Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点弯矩分配系数

为探究Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点翼缘和腹板的弯矩比,通过对3种腹板螺栓布置形式的Ⅱ型截面双层组合梁连接节点接触面滑移特征和力学传递机理的分析,进行Ⅱ型截面组合梁螺栓连接节点弯矩分配系数研究。结果表明:组合梁摩擦型螺栓连接节点滑移和力学传力过程可分为翼缘外接触面未完全滑移和完全滑移以及翼缘内接触面完全滑移3个阶段;组合梁摩擦型螺栓连接节点接触面承担弯矩与无连接板截面弯矩之和等于该梁截面处的理论弯矩,腹板接触面承担的弯矩主要由其上的水平摩擦力承担;摩擦型螺栓连接节点接触面上的摩擦力随节点滑移而重新分配,腹板螺栓布置形式对连接节点弯矩分配系数影响明显;根据推出的组合梁摩擦型螺栓连接节点的弯矩分配系数计算式所得结果与数值模拟结果吻合良好,最大误差为7.13%,该计算可用于优化螺栓连接设计。

基于灰色关联熵的冻融作用下混凝土力学性能与孔隙结构模型研究

为研究混凝土在冻融循环过程中孔隙结构对力学性能的影响,对不同冻融循环次数的混凝土进行力学性能、扫描电子显微镜(SEM)、低场核磁共振(NMR)等试验,并利用灰色关联熵方法建立冻融循环过程中抗压强度与孔隙结构之间的数学模型。结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土力学性能下降明显,孔隙度增加且T_(2)谱总面积逐渐增加;冻融循环过程中对力学性能影响最大的两个因素分别为少害孔孔隙占比以及自由流体饱和度(FFS),对应的灰熵关联度分别为0.989 3和0.995 2。以抗压强度为参考,以自由流体饱和度和少害孔孔隙占比为比较序列建立GM(1,3)模型,模型预测值与试验平均值相对误差仅为0.29%,表明预测模型可以为混凝土冻融循环过程中力学性能提供公式依据。研究成果有助于加深对冻融循环过程中混凝土结构损伤演化规律的认识。

河砂粒径与纤维类型对ECC力学性能的影响

研究了河砂粒径(0~0.30、0~0.60、0~1.18、0~2.36 mm)与纤维类型(PVA、PE、PP、BF纤维)对工程水泥基复合材料(ECC)力学性能的影响,并进行了SEM分析。结果表明:随着河砂粒径的增大,试件的28 d极限拉应变、峰值应力和抗折强度基本均降低,多缝开裂特征逐渐减弱;4种纤维中,PVA纤维对ECC单轴拉伸性能和抗折性能的提高效果最好;PVA纤维与各粒级的河砂均具有良好的匹配性,在基体中分散较均匀。

玄武岩纤维-橡胶混凝土性能研究

为解决高原机场道面混凝土易收缩开裂和冻融破坏问题,对不同玄武岩纤维和橡胶颗粒掺量混凝土开展了力学性能、早期收缩性及抗冻性能的研究,采用核磁共振和扫描电子显微镜阐释了玄武岩纤维与橡胶颗粒的作用机理,并建立了考虑玄武岩纤维和橡胶颗粒掺量的混凝土早期收缩模型。试验结果表明:同基准混凝土相比,掺0.3%(体积分数,下同)玄武岩纤维与10%(砂的体积取代率,下同)橡胶颗粒混凝土的7和28 d抗折强度分别提高了13.6%、11.8%,7、28 d抗压强度分别提高了26.7%、18.1%,72 h收缩率降低了54.7%,300次冻融循环后质量损失率降低了67.0%,动弹性模量损失率降低了10.4%;玄武岩纤维可抑制混凝土基体微裂缝的萌生扩展,承受部分收缩应力。而弹性体橡胶颗粒的填充、蓄水与引气作用可优化基体孔结构,延缓水分蒸发速率,缓解冻胀压力,使混凝土力学性能和抗冻性提高,早期收缩降低;建立的收缩模型能较好地反映玄武岩纤维-橡胶混凝土早期收缩变化特征。

矿物掺合料与水胶比对混凝土耐久性的影响研究

为研究矿物掺合料与水胶比对混凝土耐久性的影响,测试了不同混凝土的抗氯离子渗透性、抗冻性、耐磨性和抗硫酸盐侵蚀性能,采用灰色关联分析的方法,分析了矿物掺合料掺量、水胶比和混凝土耐久性之间的关联程度和关联极性。研究结果表明:粉煤灰和矿渣粉掺入会提高混凝土的抗氯离子渗透性,并存在最佳掺量,本文水胶比为0.38的混凝土,粉煤灰和矿渣粉掺量为15%时,混凝土的抗氯离子渗透性最高。矿物掺合料掺量与混凝土相对动弹性模量、耐磨度和抗硫酸盐侵蚀系数为正关联;水胶比增大会导致混凝土的抗氯离子渗透性降低,与混凝土相对动弹性模量、耐磨度和抗硫酸盐腐蚀系数为负关联。

