全级配混凝土梁弯拉应力-应变全曲线的细观力学模拟

为了测定全级配混凝土梁的抗弯强度,采用位移控制的加载有限元程序模拟了全级配混凝土梁的弯拉实验,得到了相应的弯曲拉伸应力一应变全曲线.数值模拟得到的梁的极限荷载、抗弯强度与试验结果基本吻合.数值模拟结果还表明,四级配混凝土梁的极限荷载高于三级配混凝土梁,但是抗弯强度低于三级配混凝土.梁的最终破坏表现为一条主裂缝贯通混凝土梁的横截面,表现出较强的拉应变软化现象和局部化现象.     

全级配混凝土单轴疲劳特性细观数值模拟

为研究全级配混凝土在等幅、变幅及阶梯重复荷载作用下的疲劳特性,揭示材料特性与疲劳应力水平对其疲劳寿命的影响规律,通过自编程序建立二维随机骨料模型,运用有限元软件和耐久性疲劳分析软件进行联合仿真,对全级配混凝土细观结构进行应力分析和疲劳分析,探讨了不同骨料分布、骨料形状及疲劳应力水平对混凝土疲劳性能的影响,并估算了疲劳寿命。结果表明:在阶梯重复荷载作用下,骨料形状和分布对混凝土疲劳寿命影响较小,而疲劳应力水平对疲劳寿命影响较大;圆形和椭圆形骨料混凝土疲劳寿命较高,多边形骨料寿命较低;在疲劳加载破坏过程中,骨料界面先起裂,然后裂纹逐渐扩展贯通,最后导致整个试件完全破坏,可见骨料界面是混凝土中的薄弱部位,其寿命直接影响整个混凝土试件的寿命。研究成果为后续混凝土疲劳性能研究提供了参考。     

全级配混凝土基体力学特性试验研究

进行掺引气剂与减水剂的全级配混凝土及相应湿筛混凝土抗压强度，压缩弹性模量，抗拉强度，拉伸变形模量，极限拉伸值，弯曲特性以及抗磨损性能等基本力学特性试验。通过这些项目的仿真试验研究，得出了全级配与混筛混凝土的各种力学指标，建立了全级配与湿筛混凝土性能之相互关系特别是掺引气剂全级配混凝土的优异性能对大体积混凝土工程将有重要的参考价值。     

高拱坝全级配混凝土动态试验研究

大坝混凝土动态性能试验为当前高拱坝建设亟待解决的一个关键问题。纵观国内外为数不多的大坝混凝土动态试验，都是采用湿筛混凝土在无初始荷载条件下进行的，试验测定的指标并不能真正反映大坝混凝土的实际性能。为此，开展高拱坝受力特征条件下大南全级配仿真混凝土抗压和拉动态参数及不同始静载影响的试验研究，具有重要的工程应用前景和促进学科发展的作用。     

全级配混凝土基本力学特性试验研究

进行掺引气剂与减水剂的全级配混凝土及相应湿筛混凝土抗压强度、压缩弹性模量、抗拉强度、拉伸变形模量、极限拉伸值、弯曲特性以及抗磨损性能等基本力学特性试验 ,得出了全级配与湿筛混凝土的各种力学指标 ,建立了全级配与湿筛混凝土性能之相关关系 .     

混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法

基于对大坝混凝土亟需进行动态弯拉试验，本文对混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法进行了研究。参照水工混凝土试验规程（DL/T 5150-2001）中的静载弯拉试验，采用简支梁三分点加荷法，自行设计出适应往复拉压加载的系列装置（湿筛、三级配和四级配混凝土试件），能够实现多种类型荷载（如冲击、三角波、正弦波以及任意波形）的施加。通过反复试验得出了合理的试件安装、荷载施加、数据采集和处理方法，形成了规范的动态弯拉试验操作步骤。研究成果为后续的混凝土动态弯拉系列试验研究打下了基础。     

