抗裂防渗水工混凝土弯曲韧性研究

基于水利工程中对大粒径混凝土的抗裂防渗要求,进行了二级配骨料钢纤维混凝土弯曲韧性试验,分析了钢纤维体积率(钢纤维掺量)对钢纤维混凝土荷载—挠度曲线、弯曲韧度指数和承载能力变化系数的影响。结果表明:钢纤维对二级配混凝土弯曲韧性有良好的增强效果,钢纤维最佳体积率为0.5%～1.0%。     

掺纤维水工大体积混凝土抗裂性能研究

为了考察掺纤维对混凝土阻裂、止裂能力的影响规律,分别研究了掺钢纤维和掺聚丙烯纤维水工大体积混凝土的初裂强度、等效抗折强度、弹性模量和弯曲韧性。结果表明:掺聚丙烯纤维将一定程度降低混凝土的初裂强度、抗折强度和弹性模量,有利于小幅提高混凝土的等效抗折强度、承载能力系数和弯曲韧度值。掺钢纤维有利于显著提高混凝土的初裂强度、抗折强度和等效抗折强度,且弹性模量略有增加,承载能力变化系数和弯曲韧度值大幅增加。总体而言,与掺聚丙烯纤维混凝土相比,掺钢纤维混凝土具有更好的延性和抵抗混凝土开裂的能力。     

纤维混凝土抗裂性能研究

通过试验比较了单掺聚丙烯腈纤维、混掺聚丙烯腈纤维和钢纤维混凝土的强度、极限拉伸值、弯曲韧性和抗裂性能,试验结果表明,聚丙烯腈纤维能抑制混凝土早期塑性及干缩裂缝,提高混凝土早期抗弯韧性,对混凝土抵抗早期裂缝有明显影响,但对混凝土后期抗裂性能没有明显作用;混掺钢纤维与聚丙烯腈纤维明显提高了混凝土的抗压强度、抗拉强度、极限拉伸值和弯曲韧性,可同时改善混凝土早期与后期的抗裂性能,但如成型不当更易形成裂缝.     

钢纤维膨胀混凝土的力学性能及变形特性研究

通过对不同配比钢纤维膨胀混凝土的力学性能及变形特性进行试验研究,详细分析了钢纤维膨胀混凝土的变形过程,深入讨论了钢纤维膨胀混凝土的纤维率、膨胀剂掺量、限制膨胀等因素与其力学性能间的相互关系,为钢纤维膨胀混凝土的实际应用奠定了基础。     

水工钢纤维混凝土力学性能应用研究

纤维混凝土是一项新型复合材料,在混凝土工程界得到广泛关注。文章结合辽宁省大伙房水库输水工程(一期)钢纤维混凝土配合比设计项目,开展了钢纤维混凝土系列技术试验研究,分析比对了钢纤维混凝土不同体积率的力学性能变化趋势,为该技术应用提供试验与理论基础。     

施工期补偿收缩混凝土防渗面板抗裂性能分析

河南省某混凝土坝防渗面板加固工程施工期拆模后出现多条温度裂缝,影响整体工程质量。为研究防渗面板施工期开裂原因,选取试验数据建立计算模型,对补偿收缩混凝土防渗面板施工期温度场及应力场进行实时数值分析,得出不同保温措施条件下防渗面板的应力分布情况,分析了裂缝出现的原因。结果表明:无保温措施情况下,施工期面板混凝土内外温差较大,4 d时面板边缘区域温度应力达到峰值,高于相应龄期混凝土抗拉强度,易产生裂缝。采用保温措施时,能极大降低由内外温差产生的温度梯度,10 mm的聚苯乙烯泡沫保温塑料板可使4 d龄期的混凝土温度应力下降29%,能有效地提高防渗面板的抗裂性能。     

钢纤维高强混凝土的劈拉及剪切变形性能

通过钢纤维高强混凝土的劈拉和剪切性能试验,分析钢纤维对高强混凝土劈拉和剪切变形性能的影响。结果表明,钢纤维的加入有效地改善了高强混凝土的劈拉和剪切变形性能。劈拉荷载作用下,钢纤维高强混凝土的劈拉变形能力随钢纤维体积率的增大而提高;剪切荷载作用下,钢纤维高强混凝土的初裂和破坏变形均随着钢纤维体积率的增大而增大,当钢纤维体积率为2.0%时,钢纤维高强混凝土的初裂变形较相应的普通高强混凝土提高了42%~65%,剪切韧性提高了4~5倍。此外,研究表明钢纤维类型对高强混凝土劈拉及剪切荷载作用下的变形性能具有不同程度的影响。     

