混凝土材料疲劳抗压损伤机理及其尺寸效应研究

为研究混凝土材料在受压状态下的疲劳性能,以及尺寸效应对试块疲劳损伤的影响。通过对3种不同尺寸的立方体试块开展疲劳抗压试验,使用剩余强度衰减模型分析试验表现出的累积损伤机理,对比不同尺寸下试块的疲劳累积发展情况;使用一次二阶矩法中的中心点法计算3种尺寸试块在疲劳过程中的可靠度。研究表明疲劳可靠度随尺寸增加而增大,疲劳损伤随尺寸增加而减小。     

考虑应变率效应的混凝土材料单轴压缩特性尺寸效应研究

为了研究尺寸效应和应变速率对混凝土力学性能和变形能力的影响,对3种尺寸(70、100、150 mm)228个混凝土立方体试块分别在4种应变速率下(10^-5、10^-4、10^-3、10^-2/s),进行了试验研究。试验结果表明:同一应变率下,混凝土峰值应力随着尺寸的增大而减小,混凝土峰值应变随着尺寸增大而逐渐增大,并分析得出应变速率较大时,峰值应变由骨料弹性变形决定;应变速率较小时,峰值应变由水泥凝胶体黏性流动和混凝土裂缝扩展决定。同一尺寸下,混凝土峰值应力随着应变速率的增大而增大;混凝土弹性模量随应变速率的增大也呈现逐渐增大的趋势。指出动态加载下,混凝土弹性模量变化幅值不是一个确定的值,用静态下的弹性模量简单乘以一个放大或折减系数,不能满足计算动态加载下弹性模量的要求。通过线性回归分析,发现混凝土动态弹性模量和应变速率的对数成线性增长关系,对两者关系进行拟合,发现混凝土弹性模量与应变速率的关系曲线与试验结果吻合较好。     

基于基频法的预应力混凝土箱梁疲劳刚度退化试验

开展了基于基频法的预应力混凝土箱梁桥模型疲劳试验; 详细介绍了基于基频法的疲劳多级变幅试验加载过程及疲劳加载方案和采集方案; 梳理了动刚度和静刚度的基本原理、基于基频的动刚度计算方法和基于挠度的静刚度计算方法; 对预应力混凝土箱梁的疲劳动刚度和静刚度退化规律进行了研究。结果表明:箱梁构件疲劳裂缝分布、裂缝走向和破坏敏感位置与矩形梁不同,模型梁均首先在腹板产生斜裂缝,腹板斜裂缝主要分布在从支座到1/4跨范围内,不断向顶板和底板斜向延伸; 预应力混凝土箱梁疲劳动刚度和静刚度二者退化规律相同,均呈现为先快速、后平稳的2阶段变化规律; 在疲劳初期,动刚度和静刚度退化率均在40%以上; 疲劳荷载上限值是桥梁结构疲劳刚度退化的一个重要影响因素,疲劳荷载上限值越大,动刚度和静刚度退化幅值就越大,且疲劳剩余刚度越小; 因为二者计算原理不同,所以计算的动静刚度数值也不同,但二者刚度退化规律相同,可相互对比、补充、验证,共同来探究预应力混凝土箱梁疲劳刚度的退化规律。     

电液伺服脉动疲劳试验加载系统及其应用

为了研究不同材料组成、不同结构形式的缩尺及足尺构件的疲劳力学性能,通过介绍500 k N电液伺服脉动疲劳试验加载系统的机械主体结构和基本功能、技术性能、控制器和控制软件,对电液伺服脉动疲劳试验加载系统的使用做出充分说明,采用多功能的电液伺服脉动疲劳试验加载系统对构件进行静载试验和动态试验,并通过对使用电液伺服脉动疲劳试验加载系统进行的典型静载试验和疲劳试验介绍,说明电液伺服脉动疲劳加载系统均符合静载试验和动载试验要求.