不同类型混凝土冻融循环超声波损伤模型研究

对普通混凝土、钢纤维混凝土和矿渣粉煤灰钢纤维混凝土进行了快速冻融循环试验,研究了不同类型混凝土冻融循环破坏的表观特征,分析了钢纤维和矿渣粉煤灰在混凝土冻融循环过程中的作用机理。对试验参数进行了拟合分析,建立了以动弹性模量和超声波波速为变量的混凝土冻融损伤模型。试验结果表明:钢纤维的掺入可以有效地提高混凝土抗冻融能力;粉煤灰可以改善混凝土抗渗性能,减缓其在冻融过程中的质量损失;通过试验数据对比分析发现,以超声波波速为变量的损伤模型精度高,数据检测方便快捷,比动弹性模量法更适用于实际工作中的冻融损伤评估。     

混凝土早龄期弹性模量无损检测初探

利用超声波无损检测方法测定混凝土的早龄期弹性模量,研究了混凝土的密度、通过试件的波速以及混凝土的泊松比三个因素对早龄期弹性模量的影响.研究结果表明:混凝土自身密度和泊松比对其弹性模量测定值产生的影响较小,而超波波速对其的影响最大.     

混凝土普通砖砌体弹性模量试验研究

通过对混凝土普通砖砌体受压试验结果的对比和分析,讨论了混凝土普通砖砌体在竖向压力作用下裂缝的发展特点和变形规律;得出了混凝土普通砖砌体弹性模量、泊松比计算公式.结果表明,混凝土普通砖砌体弹性模量随着砂浆强度等级的提高而提高.并与粘土砖砌体的弹性模量公式进行对比分析,得知弹性模量的试验值是收敛的、可靠的,作为承重的新型墙体材料,混凝土普通砖砌体有较好的抵御变形的能力.     

新型自保温混凝土砌块砌体弹性模量的试验研究

通过6个新型自保温混凝土砌块砌体试件的弹性模量试验,对自保温混凝土砌块砌体受压应力-应变曲线的特点进行了较为细致的分析;提出了自保温混凝土砌块砌体弹性模量的建议计算公式,可为自保温混凝土砌块的工程设计及应用提供参考;将弹性模量的试验结果与公式计算值、规范值进行深入的比较分析,从而得到弹性模量的试验数据是收敛的、可靠的.同时,由于自保温混凝土砌块砌体的弹性模量试验值大于同条件下混凝土空心砌块砌体的弹性模量,说明该自保温混凝土砌块有较好的抗变形能力,可替代同条件下普通混凝土空心砌块.     

利用兰姆波检测混凝土板的材料特性

基于弹性波理论并结合边界条件,建立了兰姆波在无限大混凝土板中传播的波速方程。通过数值计算获得了兰姆波波速随频率变化的色散关系,并提出了混凝土板兰姆波检测中最佳检测模态的选取方法和混凝土板动弹性模量的分析方法。研究结果表明混凝土板中存在多个兰姆波振动模态以及相应的波速,并且有些模态的波速和动弹性模量之间存在对应关系。这里获得的结果可以为混凝土板的超声表征和检测提供理论依据。     

再生混凝土的弹性模量统计分析

对目前国内再生混凝土弹性模量试验结果进行了搜集整理,建立了再生混凝土弹性模量数据库。在此基础上,分析了再生混凝土弹性模量的基本特征,探讨了普通混凝土弹性模量计算公式对于再生混凝土的适用性。研究结果表明,普通混凝土弹性模量计算公式不适用于再生混凝土;基于试验数据的统计分析,建议了再生混凝土弹性模量的计算公式,该公式计算结果与试验结果吻合良好。利用给出的计算公式,对各强度等级再生混凝土弹性模量的取值给出了建议。     

普通混凝土与轻集料混凝土的受压动力性能

为探究混凝土结构的动力特性,对轻集料混凝土与普通混凝土进行了10种应变率下的单轴受压动力性能试验,得到了2种混凝土应力-应变曲线及不同工况下的破坏形态特征.根据试验所得应力-应变曲线提取试件的峰值应力、峰值应变和弹性模量,同时对不同加载工况下试件破坏形态进行动力特征对比分析.结果表明:静动力应变率下普通混凝土的破坏形态主要是黏结材料破坏,而轻集料混凝土的破坏形态主要是轻骨料剪切破坏;随着应变率的提高,2种混凝土峰值应力、弹性模量均有明显提高,但轻集料混凝土较普通混凝土受加载应变率的动力影响更为明显;普通混凝土、轻集料混凝土峰值应变随应变率变化较小但其离散性较大.同时根据试验结果建立了普通混凝土与轻集料混凝土的应变率与峰值应力、弹性模量的关系公式,峰值应力和弹性模量经无量纲化处理后的值与相对应变率的对数值成线性关系.     

