UHTCC/RC复合梁剪切性能试验研究

超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)以其多重细密稳态开裂模式在宏观上展现出拉应变硬化特征,具有优异的裂缝控制能力,可用作修补材料。采用UHTCC替代部分受拉区混凝土对有腹筋UHTCC/RC复合梁进行了剪切性能研究。试验变量为UHTCC层厚度。结果表明:不同UHTCC层厚度的UHTCC/RC复合梁,其抗剪承载力均明显高于RC对比梁;即便配置较密集的箍筋,仍然无法阻止界面剥离,但可以避免界面剥离产生的荷载抖降;UHTCC能够限制和分散上层混凝土中的裂缝。最后,给出了UHTCC/RC复合梁在实际应用中的建议。     

UHTCC三点弯曲梁裂纹扩展的数值模拟研究

为了探究超高韧性水泥基复合材料(简称UHTCC)断裂性能,选取三点弯曲梁作为研究对象,应用ABAQUS软件中的扩展有限元方法(XFEM)分析模块,模拟分析了加载条件下三点弯曲梁的裂纹扩展过程和规律,并进行了UHTCC力学参数敏感性分析。根据数值模拟结果,分析了三点弯曲梁的起裂荷载、失稳最大荷载、起裂韧度、临界等效裂缝长度、失稳断裂韧度等指标。结果表明,数值模拟结果与物理试验结果总体一致,UHTCC比普通混凝土具有很好的抗开裂能力和延性;在弹性模量、抗拉强度、断裂能参数原值的基础上,分别提高30%和降低30%。分析了3个力学参数对三点弯曲梁的起裂荷载、失稳最大荷载及其对应的裂缝张开位移影响程度。参数敏感性分析结果表明,弹性模量愈小,抗拉强度愈大,材料断裂失稳延性愈明显,而断裂能对断裂失稳延展性影响不明显。研究成果为UHTCC的材料设计、推广应用以及相应的结构分析等具有参考价值。     

喷射UHTCC与混凝土界面的Ⅱ型断裂试验研究

使用喷射超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composites,UHTCC)加固和修补水工混凝土结构具有广阔的应用前景。为评估加固效果,采用喷射UHTCC和既有混凝土制备成的两端无切口剪切型断裂复合试件,开展单边加载剪切型断裂试验,测试两种材料的界面剪切型断裂韧度。对既有混凝土表面分别采用高压水枪冲洗、人工凿毛和涂抹界面剂三种不同的处理方法,并对比研究喷射UHTCC和浇筑UHTCC两种施工工艺,探究不同因素对复合试件界面剪切型断裂韧度的影响。试验结果表明:喷射UHTCC与既有混凝土之间黏结性能良好;界面粗糙度对界面剪切型断裂韧度无显著影响;涂抹界面剂会使界面剪切型断裂韧度显著下降;喷射UHTCC制备的复合试件其界面剪切型断裂韧度高于浇筑UHTCC制备的复合试件。喷射UHTCC技术可对水工混凝土结构进行有效的加固和修复。     

钢纤维钢筋混凝土短梁的弯曲性能试验研究

通过对不同钢纤维体积率下的受弯试件测试的钢筋和混凝土的应变、荷载~跨中挠度曲线、各级荷载作用下的最大裂缝宽度、裂缝的发展、正截面开裂荷载以及极限荷载等的分析,重点研究了钢纤维体积率与跨高比对钢筋钢纤维混凝土短梁受弯性能的影响,并得出了一些有意义的结论。     

疲劳荷载下纤维编织网增强混凝土加固RC 梁的弯曲性能

为了研究纤维编织网增强混凝土(TRC)加固方式、配网率、梁的损伤程度对TRC加固RC梁疲劳性能的影响,对7根梁进行了弯曲疲劳试验。其中,1根梁不加固、3根梁采用三面加固(U型加固)、3根梁采用单面加固。试验结果表明:TRC加固梁在疲劳荷载作用下与其在静载作用下有着不同的破坏形态。加固梁的疲劳寿命与配网率的大小有关,当配网率较低时,加固梁的疲劳寿命与未加固梁的几乎相当;当配网率大于某一值时,加固梁的疲劳寿命随着配网率的增大而提高。同样配网率下,单面加固方式对疲劳寿命的提高、纯弯段弯曲裂缝的控制优于U型加固,而U型加固对斜裂缝的控制优于单面加固。TRC对损伤梁有较好的加固效果,损伤程度的大小会影响梁加固后的疲劳寿命。     

纯弯曲混凝土梁的性能研究

本文应用损伤力学和材料力学的理论和方法研究了纯弯曲混凝土梁的一些性能,得到了梁破坏时的极限弯矩及梁中底部的损伤值;导出了绘制弯矩-梁中点挠度的全曲线的解析表达式,利用这些表达式,可在普通的试验机上,通过纯弯曲实验,得到简化为双直线的混凝土拉伸应力-应变全曲线,文末还给出了实验结果。     

