湿筛混凝土动态受压力学性能及破坏形态细观数值模拟

湿筛混凝土通常用来代替由于骨料粒径较大而不便开展物理试验的水工全级配混凝土。为了研究加载速率对湿筛混凝土力学性能及破坏形态的影响,从细观角度出发,运用颗粒流离散元软件PFC^2D建立湿筛二级配混凝土细观数值试件,根据拟静态单轴压缩(应变速率10^-5 s^-1)试验数据标定出数值试件中砂浆颗粒之间、粗骨料颗粒之间及砂浆颗粒与粗骨料颗粒接触面之间的细观参数,进而开展应变速率为10^-4 s^-1、10^-3 s^-1、10^-2s^-1的动态加载并进行动态力学性能及破坏形态的数值模拟和机理分析。结果表明,不同应变速率下试件的应力-应变曲线形状相近,峰值应力随着应变速率的增加而增大,增长率为7.3%～37.9%,峰值应力处应变增大幅度不大。试件破坏形态与物理试验现象吻合较好,随着应变速率的增加,裂缝数量不断增加,裂缝分布趋于均匀,裂缝数量增长率平均为峰值应力增长率的4.2倍。此外,随着应变速率的增加,数值试件内部...     

模糊PFC及应用研究

温度控制系统的传递函数不是固定不变的,常规控制方法很难满足控制要求。预测函数控制属于预测控制的一种,当模型参数与实际系统参数相差较大时,控制效果将受到影响。根据影响系统参数的主要因素,离线辨识出系统传递函数,结合模糊控制理论,提出模糊PFC控制理论,实时地调整预测模型,提高预测函数控制的自适应能力。     

钢筋碱式硫酸镁混凝土梁斜拉破坏的试验研究

碱式硫酸镁混凝土有具有快凝、早强、高抗拉强度、抗腐蚀等优点,但对其生成的梁的斜拉破坏尚缺乏研究。为了探索两种材料混凝土斜拉破坏梁力学性能差异,本文进行了碱式硫酸镁混凝土和普通混凝土梁斜拉破坏对比试验。试验结果表明,碱式硫酸镁混凝土梁在开裂荷载、极限承载力等方面具有一定优势,此外,两种材料梁的破坏模式有一定差异。对比同配筋同混凝土强度等级的普通混凝土梁,碱式硫酸镁混凝土梁开裂荷载和承载力提高20%以上,故对现行的普通混凝土梁承载力和开裂荷载计算公式进行了修正。本文对碱式硫酸镁混凝土在土木工程中的应用有一定的意义。     

水泥混凝土路面开裂机理及破坏过程研究

随着社会和经济的快速发展,我国公路工程事业也不断进步,水泥混凝土是公路工程中常用的施工材料,混凝土路面具有较强的耐久性和稳固性,受到了广泛的应用。然而,混凝土路面的开裂问题却没有得到有效的解决,使得混凝土路面的推广和应用受到了一定的阻碍。基于此,本文就主要从理论层面上对混凝土路面开裂机理进行探讨,并且提出了相应的防治办法,以期促进我国公路工程的健康发展。     

自燃煤矸石骨料混凝土单轴受压破坏特征及强度分析

对取代率为100％的自燃煤矸石粗、细骨料单掺及同掺的混凝土立方体和棱柱体试件,进行了单轴抗压试验,探讨了不同自燃煤矸石粗、细骨料对混凝土破坏特征和强度的影响.结果表明:所有试件破坏过程相似,经历了弹性变形、裂缝出现、裂缝发展、直至破坏四个阶段,但随着自燃煤矸石骨料掺量的增大,混凝土应力-应变曲线上升段的斜率变小,峰值应变变大,破坏形式由斜截面剪切转为纵向劈裂;自燃煤矸石骨料周围增强的界面区及与水泥砂浆较为良好的弹性协调性,在一定程度上弥补了自身强度低对混凝土强度的不利影响;自燃煤矸石骨料的内养护和表面活性作用,使单掺自燃煤矸石细骨料混凝土的长期强度增进率较高,但单掺粗骨料及同掺粗、细骨料混凝土的长期强度,受粗骨料自身强度低的影响发展空间有限.     

