基于湿度扩散理论的混凝土早期收缩分析

混凝土早期收缩开裂是加剧混凝土劣化并导致最终失效的一个重要因素．分析混凝土早期的自由收缩量值是进行收缩开裂研究的基础。为此，基于湿度扩散理论建立了混凝士早期的自生收缩与干燥收缩计算分析模型，经实例验证，计算结果与试验结果有较好的一致性。     

基于格构模型的水泥浆体离子稳态扩散模拟

首先采用数值模型得到水泥浆体的模拟微观结构,然后将其离散化为像素.根据该离散化微观结构建立具有扩散性能的格构单元组成的三维格构网络,求解固定离子浓度边界条件下通过水泥浆体的离子流量和内部离子浓度分布,并预测材料的扩散系数.在求解离子浓度分布的过程中,比较了差分法和共轭梯度法的优缺点,发现采用共轭梯度法更快捷.最后用稳态氯离子扩散试验验证了该模拟方法的可靠性,并预测了水泥浆体的氯离子有效扩散系数随水胶比和养护龄期的变化关系.     

混凝土早期自收缩与极限拉伸应变的相关性试验

通过研究混凝土早期自收缩与相应极限拉伸应变间的关系,对水灰比及砂率对混凝土早期自收缩的影响规律进行分析。研究结果表明,混凝土早期自收缩大小与相应的极限拉伸应变具有显著的二次曲线关系;随着水灰比的降低和砂率的增大,混凝土早期自收缩明显增大。     

锈蚀钢筋混凝土结构防护与加固

根据锈蚀钢筋混凝土结构破坏的原因与机理 ,对加固工程界热点问题 ,锈蚀结构防护技术 :阴极保护法 ,设计特点、施工方法、应用范围、阴极电流密度、选择阳极材料等问题进行分析与对比 ;锈蚀结构加固技术 :碳纤维布加固 ,论述其技术要领及破坏特点 ,并推出锈蚀结构受弯构件碳纤维布加固的计算公式     

锈蚀钢筋与混凝土动态粘结性能的试验研究

本研究设计大尺寸柱式拉伸试件,通过电化学锈蚀方法使其快速锈蚀,用电液伺服动力加载系统进行动态拉伸试验.采用钢筋开槽内贴片的方法测量钢筋应变沿锚固长度的变化,外贴片测量混凝土外表面应变,并在加载端和自由端安装千分表量测两端滑移.基于动态拉伸试验结果,得出了锈蚀钢筋与混凝土粘结应力分布的时程变化规律;研究了锈蚀程度对粘结应力分布的影响规律;建立了动荷载下锈蚀钢筋混凝土的粘结滑移本构关系.     

混凝土动态特性及其机理研究

地震作用下混凝土动力反应和破坏过程极其复杂，结构的抗震设计是否安全、合理，不仅取决于抗震动力分析，而且取决于设计采用的地震动参数和混凝土材料动态力学参数，故而混凝土动态特性研究对公路、桥梁、大坝等结构的设计有着重要的意义．文章回顾了混凝土动态特性这一课题的研究历史，按时间顺序介绍了国内外的研究进展，以及混凝土动态强度特性、变形特性的有关试验研究成果，讨论了分离式霍普金森压杆(SHPB)、电液伺服系统、落锤、轻气炮、板冲击系统和声发射等材料动力试验设备的原理及其适用范围，并根据试验结果的分析和比较，对混凝土动态特性的率敏感性的机理进行了探讨，最后指出混凝土动态特性这个研究热点，在试验研究、理论分析及数值模拟等方面需要解决的问题，为进一步的研究提供参考．     

