薄膜元理论在钢筋混凝土纯扭构件计算中的应用

对薄膜元理论在受扭构件中的应用进行了探讨，以软化变角空间桁架理论为基础，考虑混凝土的“软化效应”，通过建立应力平衡方程、应变协调方程、本构关系方程，用反复迭代的数值分析方法，模拟构件受力的全过程。用此方法对纯扭构件作了全过程分析，对构件的破坏荷载和变形进行了计算，理论分析结果与试验结果吻合较好。     

矩形截面钢纤维高强混凝土纯扭构件受力性能研究

对１６根矩形截面配筋钢纤维高强混凝土纯扭构件进行了试验研究。基于复合材料力学的混合法则,提出了配筋钢纤维高强混凝土纯扭构件抗裂扭矩和极限扭矩的计算公式。应用空间软化桁架模型对配筋钢纤维高强混凝土纯扭构件进行了荷载—变形全过程分析,并提出了简化的“二阶段”分析方法。比较表明,文中提出的理论计算方法与试验结果符合较好。     

桁架-拱模型用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算分析

依据桁架拱模型理论分析了钢筋混凝土梁的受剪机理并给出了受剪承载力公式,该公式考虑了混凝土的软化效应、拱体作用等因素对钢筋混凝土梁的受剪承载力影响,并结合试验数据对公式中系数进行了修正。当结构材料与原建立规范计算公式时的材料性能差异较大时,规范公式不再适用。而经计算,采用桁架拱理论公式的计算结果与试验结果比值的均值更接近于1,标准偏差和变异系数均较规范公式计算结果小,与试验结果吻合较好。采用美国规范ACI 318-08中构件受剪承载力公式对所收集试验数据进行计算,计算结果表明,美国规范较中国规范保守。研究结果表明：桁架拱理论公式可以用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算。     

内藏桁架混凝土组合低剪力墙软化桁架模型

为了改善低剪力墙的抗震能力,提出了内藏桁架混凝土组合低剪力墙,并对其进行了低周反复荷载下的抗震性能试验研究,在试验研究的基础上,结合国内外已有的软化桁架模型理论建立了内藏桁架混凝土组合低剪力墙的软化桁架模型.该模型在内藏桁架混凝土组合低剪力墙的初裂阶段,其裂缝延伸方向垂直于混凝土主拉应力方向;在裂缝初裂后的发展过程中,其延伸方向受到内藏桁架的影响.计算结果与试验结果符合较好.     

高强混凝土矩形截面超筋受扭构件的极限扭矩

本文根据7根高强混凝土矩形截面超筋受扭试件的试验和破坏机理进行了分析。利用空间桁架理论提出了高强混凝土超筋受扭构件极限扭矩理论计算公式,并通过7根C55－C65超筋受扭构件的试验进行验证及修正,得出高强混凝土超筋受扭构件极限扭矩计算的建议公式。     

组合受力钢筋混凝土环形截面构件极限承载力研究

基于变角空间桁架理论对钢筋混凝土环形截面构件在拉压弯剪扭组合受力下的极限承载力计算模型进行了研究,具体研究内容包括构件破坏截面几何形式表达和极限承载力计算公式.首先依据变角空间桁架理论推导出在拉压弯剪扭组合受力下的钢筋混凝土环形截面构件的破坏面倾角表达式.据此确定破坏面几何形状,并对破坏面一侧隔离体建立极限平衡方程,获得组合受力的钢筋混凝土环形截面构件承载力计算模型表达式.并将推导的钢筋混凝土环形截面构件承载力计算模型表达式与相应的试验研究结果进行比较.     

钢筋混凝土T形薄腹梁抗剪承载力的理论分析及试验研究

本文利用软化桁架模型理论分析和推导了薄腹梁的抗剪承载力计算公式。利用试验结果复核了抗剪承载力,两结果比较接近且偏于安全。     

结合砼的软化理论进行钢筋砼低剪力墙的全过程分析

借助于砼的软化理论,根据平衡条件和变形协调条件。本文利用桁架模型理论提出了低剪力墙的受力和变形性能的全过程分析方法,编制了电算框图。理论分析和试验结果进行了对比,两者的符合较好。     

钢筋混凝土纯扭和剪扭构件承载力计算公式的理论分析

运用空间桁架理论建立了受扭构件的受力模型,引用砼双向受力状态下强度理论和破坏准则推导了纯扭、剪扭构件承载力公式,并用规范公式进行分析,得出了剪扭构件的实用表达式,并和纯扭构件及纯剪构件承载力公式相衔接,使设计更为简便。     