小湾拱坝湿筛混凝土动态弯拉力学特性试验研究

结合小湾拱坝，试验研究了湿筛混凝土动态弯拉力学特性。试验采用MTS322动静万能试验机和简支梁三分点加荷法。静载试验加载速率为250N/s。动载试验考虑了不同初始静载（0%、40%、80%、90%）和不同动态加载方式（冲击和变幅三角波）。40%、80%和90%初始静载分别取18.6kN、37.2kN和41.8kN，以静载速率加载至初始静载值，再施加动态荷载。冲击波形加载速率是250kN/s。变幅三角波形加载频率是1Hz，每个加载台阶含三个周期，相邻加载台阶差值是20kN。湿筛混凝土试验结果表明：(1)初始静载对混凝土动态极限弯拉强度影响很大；(2)合适比例的初始静载对混凝土动态极限弯拉强度有利，本文试验发现80%初始静载时动态弯拉强度提高最大，冲击试验DIF高达1.49；(3)同静载相比，冲击加载时混凝土动态极限弯拉强度提高，弯拉极限拉伸值略小，弹性模量提高不多，纯弯区正截面中和轴位置没有变化；(4)往复加载对混凝土存在低周疲劳的不利影响。对比分析表明，三级配混凝土与其湿筛混凝土动态弯拉力学特性，定性规律相似，但定量结果尚得不出来，进行高拱坝抗震设计时，应采用全级配混凝土动态试验结果。     

混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法

对混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法进行了研究。参照水工混凝土试验规程(DL/T 51502001)中的静载弯拉试验。采用简支梁三分点加荷法,自行设计出适应往复拉压加载的系列装置(湿筛、三级配和四级配混凝土试件),能够实现多种类型荷载(如冲击、三角波、正弦波以及任意波形)的施加。通过反复试验得出了合理的试件安装、荷载施加、数据采集和处理方法,形成了规范的动态弯拉试验操作步骤。研究成果为后续的混凝土动态弯拉系列试验研究打下了基础。最后给出了试验实例。     

小湾拱坝湿筛混凝土动态弯拉力学特性试验研究

结合小湾拱坝,试验研究了湿筛混凝土动态弯拉力学特性。试验采用MTS322动静万能试验机和简支梁三分点加荷法。静载试验加载速率为250N/s。动载试验考虑了不同初始静载(0%、40%、80%、90%)和不同动态加载方式(冲击和变幅三角波)。40%、80%和90%初始静载分别取18.6kN、37.2kN和41.8kN,以静载速率加载至初始静载值,再施加动态荷载。冲击波形加载速率是250kN/s。变幅三角波形加载频率是1Hz,每个加载台阶含3个周期,相邻加载台阶差值是20kN。湿筛混凝土试验结果表明:(1)初始静载对混凝土动态极限弯拉强度影响很大;(2)合适比例的初始静载对混凝土动态极限弯拉强度有利,80%初始静载时动态弯拉强度提高最大,冲击试验DIF高达1.49;(3)同静载相比,冲击加载时混凝土动态极限弯拉强度提高,弯拉极限拉伸值略小,弹性模量提高不多,纯弯区正截面中和轴位置没有变化;(4)往复加载对混凝土存在低周疲劳的不利影响。对比分析表明,三级配混凝土与其湿筛混凝土动态弯拉力学特性,定性规律相似,但定量结果尚得不出来,进行高拱坝抗震设计时,应采用全级配混凝土动态试验结果。     

小湾拱坝三级配混凝土动态弯拉力学特性试验研究

结合小湾拱坝，试验研究了三级配混凝土动态弯拉力学特性。试验采用液压伺服加载系统和简支梁三分点加荷法。进行了21个试件试验，尺寸是300mm×300mm×1100mm。静载试验，加载速率为250N/s。动载试验，考虑了不同初始静载（0%、40%、80%）和不同动态加载方式（冲击和变幅三角波）。80%和40%初始静载分别取80kN、40kN，以静载速率加载至初始静载值，再施加动态荷载。冲击波形加载速率是600kN/s。变幅三角波形加载频率是1Hz,每个加载台阶含三个周期，相邻加载台阶差值是40kN。试验结果表明：(1)初始静载对混凝土动态极限弯拉强度影响很大；(2)合适比例的初始静载，对混凝土动态极限弯拉强度有利，本文试验发现80%初始静载时动态弯拉强度提高最大，冲击试验DIF高达1.37；(3)同静载相比，冲击加载时混凝土动态极限弯拉强度提高，弯拉极限拉伸值变小，弹性模量提高不多，纯弯区正截面中和轴位置基本不变；(4)往复加载对混凝土存在低周疲劳的不利影响。研究成果为小湾高拱坝抗震安全评价提供了有效的依据。     

SEM测试技术在全级配混凝土长龄期碱活性试验研究中的应用

为宏观及微观全面系统地掌握混凝土膨胀劣化特性,在国内某大型水电站砂岩骨料碱活性研究的基础上,充分考虑工程实际需要,开展了全级配大体积混凝土碱骨料反应长龄期模拟试验。运用SEM测试技术结合已有碱骨料反应评估体系进行了骨料碱活性抑制效果长期有效性研究。研究结果表明,将SEM测试技术运用于某水电站全级配混凝土碱活性长龄期测试,能明显观测到发生碱活性反应骨料界面的特征反应产物,可半定量了解其碱活性反应程度,预测混凝土劣化趋势。     

