混凝土大坝结构修复加固新技术——分析与应用

我国的水库数量居世界首位,目前相当多的水库大坝需要除险加固。本文通过对目前我国大坝病害现状和常用加固技术的比较分析,指出SRAP工艺在大坝加固中应用的合理性、实用性以及技术的优越性(修复裂缝、材料无毒性等优点),给出了SRAP工艺在大坝加固中的施工措施及其对维修加固的预期效果。研究结果表明,SRAP工艺结合工程加固数值模拟能指导大坝维修加固,提供的工程措施能够有效防止裂缝和满足维修加固的目标需要。     

PCCP超载破坏试验与破坏机理分析

通过PCCP的超载破坏试验,分析PCCP的外载承载能力和破坏形态。划分PCCP混凝土的受压区域和受拉区域,给出PCCP的破坏特征。将PCCP承受外载直至破坏分为四个阶段：1）弹性阶段;2）混凝土开裂阶段;3）钢丝屈服阶段;4）破坏阶段。通过试验得到的PCCP各个部分的应力应变曲线,分析PCCP各部位在相应阶段的受力状态,最后分析PCCP承受超载的破坏形态。     

大跨度预应力混凝土空心面板服役性态安全评价

宁波某泊位码头结构服役多年,受到海洋大气环境侵蚀、涨落潮等影响,加上现有设计标准有所提高,亟需对该码头涉及到的预应力混凝土空心面板进行安全评价。然而,目前对使用中的预应力结构缺乏相应检测技术规程,不能进行有效评价。为此,根据该码头现场实际情况,采取原位静载试验与数值仿真分析相结合的手段,择优选取单跨跨中截面竖向位移和承载能力为主要评价指标,以雷达深度为检测指标,对其面板进行服役性态安全评价。结果表明,目前面板无外观质量缺陷,整体平整度高,其承载能力、结构变形均在安全指标范围内,码头仍可正常运行。本文提出的评估方法为码头预应力结构寿命周期内结构安全评估和后期加固提供了有力的参考依据。     

地基沉降对BCCP接口力学性能影响的试验研究

BCCP是一种具有广泛应用前景的输水用大口径新型复合管道,其管道接口结构的稳定对整条管线的运营至关重要。为研究地基沉降对管道接口力学性能的影响,设计了BCCP地基沉降试验,分析地基沉降值与相对转角之间的关系以及接口应变分布和变化规律,最后给出接口结构失效判别标准。试验结果表明:当接口相对转角的绝对值达到极限值附近时,接口结构发生破坏,在工程应用中该极限值可以作为判断接口结构完整性的下限值。     

混凝土双K断裂韧度的率相关性

采用中央带穿透裂缝的立方体劈拉试件几何形式,本文研究了应变率对混凝土双K断裂韧度的影响。试验采用的应变率范围为10-5/s~10-2/s。结果表明:双K断裂计算理论可由拟静态进一步拓展到地震加载率;随应变率增加,起裂断裂韧度线性增加,失稳断裂韧度先增加后保持不变;应变率不高于10-3/s时,高应变率作用下的试件会产生较大的临界裂缝扩展长度,临界裂缝扩展率较为缓慢,但应变率高于10-3/s时,临界裂缝扩展长度反而减小,临界裂缝扩展率呈指数迅速增加。最后,引入名义起裂强度率和临界裂缝扩展率两参数分别建立了起裂断裂韧度和失稳断裂韧度的率相关模型。     

钻井A形井架稳定性分析

为确定Ａ形井架的屈曲荷载及各参数对其的灵敏度，采用了稳定分析中的随机有限元方法，对单元多个结构参数随机摄动时的一、二阶灵敏度进行计算。最后，给出了该井架随机屈曲荷载的具体表达式。     

堤基管涌破坏过程中的声发射信号特性研究

通过自行设计砂槽模型,开展了堤基管涌连续破坏的室内试验,研究了堤基管涌连续破坏过程中的声发射信号特性。通过对比分析管涌连续破坏过程中测压管水头的变化与声发射特性参数,发现管涌连续破坏过程中有明显的破坏阶段性,可分为未发生管涌、管涌发生初期、管涌发生后期3个阶段。通过分析管涌连续破坏各个阶段声发射信号的波形,发现堤基管涌连续破坏过程的声发射信号多为突发型信号。利用二进离散小波包对声发射信号进行频谱分析,发现管涌连续破坏各个阶段的声发射信号主频主要集中在[0 62.5]kHz频带,管涌发生初期和管涌发生后期的声发射信号主频范围为20~30kHz,未发生管涌阶段则主频偏小为2~7kHz。     

两种不同加载方法下的混凝土剪切断裂过程对比研究

采用室内试验和数值模拟相结合的方法分析半边对称加载法和四点剪切加载法的联系与区别。首先对不同参数的半边对称加载试件和四点剪切梁分 别进行断裂过程试验,以研究其裂缝扩展形态和断裂韧度;然后通过扩展有限元方法对裂缝尖端应力情况进行分析。结果表明：半边对称加载试件裂缝尖端 剪切应力比垂直于预制缝的张拉应力大得多,裂缝沿着原预制缝方向扩展,断裂韧度与初始缝长无关,但随着试件长度的增加和高度的减小而增大;四点剪 切梁试件裂缝尖端存在大小相当的剪切应力和最大主应力,裂缝起于预制缝尖端,扩展到近加载点位置附近,断裂韧度与试件的几何尺寸无关,随着初始缝 长的增大和近加载点与预制缝截面距离减小而增大。     

复合约束方钢管混凝土短柱轴压性能有限元分析

为延缓轴压作用下方钢管的局部屈曲,提高方钢管对核心混凝土的约束能力,提出了一种内置方形箍筋的复合约束方钢管混凝土柱。采用有限元软件ABAQUS对该柱进行模拟,研究其在轴向压力作用下的破坏模式、承载能力、延性、箍筋应力分布和复合约束特性,并分析了混凝土强度、方钢管壁厚对其轴压力学性能的影响。研究结果表明：提高混凝土强度、增加方钢管厚度和增设方形钢筋笼均能显著提高短柱的承载能力;方形箍筋在弹性阶段约束作用较小,其主要在弹塑性阶段和流塑性阶段发挥约束作用,设置方形箍筋可以有效提高短柱承载能力和延性,且其对延性的提高更为显著;方钢管对混凝土的约束作用整体表现为“角部大”的特点,方形箍筋可以有效增强对方钢管边长中部区域混凝土的约束作用,进而使混凝土在各方向受到的约束作用趋于均匀。     

混凝土Ⅱ型断裂破坏试验及其断裂韧度的确定

为了解混凝土Ⅱ型断裂破坏过程中应力应变变化规律并确定混凝土剪切断裂韧度,制备了4组32件单边切口半边对称加载试件,利用特殊的加载方式在5 000kN压力机上对试件做了混凝土Ⅱ型断裂破坏试验,并描述了各个试件破坏时的变化情况。试验结果表明,混凝土Ⅱ型断裂破坏外加荷载—时间关系曲线、外加荷载—应变关系曲线、荷载—裂缝尖端滑移位移曲线、应变—时间关系曲线各有特点,所得单边切口半边对称加载试件能够实现混凝土的剪切断裂,且断裂韧度与初始缝长大小无关。