钢骨高强混凝土短柱轴压力系数限值的试验研究

本文通过33根不同剪跨比试件的试验,对钢骨高强混凝土短柱的延性进行了研究,分析了短柱的主要破坏特征,分析了配箍率、轴压力系数、含钢率对钢骨高强混凝土短柱延性的影响,并得出了影响因素和延性间的关系曲线。由于现行国家规范中没有规定钢骨高强混凝土短柱的轴压力系数限值,本文根据试验结果,提出了不同剪跨比的钢骨高强混凝土短柱满足一定延性要求的轴压力系数限值,试验结果可为规范的修改和工程设计提供参考。     

超高韧性水泥基复合材料研究进展及其工程应用

系统介绍超高韧性水泥基复合材料名称由来、分类、基本性能、材料设计方法及其在实际工程中的应用情况.在基本性能部分,详细地介绍超高韧性水泥基复合材料高于混凝土的受压变形能力、在直接拉伸荷载作用下表现出显著的准应变硬化特征和产生多条细密裂缝的能力、在弯曲荷载作用下表现出的超高韧性和产生多条细密裂缝的能力、在剪切荷载作用下表现出具有明显延性特征的破坏模式、与钢筋的变形协调性能.简要介绍UHTCC对缺口的不敏感性、显著的韧性断裂特征,以及约束收缩特性.在材料设计方法部分,详细介绍准应变硬化模型、准应变硬化性能参数,以及材料中纤维、基体和界面各组分的选择.在实际工程应用部分,介绍材料在提高结构耐久性、进行耐久性修补和在新型结构方面的应用,及其在新建、扩建工程中的使用情况.最后简要分析超高韧性水泥基复合材料在工程中的应用前景,并结合国内外的研究现状提出进一步研究的方向.     

试件厚度对超高韧性水泥基复合材料弯曲性能的影响

通过不同厚度超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）试件的四点弯曲试验,研究了厚度对其弯曲性能的影响,并通过理论量纲分析做了进一步解释。结合ASTM C 1609标准,提出了以单位塑性铰区体积的能量消耗Tv为参数的韧性评价方法。试验结果表明：不同厚度试件的名义弯曲应力-弯曲应变曲线与裂缝宽度变化曲线几乎重合;挠度随厚度增大...     

混凝土断裂参数厚度尺寸效应的定量表征与机理分析

该文主要研究混凝土断裂参数的厚度尺寸效应,所进行的断裂试验属于国际材料与结构试验室联合会（RILEM）TC265-TDK委员会为制定双K断裂参数国际通用规范开展的国际联合试验的一部分。通过5组（共计29根）不同厚度（100~300mm）普通混凝土梁的标准三点弯曲试验,测定了双K断裂韧度KiniIc和KunIc、断裂能GF、特征长度lch等相关断裂参数,并用归一化（无量纲化）方法定量表征了各断裂参数随试件厚度的变化规律。进一步地,基于国内现行《水工混凝土断裂试验规程》（DL/T 5332-2005）中的线弹性断裂韧度计算公式、Weibull尺寸效应理论以及混凝土多轴强度理论,分析了试验所呈现的厚度尺寸效应特征。试验结果和理论分析表明,混凝土各断裂参数均不存在明显的厚度尺寸效应,且各参数的结论可以互相印证。     

配箍率对钢骨高强混凝土短柱轴压力系数限值影响的试验研究

通过 2 7根不同剪跨比的试件对钢骨高强混凝土短柱的位移延性进行了研究 ,分析了配箍率对钢骨高强混凝土短柱延性的影响 ,并得出了配箍率和延性间的关系曲线。增加配箍率可以提高短柱的延性 ,因此可以将轴压力系数限值适当放宽。本文根据试验结果 ,提出了满足一定延性要求的、对应于不同配箍率的钢骨高强混凝土短柱轴压力系数限值     

超高韧性水泥基复合材料多次冲击压缩性能及本构关系

利用直径80 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)系统进行了超高韧性水泥基复合材料(ultra high toughness cementitious composites,UHTCC)在多次冲击压缩荷载下力学性能的研究,分析了试件的应力-应变曲线随冲击次数的演化规律, 并与其他纤维增强混凝土进行对比。试验结果表明:在多次冲击荷载作用下由于损伤的累积导致加载应变率随冲击次数增加而大致呈指数递增,UHTCC的峰值强度随应变率增大而近似线性递减,峰值应变和累积吸能值逐渐增加,单次吸能值随冲击次数的增加呈先增后减的变化趋势。通过对本构模型进行探讨后发现,热激活损伤演化(TADE)模型能较好地描述UHTCC在首次冲击下的力学响应,但无法反映其在多次冲击下力学性能的演化规律;基于Weibull分布的损伤演化模型能够较好地描述UHTCC在多次冲击下的累积损伤演化规律及应力-应变曲线,在经历3次冲击作用后根据损伤程度的计算可认为试样已完全破坏,但此时试样通过PVA纤维的桥连作用仍能保持为整体,具有良好的抗破碎性。     

