硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能试验

针对吉林省季节性冻土区对沥青路面高温稳定性和低温抗裂性的要求,在沥青混合料中同时掺加硅藻土和玄武岩纤维,通过对复合改性沥青混合料低温稳定性、高温稳定性、水稳定性和疲劳性能等性能指标进行研究,评价硅藻土玄武岩纤维复合改性沥青混合料的路用性能,为硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青混合料在沥青路面中的应用提供参考。研究结果表明:硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青混合料具有良好的路用性能,掺加硅藻土和玄武岩纤维后沥青混合料的高温稳定性显著提高,低温抗裂性得到改善,疲劳寿命得到大幅提高,水稳定性也有一定程度的提高。     

拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量

鉴于建立超塑性变形定量力学解析理论的重要性,从分析Backofen超塑性拉伸的本构方程出发,讨论了方程中的材料参数k和应变速率敏感性指数m的力学涵义。提出了恒应变ε、恒速度υ和定载荷F三种典型变形路径条件下应变速率敏感性指数的规范测量公式。对每种变形路径又提出应变速率敏感性指数的传统测量方法和计算机模拟精确测量方法,并作了精度对比分析。给出了典型超塑Zn-5%Al合金在常态（18℃）和超塑状态（340℃）时三种变形路径下应变速率敏感性指数m ε、m υ和m F的实测结果。由于三者之间不但存在大的偏差,而且随ε的变化规律也各异。这就从试验上判明,即使在相同的应力状态下,应变速率敏感性指数也与变形路径密切相关。由此便向力学理论提出新的问题,要求从理论上解答偏差和变化规律不同的原因,进而揭示其力学本质。     

超塑拉伸变形应变速率敏感性指数的力学解析

从拉伸变形的状态方程和力学基本理论出发,导出了塑性和超塑性拉伸变形ｍξ、ｍｖ　和ｍＦ（ｍξ、ｍｖ。和Ｆ分别为恒应变ξ、恒变形速度ｖ和恒载荷Ｆ的应变速率敏感性指数）的函数表达式,而且理论计算值与典型超塑性合金ＺｎＡ１５的试验数据吻合,这便从理论上解答了“拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量”一文从试验上提出的问题,即：为什么ｍξ、ｍｖ和ｍＦ随应变速率ξ的变化规律互不相同,甚至出现了ｍＦ会大于１,ｍｖ会是负值的反常结果。对这些问题的理论解答便进一步揭示了ｍ值的力学本质。     

碳纤维与混凝土界面粘贴强度的精确测量方法

针对目前碳纤维与钢筋混凝土界面粘贴强度的测量方法还没有相应的规范,基于静力平衡原理推导出在拉伸状态下,碳纤维的拉应变与钢筋混凝土界面之间剪应力的定量关系,通过应变率确定界面之间的剪应力.在试验方面实现了理论推导公式中基本力学量的测量方法,并得到测量结果;在数据处理方面,采用函数拟合方法得到应变沿试件长度方向变化的函数关系,进而得到剪应力的分布规律和最大剪切应力.应用该方法可以为碳纤维加固钢筋混凝土设计提供可靠的设计参数.     

基于新型导电材料的混凝土结构裂缝监测试验研究

在桥梁结构中,最大应变发生在结构表面。为了对混凝土结构表面的应变变化、直至产生裂缝这一过程进行实时监测,本文选用了一种智能导电材料进行结构变形观测试验研究。试验结果表明,该智能导电材料对结构表面变形跟踪及时准确,且对混凝土裂缝的出现和扩展十分敏感,在实际的桥梁健康监测中具有广泛应用前景。     

预应力对体外预应力简支钢梁自振频率的影响

利用有限元方法建立了体外预应力简支钢梁的有限元模型,对不同预应力值及预应力筋不同偏心距布置条件下简支钢梁的自振频率进行动力仿真分析。通过仿真结果分析预应力大小对自振频率的影响规律及影响程度,最后给出了预应力值与桥梁自振频率的定量关系,为开展预应力简支梁中有效预应力的识别提供了一定的理论支撑。     

不同适应度函数的遗传算法在桥梁结构传感器布设中的应用

从模态振型正交性和模态能量两方面出发设计了3个适应度函数,将其分别应用于改进遗传算法和单亲遗传算法。采用两步法对大跨径桥梁结构传感器布设进行定量和定位分析。通过对两种遗传算法、3个适应度函数及有效独立算法在大跨径拱桥中的对比分析,证实了单亲遗传算法比改进遗传算法更适合于桥梁结构传感器的布设,基于组合评价准则适应度函数比单一评价准则适应度函数布设出的传感器位置更加合理,验证了两步法用于传感器定量及定位计算的有效性。     

碳纤维加固钢筋砼梁复合结构的状态空间解析

基于状态空间理论建立了碳纤维加固钢筋砼梁的层合解析模型。利用该模型计算了碳纤维加固钢筋混凝土梁的挠度、混凝土压应变以及碳纤维表面拉应变等参量,并将计算结果与试验结果进行了比较,两者基本吻合。结果表明:放弃平截面假定后所建立的碳纤维加固混凝土结构的状态空间模型是科学合理的。在结构承载过程中,利用该模型能准确地判断出碳纤维布断裂以及砼压碎等破坏现象的发生。同时,模型的建立为碳纤维加固的复合结构设计提供了一个新的设计思路。     

基于灰色系统理论的寒冷地区斜拉桥索力状态预测方法

基于灰色系统理论,建立了斜拉桥索力状态预测模型,该模型采用全桥索力的灰色关联度作为索力状态的评价指标。由于寒冷地区,索力所经受的环境温差较大,因此,分析了环境温差对索力状态的影响程度。利用温度影响规律对索力状态预测模型中的原始序列进行加权,剔除了预测模型中环境温度的影响,提高了预测精度,使得预测模型能够适用于寒冷地区的索力状态预测。最后以某斜拉桥的索力监测工程为例,验证了预测方法的正确性和可行性。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力控制过程

采用弹性理论方法,建立了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁在放张和承载后界面剪应力的理论计算模型。研究了界面间剪应力在预应力荷载和外荷载作用下的变化规律以及放张后碳纤维中的有效拉应力分布状况。本文的理论计算结果与试验结果吻合。最后得出结论：对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行初始张拉力控制时,应将放张后梁上缘产生的反拱应力、界面剪应力和承载后界面间剪应力增量三个因素放在一起综合考虑,才能使加固效率达到最高。