裂缝切口形式对混凝土楔入劈拉试件断裂韧度的影响

对4种不同预制裂缝切口形式的普通混凝土试件和碾压混凝土试件进行楔人劈拉试验,得到了各种工况下不同切口形式试件的断裂韧度.分析了预制裂缝切口形式对楔入劈拉试件断裂韧度的影响.试验结果表明:采用V型切口的试件断裂韧度最大,锯缝切口的试件次之,方形切口预埋缝试件断裂韧度最小,预埋钢片不取出的试件断裂韧度无明显规律性.几种预制裂缝切口形式下的楔人劈拉试件断裂韧度测试中,采用尖端V型的钢片预制裂缝效果较好.     

混凝土楔入劈拉试件预制裂缝类型对断裂能的影响

对4种不同预制裂缝切口形式的普通混凝土试件和碾压混凝土试件进行楔入劈拉试验,得到了各种工况下不同切口形式试件的断裂能.分析了预制裂缝切口形式对楔入劈拉试件断裂能的影响.试验结果表明:锯开形成切口的试件断裂能最大,切口形式为V型的试件次之,预埋钢片的试件再次之,而缝端有一定宽度的试件断裂能最小.预制裂缝切口形式对普通混凝...     

超高韧性水泥基复合材料疲劳裂纹扩展规律研究

采用尺寸为80mm×150mm×700mm和100mm×100mm×400mm预制裂缝缝高为50mm和60mm的试件,对不同缝高比的梁体进行疲劳试验,依据疲劳裂缝扩展规律的Paris公式,对UHTCC不同缝高比试件的疲劳裂纹扩展规律进行试验研究和计算。结果表明:大尺寸试件的疲劳裂纹扩展门槛值?Jth小于小尺寸试件,相同尺寸试件的缝高比越大,疲劳裂纹扩展门槛值越低,并计算出了缝高比为0.33、0.4试件的疲劳裂缝扩展速率的计算方法。     

既有裂缝混凝土的冻融劣化及损伤特性分析

采用预制裂缝的方法模拟实际工程中带裂缝混凝土,研究带裂缝混凝土在冻融循环条件下的损伤劣化过程及力学特性。通过对有、无预制裂缝的混凝土试件冻融循环后的表面变化观测、单轴压缩与弹性模量试验,研究冻融循环作用对有、无预制裂缝混凝土试件的弹性模量、轴心抗压强度、应力-应变关系的影响,得到了峰值应力与峰值应变随冻融循环次数的变化关系,结合损伤力学的方法分析预制裂缝对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:无裂缝试件在冻融后出现成片剥落、边缘缺角的表面变化,而预制裂缝试件在此基础上还出现了预制裂缝沿径向扩展、侧面萌生横向裂缝的现象;预制裂缝混凝土试件强度和弹性模量的损失率更大,得到了预制裂缝试件峰值应力与冻融循环次数的计算式;裂缝使混凝土损伤率大于无预制裂缝试件。     

高温下混凝土裂缝对温度场的影响

通过对带(预制)裂缝混凝土试件进行明火升温试验,研究高温下裂缝对混凝土温度场的影响.依据传热理论分析建立带裂缝混凝土试件截面温度计算模型,然后用数学软件MATLAB进行数值计算并与试验结果进行对比.结果表明:高温下裂缝区域的主要传热方式为热传导;相对于无裂缝处,有裂缝处测点温度更高;总体上测点的温度随裂缝宽度的增大而增大,远离裂缝的测点温度受裂缝的影响较小;不同测点的计算与实测升温曲线总体变化趋势一致,依据传热理论分析建立的带裂缝混凝土试件截面温度计算模型较为可靠.     