部分钢纤维混凝土梁弯曲性能研究

根据收集到的国外部分我钢纤维混凝土梁弯曲性能的试验成果,讨论了钢纤维混凝土层厚度、钢纤维体积率对部分钢纤维混凝土梁抗折强度的影响;并把试验研究成果与理论分析相结合,提出了考虑钢纤维含量特征参数影响的部分钢纤维混凝土梁纤维增强层界限高度及抗折强度的计算方法及其相应的计算公式。     

CFRP与钢板加固RC梁滞回性能有限元分析研究

采用ANSYS有限元分析软件,通过模拟低周反复荷载试验,分别对1根CFRP加固RC梁和1根钢板加固RC梁的抗震性能进行了探究。研究表明：建立合理的有限元分析模型,采取合理的求解策略,可以得出较好的滞回曲线图形,从而证实了钢板加固RC梁比CFRP加固的RC梁的抗震性能优良的结论。     

侧贴碳纤维布加固RC梁的抗弯性能研究

对侧面粘贴碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行了抗弯性能试验,分析加固量以及加固形式对加固效果的影响.结果表明:侧面粘贴碳纤维布进行加固的构件承载力有明显的提高,随着加固量的增大,侧面粘贴的构件较底面粘贴的构件具有更好的加固效果,并表现出较好的延性.     

高温下复合砂浆钢筋网加固RC梁截面温度场分布研究

复合砂浆钢筋网加固RC梁是一种新型的加固方法,与其他方法相比,具有耐火性能方面的优势,为研究其高温性能,通过试验研究了复合砂浆钢筋网加固钢筋混凝土梁截面温度场分布,并用AN-SYS有限元软件进行模拟对比分析,得到了一些有用结论,为复合砂浆钢筋网加固梁高温性能的更深一步研究提供参考。     

土工膜/GCL界面多级加荷剪切性能的试验研究

土工膜作为一种防渗材料已广泛应用于工程和环保领域,但在施工铺设过程中的损伤会降低其抗剪强度。利用大型直剪仪进行土工膜(GM)与膨润土防水毯(GCL)界面多级加荷剪切与直接剪切试验,探究加载对土工膜抗剪强度的影响。试验结果表明多级加荷剪切峰值强度较小于直接剪切峰值强度,2种剪切方式界面均表现出明显的应变软化特性;正应力为7.1~52.1 kPa时,多级加荷剪切峰值强度和残余强度分别与直接剪切峰值强度和残余强度均较为接近;大正应力下的重复剪切对土工膜损伤有较大影响,当正应力大于102.1 kPa,多级加荷剪切峰值摩擦角降低了7.05°,残余摩擦角降低了3.09°。     

水性环氧砂浆与混凝土界面剪切性能试验研究

针对水泥基修补材料与混凝土界面剪切强度没有标准测试方法的问题,设计了一种双L直剪试验装置,该装置能够有效避免弯曲应力的影响,使界面处发生纯剪破坏。采用该装置试验研究了混凝土表面粗糙度、含水率和界面剂类型对砂浆-混凝土界面剪切强度的影响。结果表明：适度的粗糙处理有利于剪切强度的提高,粗糙度过大剪切强度反而降低;混凝土表面含水率越高,界面剪切强度越低,含水率对剪切强度影响显著;使用界面剂能够加强界面过渡区的结构,依据混凝土表面干湿情况选取合适的界面剂有助于黏结界面抗剪性能的提高。     

BFRP与CFRP加固混凝土梁抗弯性能试验研究

通过6根BFRP加固梁和3根CFRP加固梁的抗弯性能对比试验,分析了FRP类型、FRP粘贴层数和混凝土强度等级对加固梁抗弯性能的影响。试验结果表明,梁的抗弯承载力和抗弯刚度随FRP强度、FRP粘贴层数及混凝土强度等级的增加而提高,但不成线性关系;U型箍锚固量相同的情况下,CFRP加固梁较BFRP加固梁更容易发生锚固失效;对于加固梁承载力的加固效果,粘贴1层CFRP布优于粘贴1层BFRP布,但劣于粘贴2层BFRP布。     

负载锈蚀钢筋混凝土梁变形 性能试验研究

通过对不同负荷条件下锈蚀梁的承载力试验,探讨了持荷大小与试件内钢筋锈蚀程度间的关系,分析了钢筋锈蚀率大小对混凝土梁变形性能的影响规律。研究结果表明：负载作用对钢筋锈蚀有促进作用;混凝土强度的后期增长能有效地弥补锈蚀对梁变形造成的不利影响;混凝土强度相近时,随钢筋锈蚀程度增加,锈蚀梁跨中挠度增大,挠度计算时应考虑粘结性能退化引起的抗弯刚度降低的影响。     