大体积混凝土抗裂性能研究

对影响大体积混凝土抗裂性的极限拉伸值、抗拉弹性模量、温度变形等几个主要因素进行了分析，得出大体积混凝土抗裂性指标，并将其应用于评价大体积混凝土抗裂性，结果与实际工程相符，可靠有效。为大体积混凝土的抗裂设计及阶段性养护提供可靠的实验依据。     

WHDF抗裂剂对面板砼抗裂性能的影响及其改良

WHDF抗裂剂，又名WHDF增强密实剂，是一种应用于面板堆石坝面板混凝土抗裂的高性能外加剂。面板混凝土中掺WHDF抗裂剂后，与掺其它外加剂相比，其抗拉强度和极限拉伸值均提高15％左右，弹性模量降低8％左右，能有效改善其力学性能和变形性能：能明显降低混凝土早期水化热，推迟水化热出峰的时间和缩小峰值；能降低混凝土早期干缩值50％以上，有效控制混凝土的收缩变形，从而使混凝土具有良好的抗裂性能。湖北小溪口电站等若干工程的面板混凝土掺用WHDF后，混凝土表面平滑光泽，均无收缩裂缝产生。     

桥面防渗抗裂混凝土的试验研究

随着我国汽车工业的不断发展,使城市交通的压力越来越大,特别是一些跨越江河上面的桥梁,更是不堪重负。一些七八十年代建造的桥梁已经不能满足当下的行车要求,部分桥梁桥面的混凝土铺装层早已损坏严重,这不仅不便于桥梁的维修保养工作,更是对交通的安全性也存在一些隐患。基于以上原因,笔者认为寻找一种防渗抗裂性能均比较优异的材料,对一些损坏严重的部分桥面铺装层进行修补和加固,以保护主梁遭受进一步的损坏,为此我们进行了一些相关的试验和研究工作。     

冻融循环对钢纤维混凝土动力性能的影响研究

通过对冻融循环劣化后的钢纤维混凝土试件进行动态三轴压缩试验,分析了冻融循环及钢纤维掺量对混凝土轴向极限抗压强度、轴向峰值应变和应力-应变曲线的影响。结合扫描电子显微镜(SEM)分析冻融前后钢纤维混凝土的微观结构。目的在于探明冻融循环对钢纤维混凝土动态力学性能的影响规律,为寒冷地区钢纤维混凝土在实际工程中的应用提供理论参考。结果表明:增加冻融循环次数导致轴向极限抗压强度下降且100次冻融循环后下降速度明显增大,而轴向峰值应变基本呈线性增大。应变速率的增加导致轴向极限抗压强度增大且轴向峰值应变逐渐减小。冻融循环破坏了钢纤维混凝土内部结构,导致应力-应变曲线包围面积减小,钢纤维混凝土吸收能量的能力降低。钢纤维掺量对冻融劣化后混凝土动力性能影响较大,本试验中1%的钢纤维掺量下冻融劣化后混凝土最优。SEM微观结构揭示了钢纤维增强混凝土抗冻性的强化机理,以及过量掺入钢纤维对抗冻性的弱化机理,与宏观试验结果一致。     

钢纤维混凝土在薄壳护坡结构中的应用研究

文章结合钢纤维混凝土在平原水库土坝新型疯壳护坡结构中的应用,对钢纤维掺入率对混凝土主要力学性能的影响进行了试验研究。通过对试验结果分析并综合薄壳护坡结构的特性。建议在制作钢纤维混凝土薄壳单体中,钢纤维掺入的体积率选为0．7％较为经济合理。     

钢纤维自应力混凝土压力管道自应力计算方法

钢纤维自应力混凝土能大幅度提高压力管道的抗裂承载力。然而钢筋、钢纤维和自应力混凝土相互作用以及管道形状的影响使得混凝土的自应力计算很复杂。本文根据弹性力学理论,提出了不同截面形状（圆形和马蹄形）钢纤维自应力混凝土压力管道的自应力计算方法,并通过应变测量试验来验证,计算结果和试验结果符合良好。     