带有纤维增强复材拉结件的地聚物混凝土夹芯保温墙单面受火下温度场研究

预制混凝土夹芯保温墙体主要由内外混凝土叶板、核心保温板和连接内外叶板的拉结件构成。针对传统预制混凝土夹芯保温墙体进行了改进,采用了地聚物混凝土代替普通硅酸盐混凝土、BFRP筋代替钢筋,同时采用了新开发的六角筒型GFRP拉结件。共进行了5片预制混凝土夹芯保温墙体试件的单面受火试验以研究其温度场特性,测试参数为混凝土种类(地聚物混凝土和普通硅酸盐混凝土)、配筋种类(钢筋和BFRP筋)、叶板厚度(75 mm和100 mm)和拉结件种类(板式和六角筒型GFRP拉结件)。归纳对比了试验所得温度-受火时间曲线以及温度梯度曲线。同时基于通用有限元软件ANSYS进行了试件温度场的模拟分析。结果主要表明:1)地聚物混凝土试件在单面受火条件下的温度场特性与普通硅酸盐混凝土试件基本相同; 2)采用BFRP筋的试件整体温度场略低于采用钢筋的试件; 3)核心保温板具备较高的阻热性能,受明火约4 h后背火面叶板温度均低于247℃; 4)所建立的有限元模型可以较好地模拟预制混凝土夹芯保温墙体的温度场,为下一步墙体受火下力学性能的研究建立基础。     

使用损伤与高温耦合作用下钢筋混凝土梁火灾试验研究与数值分析

为研究不同裂缝宽度对钢筋混凝土梁抗火性能的影响,以混凝土裂缝最大宽度wmax为损伤指标,制作7个钢筋混凝土梁试件,加静载使其产生最大宽度为0.05 mm、0.10 mm、0.15 mm、0.20 mm、0.25 mm、0.30 mm的裂缝,模拟其正常使用时受力状态,并对其进行火灾试验。试验结果表明:不同试件相同位置测点升温大致相同,但截面历经最高温度相差较大,最大温差达到150℃;裂缝宽度越大,试件最终破坏时历经最高温度越小,挠度增长越快。采用ANSYS有限元软件分析梁截面的温度场分布,结果表明:由于初始损伤的存在,相同截面高度处,不同截面沿跨度方向的温度曲线出现波动,裂缝处尤为明显;同一截面,沿截面高度方向的温度曲线出现平台,且裂缝越宽,平台越长,使得截面高温承载力显著退化。提出了考虑裂缝影响的高温作用下混凝土梁承载力简化计算模型,较未考虑裂缝影响的高温作用下混凝土梁承载力的计算精度提高显著。     

叠合板增强型拼缝传力性能的试验研究

提出一种预制叠合板增强型拼缝连接方式,通过对1块不带拼缝和5块不同配置方式的叠合板试件的静载试验,观察叠合板试件从裂缝开始出现到破坏状态的全过程,并对试件在各级荷载下挠度、抗弯承载力变化及塑性铰开展情况进行分析。结果表明:采用增强型拼缝连接,叠合板刚度得到提高,挠度均有所减小;承载能力得到不同程度的提高(13.3%~25.2%);裂缝不再最先出现在拼缝处,达到破坏标志(裂缝达到1.5 mm)时,板最大裂缝处未出现塑性铰;采用增强型拼缝可以实现预制叠合板的双向受力。在此基础上提出了双向叠合式楼板应用的建议。     

火灾中开裂混凝土试件的热场研究

<正>华南理工大学和西安建筑科技大学的研究人员完成了裂缝影响混凝土试件温度分布的试验研究和分析。试验设计考虑的实际情况为地震后受火灾影响的混凝土试件。试验包括9个带有预制裂缝的混凝土试件和1个没有预制裂缝的对比混凝土试件。试件的受火时间均为90min,试验参     

水性渗透结晶材料对混凝土裂缝修复性能的影响研究

为研究水性渗透结晶材料对裂缝修复性能的影响,测试了不同养护湿度、龄期及预制裂缝宽度下混凝土的跨缝超声声速和沿缝劈裂抗拉强度,并对裂缝处混凝土进行SEM和XRD测试。结果表明,水性渗透结晶材料对混凝土裂缝具有较好的修复性能。随着养护龄期延长,试件的超声声速和劈裂抗拉强度均有所提高,其中养护湿度越大提高越明显,混凝土裂缝处修复效果越好;在相对湿度较高(85%、100%)时,水性渗透结晶材料能有效修复0.3 mm以内的裂缝;在相对湿度较低(40%)或裂缝宽度≥0.5 mm时的修复效果不显著;该材料使预制裂缝处形成了大量针状和线状的碳酸镁钙晶体,结晶机理与沉淀反应结晶机理类似。     