古建糟朽叠合梁受弯性能数值模拟研究

勘查发现,故宫英华殿某檩三件(檩、垫板、枋组成的叠合梁)存在糟朽问题。为有效保护该檩三件叠合梁,采取数值模拟研究方法,研究了其糟朽后的弯曲受力性能。根据檩、枋构件的糟朽现状,建立了剩余构件的有限元模型,并考虑叠合梁边界条件为榫卯连接。通过静力分析,获得了檩、枋糟朽条件下檩三件剩余部分的内力和变形,评价了其抗弯性能,提出了可行性加固方案。结果表明:檩、枋糟朽一定的尺寸后,檩三件叠合梁剩余部分仍能满足变形及抗弯承载力要求。此外,枋剩余截面仍能满足抗剪承载力要求,檩则因剩余截面尺寸过小而导致抗剪承载力不足。因此,对于檩和枋,应采取不同的加固措施,以减小叠合梁的破坏。     

面板坝溃决过程模拟计算

籍助物理模型试验，在搞清决口水流参数、面板受力状况、面板溃板特性、机理等的基础上，通过研究，本文提出了面板坝溃决过程的模拟计算方法，并结合沟后面板坝工程条件，进行了溃决过程的计算。把计算取得的各项溃坝数据与沟后的现场调查资料相比，二者相当吻合。     

基于细观损伤的混凝土力学性能数值模拟研究进展

系统综述了基于细观损伤的混凝土力学性能数值模拟的研究现状,介绍了细观损伤力学在混凝土性能分析中的应用。重点对微平面模型、二维格构模型、随机粒子模型、细观结构模型、可考虑微裂纹间相互作用的细观损伤模型、基于弹性损伤本构关系的细观结构模型及Gurson细观损伤模型等几种常用的基于细观损伤的混凝土本构模型的优、缺点进行了比较。最后指出了以后有待进一步研究的问题。     

混凝土渗透溶蚀过程中钙离子迁移过程数值模拟

在总结混凝土中离子迁移过程机理的基础上,推导了混凝土渗透溶蚀过程中Ca2+离子迁移过程的一维数学模型。根据混凝土软水渗透溶蚀试验得到的部分参数,采用有限单元法对模型进行求解,定量模拟了混凝土软水渗透溶蚀过程中Ca2+离子迁移过程,数值模拟结果与试验结果基本吻合。数值模拟结果还表明：混凝土渗透性是影响混凝土渗透溶蚀特性的关键因素,渗透系数较小的混凝土,即使在软水作用下,渗透溶蚀程度也有限。     

深埋隧道喷射钢纤维混凝土支护的数值模拟

为了研究钢纤维喷射混凝土在深埋隧道衬砌中的应用,了解钢纤维喷射混凝土在深井软岩隧道中的支护效果,对不同类型纤维及不同纤维含量下的钢纤维混凝土试件分别进行了抗压、劈裂抗拉、抗剪及弯曲韧性4种室内试验。在试验的基础上进行FLAC3D三维模拟。模拟结果可知:隧道经混凝土初砌后,剪切破坏区明显减少,钢纤维混凝土比普通混凝土有着更好的支护效果,顶底及两帮移近量较普通混凝土降低约7%。通过与现场实测数据的对比,证实该数值模拟结果与实测数据较为吻合,数值模拟的方法可为钢纤维混凝土在深埋隧道衬砌中的推广应用提供参考。更多还原     

新混凝土与碳化混凝土黏结抗折强度试验研究

新老混凝土黏结的黏结抗折强度试验研究表明,混凝土碳化后,混凝土强度增强,新老混凝土黏结抗折强度也增强。水泥净浆界面剂(CON1)、硅灰界面剂(CON2)、减水界面剂(CON3)、减缩界面剂(CON4)和膨胀界面剂(CON5)对新老混凝土黏结抗折强度的影响试验研究表明,养护龄期为28 d时,新老混凝土黏结抗折强度从大到小所用界面剂依次为CON1、CON5、CON4、CON3、CON2。     

碾压混凝土试件抗剪强度尺寸效应的数值模拟

碾压混凝土试件与混凝土试件一样也存在着尺寸效应。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件受剪的细观损伤断裂,并重点对抗剪强度尺寸效应进行了研究。