钢筋混凝土压、弯、剪、扭构件抗扭性能的研究

根据压、弯、剪、扭构件的试验,对比了压、弯、剪构件在单调和反复扭矩作用下的裂缝发展规律、钢筋应变及破坏特征。基于空间桁架理论,建立了压、弯、剪、扭强度相关公式,并提出压、弯、剪构件在单调和反复扭矩作用下的抗扭承载力实用计算公式。文中公式与实验结果符合良好。     

CFRP环向约束圆钢管混凝土扭转性能试验

目的了解CFRP环向约束圆钢管混凝土的扭转性能,给出其抗扭极限承载力的表达式.方法对4个CFRP环向约束圆钢管混凝土进行了扭转性能试验研究,用当量化法给出其抗扭极限承载力的表达式.结果试件的破坏属于强度破坏;在抗扭极限承载力之前,试件基本符合平截面假定;钢管和CFRP筒可以协同工作.确定了CFRP环向约束圆钢管混凝土的抗扭极限承载力指标,抗扭极限承载力的计算结果与试验结果吻合良好.结论环向CFRP对圆钢管混凝土试件的抗扭极限承载力有一定程度的提高,CFRP环向约束圆钢管混凝土典型的扭矩-转角曲线可分为3个阶段：弹性段、增强段和陡降段.     

不同颗粒级配钙质砂剪切特性研究

为研究钙质砂剪切特性,对某岛钙质砂进行4组固结排水三轴试验,其围压分别是50、100、200、400 kPa。应力应变曲线表明钙质砂体变先剪缩后剪胀,在剪胀发展的过程中伴随应变软化现象。为进一步探究钙质砂应变软化的原因,筛除粒径小于0.5 mm,重复试验。研究结果表明大颗粒的钙质砂并没有出现应变软化现象。给出如下结论:(1)应变软化出现的位置比较偏后,且随着围压的增长,峰值强度会逐渐后移;(2)在低围压条件下钙质砂颗粒破碎诱发的应变软化可能性低;(3)细小颗粒诱发扁平状钙质砂出现定向滑移是试样表现应变软化的关键因素;(4)围压越高细小颗粒诱发应变软化的难度越大,峰值强度逐渐后移,并伴随着剪切带的出现。     

花岗岩残积土的崩解性及软化损伤参数研究

针对花岗岩残积土的崩解与软化特性,从结构性与损伤角度研究,为今后的定量分析研究奠定基础。首先进行一系列定性崩解试验并利用已有的定量试验结果,引入崩解速率指标,结合花岗岩残积土的微结构特征,对崩解的结构性机制进行全面分析,提出将崩解过程分为扰动性、结构性及溶解性三个阶段,揭示花岗岩残积土崩解的根本致因是软化;然后基于复合体损伤模型,提出将损伤分为应变损伤和非应变损伤,将花岗岩残积土的浸水软化看成一种非应变损伤,利用花岗岩残积土粘聚力与结构强度的相关性,提出浸水软化损伤参数的确定方法。     

超低碳贝氏体钢形变奥氏体静态再结晶行为研究

在MMS-200热模拟试验机上进行了双道次热压缩变形实验,研究了超低碳贝氏体钢的静态再结晶软化规律.利用应力补偿法（0.2%）计算了不同形变温度下的静态再结晶软化率。试验结果表明：形变温度和形变道次间隔时间对超低碳贝氏体钢的静态再结晶行为影响非常大。根据相关试验数据以及静态再结晶动力学方程,经计算得出超低碳贝氏体钢的静态再结晶激活能为292.42 kJ/mol。     

考虑间歇效应的循环荷载下软黏土刚度软化特性

天然软土地基在地铁运营期受到周期性振动和间歇的反复作用,间歇期内软土力学特性的变化将影响其刚度软化,但以往关于交通荷载下软土刚度软化的研究大多忽视发车间歇的影响.为此,考虑不同动应力比、单位间歇时长和振动时长,设计不排水连续和停振循环三轴试验,对试样采用真实K₀固结,研究原状淤泥质软黏土在列车非连续荷载下的长期刚度软化规律.通过对比连续振动和间歇振动试验结果,发现间歇对刚度软化有削弱作用,可减少大循环周数下残余软化指数,缩短快速软化期经历的循环周数.基于试验结果深入分析间歇的影响机制,发现加载初期软土受激振作用影响,土体结构动态调整滞后至间歇期,导致孔压持续增长,软土软化,平均软化速率提高;一定循环周数后,软土由于在前期间歇和振动阶段集中对结构进行调整,土体结构提前进入稳定状态,间歇期消散部分孔压,恢复部分刚度,导致下一次振动软化速率降低,间歇期恢复的刚度随振动次数增加而累积,致使最终残余软化指数显著提高;同等条件下,间歇时长越长,初期软化速率越大,软化速率随振动次数增加的衰减也越显著,导致进入稳定期所需的振动周数越少,整体软化程度削弱越明显.     

