区块裂缝性储层微观特征及意义

玉门油田青西区块下白垩统泥质岩类和白云岩类储层具有裂缝、孔洞和孔隙的复杂储渗空间,其毛管压力曲线明显呈阶梯状形态特征.根据裂缝、孔洞和孔隙的毛管压力曲线特征,可分别计算裂缝孔隙度、孔洞孔隙度和岩石孔隙度,以及裂缝宽度、连通孔洞的孔喉直径和连通孔隙的孔喉直径.根据毛管压力曲线上各储渗段的发育情况,玉门油田青西区块储层可分为裂缝-孔隙型、裂缝型、裂缝-孔洞型及裂缝-孔洞孔隙型.最后提出了反映裂缝性储层孔隙结构特点的参数-连通系数.     

预制混凝土T梁早期裂缝原因分析

以某公路大桥施工过程中一榀跨径40 m的预应力混凝土T梁开裂的工程实际为例,采用有限元方法探讨了结构的损伤原因.采用有限元软件建立了该预应力T梁的有限元模型,分析计算了结构浇注后张拉前这段时间的受力情况.模拟了结构的时变温度效应及其对结构承载能力的影响.通过系统的参数分析研究了结构产生裂缝的原因、机理及裂缝的特征.研究表明浇筑温差及混凝土自身水化热引起的温度应力是导致结构出现裂缝的主要原因.研究结论对预应力混凝土T梁的裂缝防治提出了具有实际意义的方法,可以适用于其它类似结构的开裂分析.     

竖向荷载下砖石古塔的损伤性能

以玄奘塔首层为原结构,分别采用原砖、1/4和1/8模型砖制作了3个1/8缩尺结构模型,进行受压试验,观测加载过程中结构裂缝发展特征,测试了结构荷载、位移及应变;并通过数值模拟,对比了3个模型受力及破坏形式,分析了古砖塔的受压破坏机理和损伤变化.研究结果表明:砖塔受压破坏过程包含沿灰缝开裂、裂缝扩展和延伸、裂缝贯通破坏3...     

混凝土裂缝特征参数的图形化定量分析新方法

为了定量化评估混凝土开裂问题,基于数字图像技术,提出一种混凝土裂缝的图形化提取方法.给出定量计算混凝土裂缝的面积、分形维数、长度、宽度等特征参数的算法,采用Matlab编写计算混凝土裂缝特征参数的应用程序.通过混凝土平板实验裂缝的计算分析表明,采用此新方法可以有效避免由于阈值的选取造成的误判和图像除噪过程,混凝土裂缝的图形化提取方法具有准确、方便、快捷的优点,特征参数的算法具有良好的计算精度.对混凝土裂缝分形维数的分析表明,混凝土的早期裂缝具有明显的分形特征.采用分形理论描述混凝土早期裂缝的不规则性是有效的,为混凝土裂缝的定量研究提供了有利的工具.     

SS400钢板表面纵裂纹分析及实验研究

针对SS40钢板在生产过程中产生的表面纵向裂纹现象进行研究与分析.结果表明,钢板表面纵向裂纹大部分分布在钢板宽度方向的2个1/4区域内,裂纹的长度一般在0.5~2 m,宽度均小于1 mm,深度为0.1~0.2mm.进一步分析后认为,该种表面缺陷产生于连铸结晶器内,在随后二冷区的强冷和加热炉的加热过程中,裂纹得到了进一步的扩展.     