不同尺寸混凝土三点弯曲梁试件断裂过程试验研究

为探讨不同尺寸混凝土三点弯曲梁试件断裂过程的差异性及其尺寸效应,设计了高度为0.25 m、0.30 m、0.40 m、0.50 m的4组16根不同尺寸混凝土三点弯曲梁试件,对其进行全过程断裂试验,并分析了荷载~张口位移曲线、起裂和失稳荷载、起裂和失稳韧度等断裂参数的变化。结合双K断裂韧度计算方法,得到不同尺寸混凝土三点弯曲梁试件的起裂韧度和失稳韧度。结果表明:不同尺寸混凝土试件断裂过程具有差异性;起裂韧度不随试件高度的增加而变化,失稳断裂韧度随试件高度的增加而增大。试件高度从0.25 m增加到0.50 m时,失稳韧度增加了0.40 MPa·m1/2。     

长周期干湿交替下预应力CFRP加固RC梁的抗弯性能

为了研究长周期干湿交替环境对预应力ＣＦＲＰ加固ＲＣ梁的抗弯性能影响,对4组试件进行干湿循环的实验,次数设计为0次、70次、140次、280次,预应力水平均为ＣＦＲＰ材料抗拉强度标准值的30％。结果表明,干湿交替70次、140次、280次后,试件的极限荷载下降比例分别为8．3％、15．7％以及23．7％,跨中极限挠度下降比例分别为8．4％、30．6％和33．2％,延性系数分别下降了7．6％、37．9％和41．5％;ＣＦＲＰ极限应变在经历了280次干湿交替后减少了48％,材料利用率大幅降低,且加固试件脆性破坏现象更加明显。这些结果表明长周期的干湿交替会对预应力ＣＦＲＰ加固ＲＣ梁的抗弯性能造成显著损害。     

复合土工膜-垫层材料界面摩擦特性试验研究

复合土工膜防渗结构界面摩擦特性对工程的安全稳定性至关重要。为探寻复合土工膜-垫层界面摩擦特性,进行了室内直剪摩擦试验、斜板试验、室内拖板试验及现场原位试验,并统计分析一布一膜、二布一膜与砂浆垫层及砂砾石垫层的界面摩擦性能。结果表明：对于不同垫层材料,砂砾石垫层界面摩擦特性较优,比砂浆界面的摩擦角和凝聚力分别大5.0°和4.2 kPa;对不同类型的复合土工膜,二布一膜比一布一膜的界面摩擦角和凝聚力分别大3.4°和1.2 kPa;在不同试验中,直剪摩擦试验与斜板试验结果相近,与拖板试验相比摩擦角偏小约30%,凝聚力偏低约4～6 kPa;拖板试验结果与原位试验相近。因此,在防渗结构的设计中,垫层宜采用散粒体材料,复合土工膜宜选用二布一膜,并以拖板试验结果进行评定。     

后掺骨料混凝土梁抗弯性能试验研究

后掺骨料混凝土是将粗骨料嵌锁技术应用于结构工程的一种新的尝试,它能够有效改善泵送 混凝土的早期开裂问题并降低工程成本。目前国内外缺少对于此种混凝土构件抗弯性能的研究。通过 对6根后掺骨料抛填率不同的简支梁进行抗弯试验,探讨了后掺骨料混凝土受弯构件的抗弯性能。结 果表明:后掺骨料混凝土梁正截面平均应变仍服从平截面假定;受弯破坏的过程仍分为弹性、带裂缝工 作和屈服三个阶段;Ｃ40泵送混凝土的最佳后掺粗骨料抛填率为20％。     

装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能试验研究

为验证装配式钢筋混凝土梁螺栓连接的合理性和可行性。按工程中常见的梁尺寸,等比例设计并制作3个试验构件,通过控制试件节点处的高强螺栓规格进行对比,对3根足尺试验梁进行静力加载试验与分析,来研究装配式钢筋混凝土梁螺栓连接受力性能。通过观察试验过程、分析试验结果,对比分析各试验试件的破坏形态、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、刚度变化、挠度实测值、延性等力学性能指标。结果表明：新型试验梁的破坏形式为适筋破坏,满足适筋梁正截面受弯三个受力阶段,破坏位置出现在螺栓连接节点外混凝土处10 cm～15 cm,梁支座处及节点核心区未发生破坏。节点传力性能良好,承载力高,受力性能好,此新型梁螺栓连接合理、可行。螺栓规格的降低使构件承载力下降,初始刚度变化较小。研究结果可为类似梁螺栓连接提供参考依据。