超高韧性水泥基复合材料干缩性能及其对抗裂能力的影响

新近研制的超高韧性水泥基复合材料（Ultra High Toughness Cementitious Composite,简称UHTCC,国外称之为Engineered Cementitious Composites，简称ECC）具有优良的韧性和能量吸收能力，在直接拉伸荷载作用下表现出应变硬化和多点开裂等特性。本文通过干燥收缩试验，在与素混凝土、纤维混凝土进行对比的基础上，评价了UHTCC的干缩性能。试验结果表明：UHTCC的干缩主要发生在早期；早期的湿养护可避免UHTCC水分的过快蒸发，减小其干缩速度，但是却使其最终的干缩值大大增加；PVA纤维对UHTCC的干缩值影响不大。通过抗裂能力参数，结合已完成的约束收缩试验结果，对较大的干缩量并不有利约束条件下材料抗裂能力的传统概念进行了修正，指出对修复材料来说干缩量的大小仅仅表征了材料性能的一个物理参数，决定其材料抗裂能力的是其非线性变形能力的大小。最后给出了符合UHTCC干缩变形的收缩表达式。     

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(RUHTCC)梁弯曲性能影响的几何参数分析

具有超高韧性新型随机PVA短纤维增强的水泥基复合材料(UHTCC)代替传统的具有准脆性应力软化特征的混凝土或纤维混凝土材料制作的钢筋(RUHTCC)受弯梁,可提高承载力,改善构件的延性,并具有良好的损伤演变能力,被认为是一种抗震性能较好的新型构件形式。除了配筋率和UHTCC拉压材料性能外,截面几何尺寸是影响其弯曲性能的一个重要因素。基于受弯理论分析和试验验证,采用该理论公式对截面几何尺寸(截面高度、宽度以及面积)的影响规律进行了系列分析。结果发现:对承载力,梁高度比宽度影响明显,而对承载力提高幅度和变形而言,随梁高的增加而减小,梁宽没有影响;对裂缝控制来说,只要梁下边缘的极限拉应变小于UHTCC材料的极限拉应变,截面尺寸的变化几乎不影响裂缝宽度的大小。并进一步针对RUHTCC梁的受弯设计提出了一些设计建议。     

UHTCC单轴受压韧性的试验测定与评价指标

韧性指标是评价超高韧性水泥基复合材料(简称UHTCC)独特力学性能的重要指标。对比各国关于钢纤维混凝土弯曲韧性的测定与评价标准,该文以美国ASTMC1018标准、德国纤维混凝土标准和奥地利喷射混凝土标准为基础,分别采用等效抗压强度feq,n和开裂后的变形能Anp、韧性等级、评价纤维增韧作用的相对韧性指标RT1和评价UHTCC峰值后韧性的相对韧性指标RT2,从不同的角度详细定量地评价UHTCC的受压韧性性能。通过对棱柱体抗压强度在33MPa―52MPa之间的6组不同抗压强度的UHTCC进行单轴抗压试验表明,随着棱柱体抗压强度的增加,UHTCC开裂后所吸收的变形能和等效抗压强度增加;相对韧性指标计算结果表明添加体积分数为2%的PVA纤维使UHTCC的韧性性能达到相应基体韧性性能的2.6倍―3.8倍;使UHTCC峰值后的韧性性能达到峰值前的1.7倍―2.2倍,并证明纤维的作用主要体现在基体开裂后的韧性提高上;UHTCC的受压韧性等级主要在一级和二级之间。各组韧性指标均证明UHTCC具有较高的受压韧性性能和塑性变形能力,以及开裂后的高荷载承受能力。     

Critical crack tip opening displacement of different strength concrete

Critical crack tip opening displacement (CTODc) of concrete using experimental and analytical evaluation with seven different compressive strengths ranging from 30 up to 150 MPa was studied based on two types of fracture tests: three-point bending (TPB) and wedge splitting (WS). In the tests, the values of CTODc were experimentally recorded using a novel technique, in which fiber Bragg grating (FBG) sensors were used, and two traditional techniques, in which strain gauges and clip gauges were deployed. The values of CTODc of tested concrete were also predicted using two existing analytical formulae proposed by JENQ & SHAH and XU, respectively. It is found that the values of CTODc obtained by both experimental measurements and analytical formulae exhibit a negligible variation as the compressive strength of concrete increases, and the test geometry adopted has little impact on the value of CTODc. Regarding the experimental measurement of CTODc, the clip gauge method generally leads to a larger value of CTODc and shows a more significant scatter as compared with the other two methods, while the strain gauge method leads to a slightly lower CTODc as compared with the FBG sensor method. The analytical formula proposed by JENQ and SHAH is found to generally lead to an overestimation, while the analytical formula proposed by XU shows a good accuracy.