Edge crack growth of mortar plate specimens under uniaxial loading tests

In this paper, a compression-to-tension conversion technique is developed by applying predominant mode I loading test, using a servo-controlled compression system. The technique is applied to thin mortar plate specimens of different widths that include a prefabricated crack on either a single side to facilitate unilateral crack propagation, or prefabricated cracks positioned on both sides asymmetrically with respect to the specimen midpoint to facilitate bilateral crack propagation under direct tensile stress with a loading rate of 0.001 mm/s. The results show that the main pathways of unilateral crack propagation governing specimen failure are fluctuated locally, but present an approximately straight line overall in the absence of pre-existing internal defects. However, the pathways of bilateral crack propagation are relatively complex, although they present similar characteristics. Analysis results suggest that bilateral crack propagation can be basically divided into three stages, i.e. a stage of linear propagation, a stage representing deviation from the other crack, and a stage where one crack approaches either the other crack or approaches the opposite edge of the specimen, and thereby forming a continuous crack through the specimen. In addition, the stress–strain curves of bilateral crack specimens do not vary significantly around the point of peak stress prior to specimen failure, which means that the specimens do not fail instantaneously.     

泡沫玻璃外墙外保温系统温度场的数值模拟

计算数据来源于泡沫玻璃外墙外保温系统墙体大型耐候性试验,结合COMSOL软件分别对泡沫玻璃外墙外保温系统耐候性试验的高温—淋水循环和加热—冷冻循环进行了数值模拟,以在耐候性试验机箱体内的环境实时温度作为试验墙体的温度条件,墙体内外表面考虑对流换热边界条件,忽略热辐射的影响,并且忽略层间热阻.对泡沫玻璃外保温系统的主要功能层沿厚度方向和同一层平面不同位置的温度场进行比较,模拟结果表明泡沫玻璃外保温系统具有良好的保温作用,窗户等周围部位是外保温墙体的薄弱位置,温度场和温度应力变化较大,易产生裂缝,在实际工程中应给予重视.     

混凝土裂缝处碳化深度计算模型

普通钢筋混凝土结构一般都是带裂缝工作,裂缝的存在会使CO_2更易侵入混凝土内部,加速混凝土的碳化,对结构的耐久性不利。结合已有研究成果,定义了裂缝对混凝土碳化的影响系数γc,通过对预制裂缝的砂浆及混凝土试件进行碳化试验,分析了水灰比、碳化时间、环境相对湿度、裂缝宽度、裂缝深度对γc的影响,得出裂缝处混凝土碳化深度计算模型,并通过实际工程进行了验证。结果表明,裂缝宽度范围为0.06~0.7mm时,模型均适用,且桥梁运营时间对γc影响不显著。     

严寒地区XPS板外墙外保温系统温度应力模拟研究

通过对薄抹灰与厚抹灰两种构造形式的XPS板外墙外保温系统进行温度应力模拟分析,选出适合于严寒地区使用的构造。利用有限元分析方法,模拟在不同温度工况下,两种构造在面层材料、XPS板厚度与拼接方式等变化时相应的温度应力状况,并对模拟数据进行比较分析。薄抹灰XPS板外墙保温构造在外界环境温度变化时,其面层砂浆产生的应力明显超过添加胶粉聚苯颗粒的厚抹灰构造,厚抹灰构造使抗裂砂浆面层的温度应力有所减小,系统抗裂能力得到提高。胶粉聚苯颗粒层达到20 mm以上的厚抹灰构造,其温度应力变化可满足系统抗裂要求,适合在严寒地区应用。     

不同加载速率下CFRP加固混凝土梁动态力学性能试验研究

混凝土动态力学行为具有明显的率相关性,为此对CFRP加固混凝土梁试件开展了4种加载速率(0.1、0.01、0.001mm/s和0.0005mm/s)下的力学性能试验，通过位移控制的单调加载方式研究不同加载速率对CFRP加固混凝土梁试件的破坏过程、荷载-裂缝张口位移曲线、断裂能和延性指数的影响。基于实时、动态的声发射无损检测技术，对不同加载速率下CFRP加固混凝土梁断裂过程中的声发射参量进行识别和采集，从声发射角度分析了CFRP加固混凝土梁的受力特性。结果表明：低加载速率下，试件侧面预制缝附近伴有其他裂缝产生，且加载速率越低，其裂缝越明显；CFRP加固混凝土梁的开裂、极限、破坏荷载随加载速率的提高而增大；随着加载速率的提高，CFRP加固混凝土梁的断裂能和延性指数均明显增大；声发射累积振铃计数随加载速率的提高而增大。     

