混凝土单轴压缩CT试验过程定量化分析

当前利用CT技术从细观层面研究混凝土的力学特性大都处于定性的观察和统计分析研究阶段,未能利用恰当的数学理论对宝贵的CT试验结果进行定量化分析。本文将基于集合论的破损演化理论引入混凝土CT试验数据研究中,解决利用CT数定量研究混凝土破坏过程的问题;在破损演化理论的基础上利用(λ1~λ2)截理的定义将CT图像分为孔洞裂纹区(P0~0.35)、硬化水泥石区(P0.35~0.7)及骨料区(P0.7~1),实现了对混凝土各组分的定量化分区研究,进而定量地研究了CT试验过程中全域和感兴区域上P0~0.35、P0.35~0.7及P0.7~1随加载的变化过程。研究结果表明利用本方法可较好地描述混凝土的受力破坏过程,能定量地体现试样破坏过程中应变的局部化。     

冲击速度及骨料率对混凝土动强度的影响研究

混凝土结构抗爆炸冲击能力研究具有很重要的军事防护意义.国内外学者已对混凝土动强度的提高机理进行了大量研究,但大多探讨单个因素对混凝土动强度的影响,缺乏对多因素耦合作用下混凝土动强度规律的研究,并且对混凝土抗压动强度和抗拉动强度间的关系研究也较少.通过霍普金森压杆试验仪的单轴压缩试验和巴西圆盘劈裂试验,测定了不同骨料率和冲击速度下混凝土的抗压动强度和抗拉动强度,再对试验结果进行研究分析,得到混凝土动强度的理论表达式,并将混凝土抗拉抗压动强度进行了对比分析.结果表明：混凝土抗压动强度与混凝土骨料率和冲击速度呈正相关,且随着混凝土骨料率的增大,冲击速度越小,混凝土抗压动强度增加幅度越大,受动载时,混凝土抗压动强度提高幅值大于抗拉动强度提高幅值.     

抽水蓄能电站岔管导流板体型研究

岔管体型对抽水蓄能电站水头损失影响较大,间接影响到电站的运行效益,岔管体型优化是当前研究的一个热点问题.为减小岔管的水头损失,本文在传统岔管设计基础上,提出一种新的岔管导流板设计方法.采用突缩管验证了数值模拟的准确性,通过数值模拟比较了有无导流板的岔管的流速分布,对岔管导流板的体型进行了优化.结果表明:岔管导流板能够减...     

不对称布桩桩基的桩顶荷载效应分析

对不对称布桩时桩顶荷载效应的计算式进行推导。通过分析发现,JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》给出的算式为文中推导式的特殊情况,JGJ 94—2008的算式仅在对称布桩时成立;实际使用时,应注意坐标原点的选取,取群桩的形心作为计算原点而不是承台的形心。同时对文中算式和JGJ 94—2008的算式的计算结果进行比较,得到JGJ 94—2008的算式在计算不对称布桩时存在较大的误差。设计人员在计算桩顶荷载效应时,应分析群桩基础的布桩情况,合理选择算式。     

基于CT的混凝土试样静动力单轴拉伸破坏裂纹分形特征比较研究

为了能定量地利用CT数资源研究混凝土静动力强度特性及裂纹演化规律,利用适合CT扫描仪的便携式动力加载设备,对圆柱体混凝土试样进行单轴静动力拉伸CT试验,并利用编制的差分盒维数计算程序计算CT扫描断面的分形维数,以此为基础从细观层面上比较分析混凝土静动单轴拉伸强度特性、受力破坏机制及裂纹分形特征。结果表明:静力拉伸荷载条件下混凝土破坏时裂纹扩展速度慢,破裂面粗糙曲折,裂纹绕着骨料追随最薄弱界面发展;动力拉伸时裂纹扩展速度快,破裂面较平直,裂纹切割骨料追随能量释放最快路径发展;静动力拉伸CT扫描断面分形特征明显,分形维数随裂纹扩展成规律发展,能较好地反映出混凝土材料损伤裂纹的演化规律,可以定量表述试样的破损程度,可作为裂纹演化的定量参数。     

混凝土特性数值方法研究及CT试验

建立三维混凝土数值模型,确定了三维“数字混凝土”数值试验的加载方法及强度的计算方法,并从细观层面上分析了混凝土强度特性、受力破坏机理及裂纹演化规律。最后用混凝土CT试验验证了此法的合理性。得出可以用位移控制的数值试验的应力应变曲线的极值点作为数字混凝土的强度点;混凝土强度主要受界面和砂浆强度控制;不论是拉还是压荷载作用下,混凝土裂纹均从骨料尖角处相对较弱的界面开始萌生,然后微裂纹绕着骨料扩展、贯通,说明混凝土的静态裂纹追随结构的弱面发展;混凝土试样的强度取决于试样的破坏面积,破坏面积越大强度越高。     

混凝土单轴动力压缩CT试验过程定量化分区研究

为了能定量地研究混凝土动力压缩CT试验过程,将基于模糊集合论的破损演化理论引入到混凝土动力CT试验研究中,基于λ1-λ2截集将混凝土CT扫描图分为孔洞裂纹（P0-λ1）、硬化水泥石(Pλ1-λ2)及骨料(Pλ2-1),并定义了混凝土的孔隙率、硬化水泥石率和骨料率。研究了动力单轴压缩CT试验过程中混凝土试样各扫描断面P0-λ1、Pλ1-λ2及Pλ2-1随加载的变化规律。研究结果表明：利用本方法实现了对混凝土各组分的定量化分区;可以定量地研究混凝土中P0-λ1、Pλ1-λ2及Pλ2-1随动力加载的具体变化规律;能较好地描述混凝土的受力破坏过程;并能定量地体现出试样破坏过程中应变的局部化。     

河谷形状对面板堆石坝变形特性的影响研究

给出了新的河谷形状参数定义,采用河谷宽度系数μ、河谷边坡陡缓系数δ、河谷非对称系数γ三个动态参数来描述河谷形状。研究了新给出的河谷形状参数对面板堆石坝变形特性的影响,研究表明:河谷地形对坝体存在约束作用,河谷宽度系数越小,河谷地形对坝体的约束作用越强;河谷地形对坝体的约束作用减小了面板的挠度,而堆石体内部存在的应力拱效应则增大了坝体的后期沉降量,两者的共同作用是导致窄河谷中面板产生裂缝的主要原因;河谷边坡陡缓系数不同,堆石体内部潜在剪切滑动面的位置不同,面板的重点防护范围不同;河谷非对称系数越大,大坝发生不均匀沉降的范围越大,面板的扭曲变形越大。