Meso-damage cracking characteristics analysis for rock and soil aggregate with CT test

The aim of this paper is to investigate the damage cracking characteristics of rock and soil aggregate(RSA)by X-ray computed tomography(CT)under uniaxial compressive loading.The mean CT value for the region of interest(ROI)is used to analyze the cracking characteristics.Also,the mathematical morphology method based on the image threshold segmentation is used to obtain characteristic parameters of cracks to describe the cracking evolution of RSA.Results show that the elastic mismatch between rock blocks and soil matrix is the primary reason for RSA cracking.The mean CT value for the RSA specimen,rock block inclusions,and their adjacent soil regions decreases with the increasing stress level.However,it is more sensitive for block inclusions than soil regions.Using the image segmentation method,length,area and mean width of cracks obey to power function distribution.Crack statistical characteristics are closely related to the rock block’s distribution and morphology.These results may be useful to reveal the mesoscopic cracking mechanism,establish meso-damage evolution equation,and constitutive relation for RSA.     

大型混凝土底板温度与收缩裂缝分布特征计算

大型地下结构物的渗漏问题一直以来都较难解决,作为主要构件的混凝土底板其裂缝宽度和数量直接决定整个地下结构的渗漏严重程度,目前关于底板开裂后的裂缝分布特征研究还较少。作者以解析方法得出不断增大的温度及收缩效应下混凝土底板的裂缝出现位置、宽度及间距表达式,实现对裂缝分布特征的描述。假定滑脱钢筋表面受均匀摩擦力（为混凝土抗拉强度）,滑脱临界处混凝土为极限拉应变（约100×10^-6）的情况下,求解出钢筋拉力、滑脱长度、钢筋变形量等参数之间关系式。把滑脱钢筋作为边界条件,带入通解,计算第一条裂缝的宽度及新底板块体内位移和应力分布。在已发生裂缝位置和滑脱钢筋刚度恒定的情况下,从坐标原点和端部的块体向某裂缝处叠加计算,得出该处底板块体的新组合刚度和自由位移值,进而求解应力重分布后的裂缝宽度。持续增加温度与收缩应变,计算新裂缝出现后的底板块体组合刚度、最大拉应力值,存储已有裂缝位置和滑脱钢筋刚度,用于下步计算。循环计算过程,直至应变的上限值,得出整块底板的多条裂缝宽度和间距,建立大型混凝土底板温度与收缩裂缝分布特征的计算方法。最后以尺寸80 m×20 m×0.4 m的混凝土底板为例,持续施加0～350×10^-6的温度或收缩应变,实现裂缝5次出现时分布特征的计算。     

基于图像处理的混凝土裂缝的检测

结合数字图像处理技术，提出了判断混凝土裂纹的综合算法。对于混凝土裂纹图像，算法能够找出裂纹的走向、长度、平均宽度和最大宽度。用开启运算去掉裂纹图像的噪声，对裂纹进行细线化处理，由方向链码得到裂纹长度、平均宽度及裂纹走向，由斜率配合裂纹区域得到细线上每个点所对应的裂纹宽度以及最大宽度，对于复杂的多分支细小裂纹，算法难以处理，有待进一步完善。     

墙体浅层裂缝检测的数字化图像处理方法

数字图像处理技术应用于墙体浅层裂缝测量可获取数字化的裂缝信息,具有操作灵活、测量精度高等优点,可以克服传统墙体裂缝宽度测量技术的费时费力、精度不高等不足,具有广泛的应用前景。该文提出了一种新的基于神经网络进行图像分割的方法,对墙体裂缝图像进行提取,一定程度上克服了传统分割方法对背景图像的依赖性,减少了伪点和伪区域,降低了采用形态学算法带来的不准确性,提高了测量准确性;同时介绍了对墙体裂缝图像进行数字化处理的具体方法和流程。结合工程实例进行实验,结果表明该技术测量精确,操作方便,具有明显的工程意义和一定的实用价值。     