基于微观结构特征混凝土动态抗拉强度提高机理及其统一模型

混凝土动态抗拉强度提高机理是混凝土动态力学特性研究的难点和热点。影响混凝土动态强度的因素很多，主要包括混凝土静态强度、粗骨料、水灰比、养护条件、湿度条件、龄期、温度、尺寸效应、试验手段和加载方式等。学者们试图从能量耗散、混凝土中自由水粘性、惯性力以及试验方法等方面进行机理性解释，研究尺度从宏观到细观。混凝土微观结构特征研究成果斐然，包括孔隙结构特征分类及分布模型、孔隙结构特征对强度的影响、微观结构特征的影响因素、自由水对混凝土的影响。通过总结和分析研究混凝土材料静动态强度及其微观结构特征的主要研究成果，从微观角度研究了混凝土动态抗拉强度提高机理。研究表明基于微观结构特征研究混凝土动态抗拉强度提高机理是可行的，并建立了能够解释水灰比、养护条件、龄期、含水量以及不同加载速率等因素影响混凝土动态抗拉强度微观结构机理统一模型。模型使混凝土动态抗拉强度形成得到了统一，即由固体材料效应（干强度+率效应）、自由水效应（毛细吸力+Stefan效应）以及惯性效应三部分组成，各部分在不同应变率阶段影响程度不同。     

花岗岩动态轴向拉伸力学性能试验研究

在MTS试验机上对花岗岩进行不同应变率(10-6～10-2 s-1)、不同预静载下的冲击加载以及变幅三角波荷载下的动态轴向拉伸系列试验。试验结果表明:在10-6～10-2 s-1应变率范围内,岩石抗拉强度随应变率提高近线性增长;花岗岩的弹性模量随应变率变化无明显变化;峰值应变随应变率增大有增长的趋势,极限应变没有明显的率敏感性;不同应变率的名义应力–应变全曲线的上升段在约40%强度以前呈线性,之后出现明显非线性变形,但随着应变率的增加,非线性程度降低;下降段可简化为两段折线:从峰值卸载至25%强度时,出现拐点,此时应变为300～400με,此后应变增长速度加快,降至残余应力10%强度处时,应变为600～900με;50%以下预静载不会对花岗岩的动载强度产生不利,反而有所增强;更高的预静载则会降低动载强度;在往复加载的低周疲劳引起的损伤累积下,岩石的动强度低于单调加载;随着循环次数的增加,残余应变逐渐增加,且增加的幅度亦有所加大,出现损伤软化的特征。     

混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法

基于对大坝混凝土亟需进行动态弯拉试验，本文对混凝土动态弯拉试验技术与数据处理方法进行了研究。参照水工混凝土试验规程（DL/T 5150-2001）中的静载弯拉试验，采用简支梁三分点加荷法，自行设计出适应往复拉压加载的系列装置（湿筛、三级配和四级配混凝土试件），能够实现多种类型荷载（如冲击、三角波、正弦波以及任意波形）的施加。通过反复试验得出了合理的试件安装、荷载施加、数据采集和处理方法，形成了规范的动态弯拉试验操作步骤。研究成果为后续的混凝土动态弯拉系列试验研究打下了基础。     

小湾拱坝湿筛混凝土动态弯拉力学特性试验研究

结合小湾拱坝，试验研究了湿筛混凝土动态弯拉力学特性。试验采用MTS322动静万能试验机和简支梁三分点加荷法。静载试验加载速率为250N/s。动载试验考虑了不同初始静载（0%、40%、80%、90%）和不同动态加载方式（冲击和变幅三角波）。40%、80%和90%初始静载分别取18.6kN、37.2kN和41.8kN，以静载速率加载至初始静载值，再施加动态荷载。冲击波形加载速率是250kN/s。变幅三角波形加载频率是1Hz，每个加载台阶含三个周期，相邻加载台阶差值是20kN。湿筛混凝土试验结果表明：(1)初始静载对混凝土动态极限弯拉强度影响很大；(2)合适比例的初始静载对混凝土动态极限弯拉强度有利，本文试验发现80%初始静载时动态弯拉强度提高最大，冲击试验DIF高达1.49；(3)同静载相比，冲击加载时混凝土动态极限弯拉强度提高，弯拉极限拉伸值略小，弹性模量提高不多，纯弯区正截面中和轴位置没有变化；(4)往复加载对混凝土存在低周疲劳的不利影响。对比分析表明，三级配混凝土与其湿筛混凝土动态弯拉力学特性，定性规律相似，但定量结果尚得不出来，进行高拱坝抗震设计时，应采用全级配混凝土动态试验结果。