混凝土疲劳破坏研究进展综述

随着高强混凝土构件在建筑业的广泛应用,构件工作应力的不断提高,并且一些承受多次反复荷载的结构也开始大量采用混凝土材料来建造,人们逐渐对混凝土材料的疲劳问题给予了更大的重视。本文针对普通混凝土、钢纤维混凝土、再生混凝土以及再生塑料改性混凝土的疲劳机理进行综述,可为工程实践提供技术依据。     

粗骨料对混凝土单轴抗压强度及破坏特征影响的数值分析

采用PFC2D离散元首先生成混凝土基质,然后利用Clump技术形成不同形态的粗骨料混凝土数值模型,分析研究粗骨料含量和形态对混凝土强度和损伤演化的影响。获得以下主要结论：随着粗骨料含量的增加混凝土单轴抗压强度增大,相同含量下三角形粗骨料混凝土的强度最高,其次是五边形粗骨料,圆形粗骨料混凝土的强度最低;粗骨料含量小于50％时,随粗骨料含量的增大弹性模量增速较小,而大于50％时增速较大;混凝土破坏的初始微损伤主要集中在结合面处,圆形粗骨料微裂隙沿着结合面切线方向发展,主控破裂面沿着相邻粗骨料的公切线方向发展,多边形粗骨料微裂隙沿边延伸进入基质,主控破裂面为相邻粗骨料角度基本一致边的微裂隙沿边发展贯通而成。混凝土的损伤演化分为：微损伤的随机分布、微裂隙形成和微裂隙贯通形成破裂面三个阶段,粗骨料含量低时混凝土损伤比较集中,形成明显的主控破裂面,粗骨料含量高时内部损伤严重形成网状损伤裂隙。     

隧道混凝土破坏实例分析

德国巴伐利亚州一条已使用30年的隧道内的喷射混凝土潮湿区域出现软化、表面剥落和白霜现象，另外隧道的基础和拱脚以及隧道内的预应力水管也破坏。隧道内气阴候冷潮湿，空气温度约为10℃，长年相对湿度〉90％，管道内水温约8℃，隧道内空气CO2浓度为0．1％（体积比）．约为大气的3倍，具备形成硅灰石膏的条件（注：形成硅灰石膏的条件可能是：适当的水分和硫酸盐离子；环境温度〈15℃；     

自密实混凝土受弯梁受力性能试验

对自密实混凝土受弯梁的受力性能进行试验研究,通过试验得出自密实混凝土受弯梁的开裂荷载、抗弯承载力、抗剪承载力、构件延性和破坏形态,并与普通混凝土梁进行对比分析。试验结果表明:自密实混凝土梁在竖向荷载作用下,承载能力与破坏特征和普通混凝土梁相近,自密实混凝土梁具有良好的抗弯性能,阻裂性能和变形性能,其承载能力与普通混凝土相比有所提高。     

复合材料夹层梁受弯破坏模式试验与理论分析

本文对不同芯材、不同高跨比的轻质复合材料夹层梁进行了试验研究.通过对夹层梁的各种破坏模式进行分析,研究了夹层梁的破坏模式与荷载、材料基本力学性能、几何参数的关系,并在此基础上绘制了夹层梁破坏模式图,预测了夹层梁的破坏模式.试验结果与理论分析吻合较好,夹层梁设计参数变化会引起破坏模式的相应改变.     

硫酸盐侵蚀下混凝土单轴压缩力学行为模拟及孔隙特征研究

为了研究硫酸盐侵蚀下混凝土力学行为及内部孔隙结构的变化规律,本文对在0%、10%、15%、20%四种不同质量分数硫酸钠溶液浸泡210 d的混凝土试件进行单轴压缩试验,并通过PFC^2D软件模拟应力场分布以研究试验过程中裂缝演化规律,并结合核磁共振分析其浸泡后内部孔隙分布情况。结果表明:混凝土的峰值应力、弹性模量均随浸泡浓度的增大而下降;根据PFC^2D模拟结果,在单轴压缩过程中混凝土内部最早出现张拉裂缝,随后裂缝继续扩展,逐渐出现张拉与剪切复合裂缝,最终形成一条沿对角线贯穿的剪切裂缝;硫酸盐侵蚀后混凝土T₂分布曲线有3个波峰,内部孔隙主要以微孔、小孔为主,随着浸泡浓度的增长,其微孔逐渐向小孔转化,导致混凝土的T₂峰1幅值和面积逐渐增大。     