C40自密实再生混凝土的力学性能试验研究

设计了C40自密实混凝土,并采用再生粗骨料分别取代天然粗骨料的50%和75%制备了自密实再生混凝土,测试了自密实再生混凝土的立方体和棱柱体抗压强度及静弹性模量,并将自密实再生混凝土的静弹性模量实测值与计算值进行了比较。结果表明,不同再生粗骨料取代率对自密实再生混凝土立方体抗压强度的影响不大。随着自密实混凝土中再生粗骨料的取代率逐渐增加,自密实再生混凝土的棱柱体抗压强度逐渐降低。自密实再生混凝土的静弹性模量只有普通混凝土的60%左右。规范中普通混凝土的静弹性模量计算公式不适用于自密实再生混凝土。     

混凝土的抗剪强度、剪切模量和弹性模量

对混凝土的抗剪强度、静力及动力剪切模量和弹性模量作了实验研究分析。混凝土的抗剪强度和抗压强度之比,随混凝土的强度而异,其值约为０．０９５～０．１２１。混凝土的劈裂抗拉强度通常小于抗剪强度。混凝土经静力或动力实测试验,其剪切模量和弹性模量之比约为０．４０。静力正割剪切模量系由抗扭试验的扭矩－转动曲线决定。高强混凝土的静力剪切模量和动力剪切模量值较接近普通混凝土,混凝土的弹性模量亦然。     

长龄期再生混凝土弹性模量及泊松比试验研究

为了揭示与时间效应相关的再生混凝土本构特性,制作了33个再生混凝土棱柱体试件进行单轴抗压试验,重点考察了经历两年静置的再生混凝土试件弹性模量及泊松比的变化规律,并提出了相关建议公式。结果表明:随着骨料取代率提高,再生混凝土的脆性性质较为显著;由于时间控制起了很大的作用,再生混凝土的轴心抗压强度和弹性模量较之普通混凝土及标准龄期计算值有较大提高;泊松比的变化不明显,其值相对稳定,且在高取代率时其泊松比数值比普通混凝土有所降低。     

锚杆锚固体系中的固结波速研究

 采用理论分析、数值模拟和实验室测试对不同锚固质量锚杆中的应力波在锚固段的传播速度进行分析。模拟试验中采用不同龄期的混凝土模拟不同锚固强度,数值模拟中通过改变弹性模量和泊松比实现改变锚固强度。数值模拟和试验模拟结果定性吻合;都显示锚杆中锚固段的应力波波速(固结波速)和锚固介质的强度直接相关,固结波速和锚固介质强度之间成抛物线关系。起初固结波速随锚固介质强度的增加而减少,到达最底点后随着锚固介质强度的增加而增加。用数值模拟结果对产生这种现象的本质原因进行分析讨论。模拟显示固结波速随锚固介质强度的变化是由锚杆中的P波以及锚杆和锚固介质界面处产生的界面波此消彼长而引起的。     

基于超声波测试的冻融循环作用下混凝土强度损伤演变研究

针对高寒地区混凝土抗冻耐久性问题,在混凝土中加入不同掺量的粉煤灰研究其抗冻性能,通过非金属声波检测仪进行冻融循环过程中混凝土强度无损测试,研究了冻融循环作用下混凝土强度损伤和动弹性力学参数的演化特征,分析了冻融循环过程中混凝土声波波速与力学性能变化规律。研究结果表明:掺入引气剂能够提高混凝土的抗冻性,相同引气剂掺量下,粉煤灰掺量为10%的混凝土抗冻性较好;冻融循环过程中,超声波纵波波速、横波波速与动弹性模量、动剪切模量均随着冻融循环次数的增加呈相似性衰减,且存在较高相关性。     

用超声纵波换能器测量混凝土动弹模量

选用普通超声纵波换能器并运用超声波平测法检测技术测量了混凝土的动弹模量;提出了一种取不同测距的接收波波峰相关散点、回归计算表面波的新方案;并验证了它能克服并排除试件底面及边界上的反射纵波对直达表面波的干扰.在同一试件上直接比对超声法、敲击法所测定的混凝土动弹模量的结果相当一致.     

