温度循环作用后能源结构混凝土各相微观分析

混凝土材料广泛应用于各类能源结构工程的建设中。然而,在温度循环作用下,能源结构混凝土极易产生裂缝并导致结构整体的力学性能退化。由于骨料与砂浆的界面过渡区是混凝土中较为薄弱的部分,因此本文通过温度循环试验研究水泥净浆和砂浆的力学性能,并通过扫描电镜试验观测砂浆、净浆和界面过渡区的微观结构,从微观结构及相组成变化了解温度循环对混凝土物理、力学特性的影响。采用图像处理的方法,定量统计了不同次数温度循环作用后混凝土各相微观结构的孔隙率。研究表明:温度循环对水泥净浆的宏观力学性能影响较大,而对水泥砂浆影响相对较小;随着温度循环次数的增多,混凝土砂浆与粗骨料界面区会生成疏松状碳酸钙晶体颗粒物,材料内部损伤逐渐累积,并向砂浆内部扩展,最终导致混凝土性能退化。     

VBA程序在平台桩靴屈曲分析中的应用

基于屈曲分析理论,以400英尺自升式钻井平台为研究对象,分析大尺度桩靴结构板材的屈曲强度。利用SESAM软件,建立桩靴结构有限元模型。参考ABS规范,选取最不利工况,并通过自编VBA程序,对桩靴受压板材高应力区进行屈曲分析。研究工作保证了海洋平台桩靴设计的安全性,并提供了屈曲强度的快捷计算方法。     

基于DIC技术的混凝土热力损伤破坏分析

混凝土的热力损伤行为会严重危及能源工程结构的运维安全。为此,本文开展了两类不同骨料体积分数的模型化混凝土单轴受压试验,并基于DIC技术对试验过程中混凝土裂缝进行跟踪,从细观力学角度分析在不同次数亚高温循环下试件的裂缝扩展情况,探究了亚高温循环作用后界面过渡区形变对混凝土力学性能的影响。研究表明,粗骨料体积分数大的模型化混凝土试件的强度和弹性模量相对较小,且在亚高温循环中体积膨胀较为明显,砂浆层因此出现较大拉应力使试件在未加载时出现裂缝。未经过高温循环的试件裂缝首先出现于砂浆层,经过亚高温循环的试件裂缝首先出现于界面过渡区。亚高温循环作用会加速界面过渡区未水化颗粒的水化以及部分水化产物的碳化,导致粗骨料和砂浆之间的粘结性能降低,界面过渡区孔隙率增大、更易产生裂缝;且随着循环次数增加,模型化混凝土试件破坏程度加剧。     

自升式平台桩腿相位差的敏感性分析

为掌握自升式平台桁架式桩腿相邻弦杆间相位差(RPD)的计算方法,得到影响RPD值的主要参数,基于刚度和屈曲分析理论,以122 m自升式平台桁架式桩腿为例,对相邻弦杆间的RPD值及敏感性进行分析。分析结果表明:基于刚度理论的RPD求解方法简单,能较好地解决有限元模拟的变形协调问题;上、下导向的水平刚度和升降系统的垂向刚度是影响桩腿RPD的主要因素,通过对刚度的敏感性分析,敏感度最大的影响因素是下导向的水平刚度,且桩腿的相位差随水平刚度和垂向刚度的增加而显著降低;可在设计阶段对敏感度较大的因素加以控制,设计和改变平台的容许RPD值,从而保证既满足桩腿结构安全,又避免RPD设置不合理带来的频繁启停。研究结果可为平台升降操作的监测和报警提供计算依据,对工程实际具有指导意义。