氯乙酸生产结晶过程的预测函数控制仿真研究

针对氯乙酸生产结晶过程被控对象大滞后、大惯性的特点,设计了基于PFC—PID的串级控制系统：该系统将串级控制结构和预测函数控制算法相结合,内回路采用常规PID控制器,外回路采用预测函数控制(PFC)。结合了2者的优点,仿真结果表明,该串级控制系统在控制品质、鲁棒性等方面明显优于常规PID控制系统。     

高强抗磨混凝土配制技术研究

以不同掺合料品种、不同骨料级配、不同水胶比条件下,测试混凝土的强度及抗磨性能。通过试验研究发现：混凝土水胶比控制在0．25以下,混凝土中掺加硅粉、膨胀剂,并将骨料最大粒径减小到20mm以下,混凝土具有优异的抗磨性。可使山区性河道,泄水建筑物混凝土磨损减少,增加建筑物的使用年限。     

混凝土单轴受拉断裂行为的近场动力学模拟

混凝土的宏观力学行为取决于材料组成及其性质。本文基于键基近场动力学理论建立了多相非均质性的混凝土细观尺度数值模型,研究了单轴拉伸作用下混凝土的宏观力学性能和断裂过程。通过改变粗骨料含量、砂浆强度、粗骨料强度以及界面过渡区强度对模型合理性进行了验证。结果表明:软化段之前的应力-应变曲线能够被很好重现,能准确描述混凝土在单轴拉伸作用下的力学性能和断裂过程;调整数值模型中各相材料的力学参数能够合理模拟出不同类型的混凝土在单轴拉伸作用下的断裂过程。     

改性混凝土试验及性能研究

针对废弃混凝土中的再生骨料表面附着大量残留的水泥浆,以及新老砂浆之间缝隙过大,进而导致再生混凝土的耐久性能出现问题,结合粉煤灰的特点,提出对再生骨料进行改性处理,在混凝土中掺入一定量的粉煤灰,从而填充再生骨料存在的缝隙过大的问题。最后,利用电通等试验方法对改性混凝土试件的抗氯离子渗透性能进行测试,并通过实验结果表明粉煤灰可改善再生混凝土结果,提高抗渗透性能,并当掺量在28%时,抗氯离子渗透性能最佳。     

混凝土振捣技术研究现状与发展趋势

振捣是混凝土施工的关键一环,选择合适的振捣装备和方法有助于提高混凝土施工效率和施工质量。但由于混凝土内部不可见,混凝土振捣密实效果评价及质量把控主要依赖人的经验判断,制约了振捣技术的进一步提升。为提升混凝土振捣施工质量,本文总结了混凝土振捣密实机理,分析了混凝土振捣密实过程及其影响因素,比较了混凝土振捣密实效果的评价方法,阐述了混凝土振捣技术的研究现状,提出了混凝土振捣技术智能化的发展方向。     

考虑骨料表面强化的再生混凝土内氯离子传输细观数值模拟

采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能,建立多相再生混凝土细观数值模型,进行氯离子在再生混凝土内部传输的模拟和试验验证,并预测了氯盐环境下再生骨料表面强化混凝土耐久性寿命。结果表明:数值模拟得到的氯离子在再生混凝土内的分布与试验结果吻合较好;同一深度处,越靠近骨料表面,氯离子浓度越大,其中未强化再生骨料表面的氯离子浓度要大于强化再生骨料表面的氯离子浓度;增加保护层厚度可以有效提高纳米强化再生混凝土在氯盐环境下的耐久性寿命;随纳米包裹层氯离子扩散系数的减小,再生混凝土的耐久性寿命有所增加。