龙游石窟砂岩在不同含水状态下的弹性波速与力学性能

 为研究水环境变化对龙游石窟风化破坏的影响,进行不同含水状态下砂岩的力学性能和弹性波测试,分析在不同含水条件下砂岩的应力–应变曲线、峰值强度和弹性模量的变化规律。分析结果表明：含水率对岩石的应力–应变曲线、峰值强度和弹性模量等力学性质有显著影响,随着含水率的增加,应变软化特性弱化,峰值强度和弹性模量呈指数减少。弹性波速的测试结果表明,单轴抗压强度与波速具有线性关系;含水率为1.5％时,弹性波速出现反常,降低到一个很低的值,主要原因是砂岩中含有较多膨胀性的黏土矿物;各向异性受含水率的影响并不明显;干燥、稳定的环境有利于洞室的保护。     

岩体软弱夹层的弹性模量动力测试方法

 针对岩体软弱夹层的力学参数具有渐变性,假设软弱夹层的损伤度按照二次曲线规律变化,建立应力波在软弱夹层的传播模型,研究应力波的波形变化规律,提出软弱夹层弹性模量的动力测试方法。现场试验研究表明：当采用波形变化系数量化入射侧的计算波形和实测波形差异时,随着软弱夹层峰值损伤度增加,波形变化系数先减小后再增加,波形变化系数为最小值时,入射侧的计算波形和实测波形非常接近;随着子波主频增加,软弱夹层的动态弹性模量近似成线性增加,通过线性拟合求得了软弱夹层的静态峰值弹性模量为0.74 GPa;基于变形相等原则计算得本次试验的软弱夹层的等效动态弹性模量为4.24 GPa,采用波速法测试得夹层动态弹性模量为4.70 GPa,波速法测试结果与等效动态弹性模量相近,表明该方法测试结果合理。     

混凝土抗压强度和弹性模量与其超声声速之间关系的试验研究

在混凝土超声无损检测法的基础上，本文对三种强度等级，各龄期的混凝土试块进行超声波测试，并同时进行抗压强度和弹性模量试验，由试验数据经回归分析得到了抗压强度、弹性模量和超声声速之间的函数关系，为用超声法测试混凝土抗压强度和弹性模量提供了一定的试验数据和参考依据。     

超声纵波测量冻土动弹性模量的试验研究

超声波在介质中的传播速度反映了介质的物理力学性质。本文运用普通纵波换能器测定了不同含水率的冻结粉质粘土在不同温度下的纵波和表面波速度,从而测定并计算冻土的动弹性模量和泊松比。其中表面波速度采用的是一种用接收波波峰相关散点回归来计算的新方案,能够有效排除边界和底面反射波的影响。试验和计算结果表明：冻结粉质粘土的泊松比随温度升高和含水率增加而增大;动弹性模量在试验含水率的范围内随含水率的增大而减小。     

冻融循环作用下混凝土的冲击波传播特性

通过室内试验,研究了混凝土冻融循环次数、水灰比对其质量损失率、动弹性模量及冲击波波速的影响,同时分析了采用冲击回波法测试混凝土动弹性模量的可行性.结果表明:混凝土的质量损失率、动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而逐渐减小;混凝土水灰比越大,其质量损失越大,动弹性模量及冲击波波速越小;采用冲击回波法测定的混凝土动弹性模量与规范采用的共振法测定结果基本一致.     

基桩完整性定量分析

基于一维应力波理论，通过对桩顶实测质点速度波形及分析，可以了解桩身波阻抗分布，若已知桩身截面，可确定混凝土弹性模量的变化；若已知混凝土弹性模量，可确定桩身截面变化。桩周土对应力波传播的影响可与土性参数联系起来，它比完整桩实测波形反分析确定的阻尼系数更具有实用价值，且物理意义明了。此外，文中还讨论了桩端形状对实测和分析的影响。