新型预制复合墙板农居结构热工性能试验研究

为研究四川大学预制住宅课题组提出的新型预制复合墙板住宅体系下的农村住宅围护结构的保温隔热性能,通过模型试验方法对新型预制复合墙板农居结构的热工性能进行了测试分析研究;并将其传热系数的试验结果与理论计算值进行了对比分析。研究结果表明:采用200 mm厚的新型预制复合墙板能够使农村住宅满足夏热冬冷地区农村居住建筑的节能标准和要求;增加混凝土层或保温层厚度可进一步提高热惰性指标和降低传热系数,从而使新型预制复合墙板达到更好的保温隔热效果。     

预制夹心混凝土墙板热工性能研究

通过研究不同种类及厚度的夹心保温材料、拉结件布置数量及保温板缝隙宽度,分析了其对预制夹心混凝土墙板传热系数的影响。结果表明:夹心层保温材料导热系数越小、夹心层越厚,预制夹心混凝土墙板传热系数越小;非金属拉结件对夹心墙板传热系数的影响约为1.3%～3.2%,夹心层厚度越厚,墙板传热系数越小,拉结件影响越大;夹心层保温板采用定制式保温板可有效降低保温板缝隙对预制墙板传热系数的影响,计算结果可为预制夹心墙板的热工设计提供依据。     

节理岩桥裂纹扩展的热红外前兆信息研究

由于岩质边坡内部锁固段岩桥应力聚集较高,含节理的岩质边坡易发生突发性失稳。对含不同岩桥长度花岗岩试件开展单轴试验,采用红外热像仪全程监测,研究岩质边坡破裂前的热红外热像和温度变化特征,并借助声发射和高速摄像机分析裂纹开展源、裂纹扩展趋势、声发射特征及演变机制。研究表明:岩桥试件破裂前存在两种热红外前兆,未来破裂处热像异常前兆和热红外平均温度-时间曲线异常;热红外前兆出现时间提前于声发射前兆,随着岩桥长度的增加,热红外前兆提前性变得更为突出;下部预制节理裂隙尖端处的热像变化可以预测未来裂纹扩展方向,定位表面裂纹开展源头;利用断裂力学应变能密度因子理论,揭示了单轴应力状态下岩桥长度对起裂扩展的影响机制。热红外前兆相较于其他前兆形式更提前可靠,采用红外热像仪监测岩桥试件破裂前的变化特征,研究结果为节理岩质边坡的防治提供理论依据。     

超长无缝高层建筑温度场分析研究

本文根据钢筋混凝土高层建筑超长结构无缝设计的特点,对其意义和主要技术难点进行了系统分析,提出了一维非稳态温度场的分析模型和数值计算方法,并对河南信息广场工程的屋盖和墙面温度场进行了数值计算分析。计算结果表明,超长结构在温度荷载作用下最危险期是在结构施工后期,即结构形成整体但屋面和墙面还没有进行保温材料施工这一阶段,使用阶段建筑物结构构件表面的温度场数值是很小的。性能可靠的保温隔热材料的合理使用和其它建筑物裂缝控制综合集成技术措施的正确实施,如后浇施工缝、首层和顶层楼板施加预应力、预制墙体材料将结构主要受力构件覆盖、加强建筑物屋面保温材料做法等,建筑物超长无缝设计的结构裂缝是可以得到有效控制的。     

预制直埋管道热损失的数值模拟分析

本文针对聚氨酯预制直埋保温管道的散热损失进行了数值模拟研究,并利用工程实例予以验证。同时对影响直埋保温管散热损失的相关因素进行分析,探讨了不同条件对直埋保温管道散热损失的影响。研究结果表明：直埋保温管道散热损失随着介质流速的增加、保温层热导率的减小和管道埋深的增加而减小,同时地表温度受供回水管的影响也随之减小。