考虑软土软化特性的软基加筋道路动力响应

为了研究交通荷载作用下考虑软土软化效应的低路堤软基加筋道路的动力响应问题,以室内动三轴试验为基础,研究了循环荷载作用下初始偏应力以及荷载作用次数对软土刚度软化的影响,通过回归分析得到了软土在循环荷载作用下刚度软化的经验公式;然后编制了用户子程序将经验公式导入有限元分析软件ABAQUS中,采用ABAQUS对软基加筋与不加筋道路在交通荷载作用下的动力特性进行对比分析.结果表明,软土的软化特性对软基加筋道路的动力响应有重要影响.同时,加筋可以提高道路的整体强度,使土体应力均化,约束土体的水平变形,减少道路的整体沉降,并降低道路的不均匀沉降.     

材料低周疲劳中循环强化或循环软化的新描述

本文通过大量的ＬＹ１２ＣＺ铝合金、退火４０ＣｒＮｉＭｏＡ合金钢和ＢＨＷ３５压力容器钢三种不具有循环稳定特性的材料进行低周疲劳试验，提出了循环强化因子Ｈ（或循环软化因子）的概念，从而既能定量地又能统一地描述疲劳中的循环强化和循环软化特性．     

基于次加载面摩擦模型的接触面剪切特性研究

为了反映土与结构接触面的应变软化特性以及剪切速率对土与结构接触面力学特性的影响,基于ABAQUS软件提供的FRIC子程序,采用显式积分算法,对能够表现接触面上应变软化的次加载面摩擦模型进行二次开发. 利用该模型模拟土与结构接触面的直剪试验,研究直剪试验过程中次加载面摩擦模型接触面上的应力演变过程. 研究结果表明,利用次加载面摩擦本构模型,能够较好地模拟土-结构接触面直剪试验中的应变软化和密实状态的类砂土残余切应力随剪切速率的增大而下降的现象. 在剪切位移的发展过程中,次加载面摩擦模型接触面上的切应力先增加后减小,接触面远离加载端一侧到另一侧的应力发挥水平先后达到最大值. 该研究表明,次加载面摩擦模型可以用于土与结构接触面的应变软化特性和速率相关性的模拟.     

Estimation of compaction grouting pressure in strain softening soils

A new method was proposed to predict the limited compaction grouting pressure for the soft soils. Theoretical basis of the method considered the conical shear failure above the grout bulb. Using the Mohr-Coulomb yield criterion as the initial yield function, the limited compaction grouting pressure was determined, according to the softening elastic-plastic model based on the conventional triaxial compression tests to simulate the strain softening soils. The small strain in the elastic zone and large stain in the plastic zone and the rational yield function for the strain softening phase stage, the analytical solutions to the compaction grouting pressure were presented. The results indicate reasonable agreement and show a good potential of the proposed method for rationally optimizing the design of compaction grouting operations. Foundation item: Project (200550) supported by the Foundation for the Author of National Excellent Doctoral Dissertation of China; Project (09JJ1008) supported by Hunan Provincial Natural Science Foundation of China     

拉/剪载荷下橡胶材料的Mullins诱导各向异性研究

使用矩形橡胶试样依次进行不同位移载荷水平下纯剪切和轴向拉伸/纯剪切试验,研究橡胶材料在拉/剪载荷作用下的Mullins软化诱导各向异性。试验结果表明,橡胶纯剪切试样在经过轴向拉伸后,由于Mullins软化诱导各向异性的影响,再进行纯剪切试验会使试样的横向刚度增大。利用试样的轴向拉伸/纯剪切试验数据,拟合得到相应的Mullins软化控制参数,反映Mullins软化诱导各向异性对剪切试样横向刚度的影响。分别对纯剪切试样在2种试验载荷作用下的横向刚度曲线进行有限元数值模拟,仿真估计值与试验值的残差平方和均值的对比结果表明,考虑Mullins软化诱导各向异性可以显著提高拉-剪载荷作用下橡胶元件横向剪切刚度的预测精度。