混凝土收缩裂缝几何特征及其对氯离子渗透的影响

为准确表达收缩裂缝的几何特征并分析其对混凝土中氯离子渗透规律的影响,通过对干缩开裂混凝土板进行取样,观测和统计分析了收缩裂缝的几何特征,并采用ASTM法研究了裂缝对混凝土中氯离子渗透的影响规律.结果表明:混凝土收缩裂缝存在显著的深宽比特征,其均值约为44.31,开裂角度均值约为2.6度;对比不同的裂缝宽度表征参量如最大宽度、最小宽度、平均宽度以及比表面积等与ASTM法6 h电通量关系后发现,最大宽度是表征裂缝对开裂混凝土渗透性影响的适宜参量;开裂混凝土中氯离子的渗透系数与裂缝最大宽度成正线性关系,并且当收缩裂缝宽度小于0.18 mm时,裂缝对渗透系数影响可以忽略.收缩裂缝的宽度变化会显著影响混凝土的抗渗性能,实际工程中应该根据混凝土保护层厚度来确定其容许的最大裂缝宽度.     

加强型预应力混凝土管桩抗弯剪性能试验研究

为有效解决普通预应力混凝土管桩抗弯（剪）性能较差的现状,研发了主筋加强型预应力混凝土管桩,并进行抗弯及抗剪性能方面的原型试验研究.抗弯试验结果显示：非预应力螺纹钢筋的配置较大幅度提高了预应力混凝土管桩的抗弯性能,且原有预应力钢筋配筋率越低效果越明显,但抗裂性能没有明显改善;螺纹钢筋的配置明显减小了桩身裂缝的长度和平均宽度,裂缝分布范围及数量有一定程度的增加.2种类型管桩的主要应力均位于跨中纯弯段内,裂缝出现以前跨中界面应变基本符合平截面假定,裂缝出现后中性轴上移.抗剪试验显示：非预应力螺纹钢筋的配置改变了桩身的应力和裂缝分布规律,较大幅度减小了管桩在剪力作用下的变形量,但抗剪承载力提高程度取决于原有预应力钢筋配筋率.对比试验结果说明此创新型管桩在抗弯及抗剪性能方面的优势是明显的.     

预应力混凝土桥底板纵向裂缝控制

为了减少预应力混凝土桥梁纵向裂缝的危害,研究和对比了中国规范（JTG D62 2004）、欧洲规范（ENV1994 2：1997）、英国规范（BS 5400 4：1990）和美国规范（AASHTO LRFD Bridge Design Specifications SI Units Third Edition 2004）中的相关条款,提出通过控制名义拉应力来控制预应力混凝土桥底板纵向裂缝的方案.某全比例模型试验被用于验证分析,其结果很好地验证了方法的可行性.研究结果表明,对于采用全预应力标准设计的桥梁结构,应采用控制名义拉应力的方法避免其纵向裂缝的产生,如无法布置横向预应力,则应积极采取构造措施来限制裂缝的宽度,使其最大宽度不超过0.10mm.     

非均匀锈蚀钢筋-混凝土黏结性能试验

为探究非均匀锈蚀对钢筋与混凝土黏结性能的劣化规律,浇筑了8榀钢筋混凝土梁试件,首先通过外加电流引入钢筋锈蚀;钢筋达到设计质量损失率后停止通电,记录混凝土表面锈胀裂缝开展情况;然后对梁试件施加三点弯曲荷载以测试其黏结性能;最后梁试件黏结破坏后,将黏结区锈蚀钢筋取出进行三维扫描测试。试验结果表明:钢筋锈蚀产物体积膨胀引起混凝土保护层产生沿纵向受拉钢筋轴线方向的锈胀裂缝,且混凝土表面最大锈胀裂缝宽度与钢筋质量损失率呈对数关系;锈蚀钢筋表面存在锈坑,随着钢筋质量损失率增加到10.3%,锈坑总长度、总宽度和总深度分别显著增加了68.27、40.21、9.98 mm,即锈坑总长度随钢筋质量损失率的增加变化最为显著。基于试验结果,建立了考虑非均匀锈蚀影响的钢筋与混凝土相对黏结强度退化模型以及质量损失率与混凝土表面最大锈胀裂缝宽度的相关关系模型;并据此提出了基于混凝土表面最大锈胀裂缝宽度的相对黏结强度计算模型,且验证了模型的有效性。