钢纤维混凝土面板堆石坝的抗震性能数值分析

混凝土面板的损伤开裂是威胁面板堆石坝安全的重要因素,纤维混凝土是减小面板开裂的工程措施之一。本文将钢纤维混凝土的本构关系引入到了塑性损伤模型中,并联合广义塑性模型,对200 m级的面板堆石坝进行了弹塑性地震反应分析,分别研究了钢筋混凝土面板和钢纤维混凝土面板的动力损伤及发展过程,并考虑了不同钢纤维含量的影响。结果表明,塑性损伤模型可以较好地模拟钢纤维混凝土的应力-应变关系;钢含量相同时,钢筋混凝土面板和钢纤维混凝土面板的损伤区域均在2/3坝高以上;相比于钢筋混凝土面板,钢纤维混凝土面板地震损伤程度降低了18%,损伤范围减小55%;钢纤维含量从70 kg/m3增加到110 kg/m3后,钢纤维混凝土面板的损伤程度降低14%,损伤范围减小80%。研究结果对钢纤维混凝土应用于强震区面板坝的面板抗裂和提高大坝极限抗震能力提供了依据。     

碳纤维、钢纤维混凝土低周压抗疲劳特性的试验研究

本文研究了素混凝土，碳纤维混土和钢纤维混凝土在轴压疲劳荷载下的破坏机理，试验研究了碳纤维，不同品种钢纤维，纤维掺量，加载应力水平对于疲劳寿命及能吸收的影响规律，探讨了疲劳累积损伤特性，研究表明，在较低的应力水平下纤维混凝土的疲劳寿命，能量吸收值均比高应力水平时明显增大。     

碳纤维、钢纤维混凝土低周抗压疲劳特性的试验研究

本文研究了素混凝土、碳纤维混凝土和钢纤维混凝土在轴压疲劳荷载下的破坏机理，试验研究了碳纤维、不同品种钢纤维、纤维掺量、加载应力水平对于疲劳寿命及能量吸收的影响规律，探讨了疲劳累积损伤特性。研究表明：在较低的应力水平下纤维混凝土的疲劳寿命、能量吸收值均比高应力水平时明显增大。     

三向应力状态下钢纤维混凝土的变形特性

利用作者研制的混凝土三轴试验系统，通过１８４块钢纤维混凝土试块在三向受压。两压一拉，两拉一压及三拉应力状态下试验研究，系统探讨了三向受力状态下钢纤维混凝土的变形特性，分析了应力－应变关系曲线的特点以及纤维含量和中间应力对峰值应变的影响，讨论了三向应力状态下的体积应变规律。     

三峡电站钢衬钢筋混凝土压力管道可靠性分析

 在总结三峡电站坝后钢衬钢筋混凝土压力管道现行设计方法的基础上，采用钢筋混凝土非线性随机有限元的方法对该管道进行了计算，求得了各种钢筋配置下的可靠指标并对管道的可靠性进行了分析。     

钢纤维混凝土断裂过程测试与力学性能

为了研究钢纤维混凝土的断裂过程和承载力的估算方法,通过加载试验机分别对四种不同尺寸的钢纤维混凝土试件进行楔入式劈裂断裂实验,并对其中两个试件粘贴应变片进行跟踪电测。实验得到了一系列载荷–位移关系曲线,由数据计算获得各个试件的载荷与张开位移关系曲线,以及断裂损伤区变形随载荷变化曲线。结合黏聚裂纹应力强度因子与双 断裂准则,对各组试件的承载力进行估计,并将其计算值与实验结果的平均值作比较,两者较吻合;表明用断裂力学原理分析该类材料结构的初期失效,和估计中小尺寸构件的承载能力是可行的。     

PVA纤维掺量对水工混凝土抗裂性能的影响

为考察聚乙烯醇(PVA)纤维掺量对水工混凝土抗裂性能的影响,测试了0(基准)、0.1%、0.2%和0.3%等PVA纤维掺量下混凝土的力学、变形和早期抗裂性能。结果表明:0.1%掺量时混凝土坍落度由175 mm下降到80 mm,下降幅度超过了50%;PVA纤维混凝土抗压强度、轴向抗拉强度和抗拉弹性模量略有降低,极限拉伸值变化不明显,与基准组相比,0.1%、0.2%和0.3%掺量时混凝土单位面积上的总开裂面积分别降低了38%、60%和45%;0.1%掺量时干缩率最低,0.2%和0.3%掺量时略有增加。基于上述结果,建议PVA纤维体积掺量为0.1%。