粗骨料对混凝土性能影响的试验研究

本文通过对混凝土强度和电通量的测试,采用灰色关联分析方法研究了粗骨料紧密空隙率、针片状颗粒含量、压碎指标值和破碎面所占比例等对高性能混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响。研究结果表明:通过降低粗骨料的紧密空隙率,提高破碎面所占比例可使混凝土获得较高的抗压强度;通过降低针片状颗粒含量,提高破碎面所占比例可使混凝土获得较高的抗氯离子渗透性。

机制砂中片状颗粒对水泥胶砂性能的影响

采用条形孔筛分法得到不同粒径的片状机制砂颗粒,在保证颗粒级配不变的情况下,测试了机制砂中组合粒径的片状颗粒含量为10%、20%和30%与粒径为1.18~2.36 mm、2.36~4.75 mm和4.75~9.50 mm单粒径的片状颗粒含量为10%时的水泥胶砂流动度、抗折及抗压强度、孔结构特征。结果表明:随着机制砂中片状颗粒含量的增加或片状颗粒含量为10%时,所含片状颗粒粒径越大,机制砂空隙率就越大,配制的水泥胶砂孔隙率也越大,有害孔增多,导致水泥胶砂流动度、抗折与抗压强度明显降低。灰色关联分析表明,片状颗粒含量是影响水泥胶砂性能的关键因子,其次是4.75~9.50 mm单粒径片状颗粒的含量。为保证水泥胶砂的性能,应严格控制机制砂中片状颗粒总含量及4.75~9.50 mm片状颗粒的含量。

兰新铁路第二双线混凝土采用橡塑板保温保湿试验研究

基于对兰新铁路第二双线气候特征的分析,提出了一种综合利用橡塑板、塑料薄膜和吸水土工布的新型保温保湿养护方式,并在典型区段进行了现场验证试验,通过测试不同养护方式下混凝土构件内部、表面与养护材料间温度及混凝土抗压强度和电通量等指标,研究了新型保温保湿养护的效果.结果表明:与传统保湿养护相比,新型保温保湿养护方式能有效地降低混凝土内外温度受环境温度变化的影响、提高干燥、昼夜大温差气候下混凝土的强度和抗氯离子渗透性,具有良好的保温效果.

干燥、昼夜大温差气候下混凝土保温保湿养护效果试验研究

基于干燥、大温差气候环境条件,提出了一种综合利用橡塑板、塑料薄膜和吸水土工布的新型保温保湿养护方式,通过室内模拟和现场验证试验来研究其养护效果。结果表明:与传统保湿养护相比,新型保温保湿养护方式能有效地降低混凝土内外温度受环境温度变化的影响,具有良好的养护效果;且能大幅度地提高干燥、昼夜大温差气候下混凝土的强度和抗氯离子渗透性;此外,新型保温保湿养护方式具有成本低、可重复利用等特点,极具工程应用前景。

兰新铁路第二双线混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

基于对兰新铁路第二双线混凝土耐久性分析,研究了矿物掺合料掺量、砂的粗细程度、石子表面特征、环境条件与养护方法对兰新铁路第二双线混凝土抗氯离子渗透性能的影响。研究结果表明:矿物掺合料的掺入会提高混凝土的抗氯离子渗透性,且不同种类的矿物掺合料复掺时存在最优掺量,就文中混凝土,粉煤灰和矿渣粉掺量为15%时,混凝土的氯离子渗透性最低;此外,混凝土抗氯离子渗透性随砂的细度模数增大、石子破碎面所占比例降低而降低;保温材料能降低混凝土内外温差,因此昼夜大温差条件下,保温保湿养护的混凝土抗氯离子渗透性优于仅保湿养护的混凝土。

隧道排水系统结晶堵塞机理及处置技术

隧道排水管结晶堵塞病害已成为影响隧道支护结构安全性的重要因素,为解决隧道排水盲管结晶堵塞问题,需要深入探究隧道排水管结晶堵塞的机理及原因。综合梳理国内外学者对隧道排水管结晶堵塞机理的分析,系统总结排水盲管内外因素对结晶堵塞的影响程度和影响规律,并提出了隧道排水盲管结晶堵塞研究中存在的不足。研究发现:岩溶地区结晶物的成分来源于可溶性围岩,非岩溶地区的结晶物则来源于喷射混凝土;结晶物的主要成分为碳酸钙;影响结晶物生成与堆积的因素可分为内因和外因2大类,并展望下一步研究需要注意的问题。

大秦重载铁路既有盖板涵病害调查与分析

基于大秦铁路茶坞和大同工务段217座无填土或运营后填土高度<1.2 m的既有钢筋混凝土盖板涵的病害调查,对重载铁路既有盖板涵的病害类型进行了总结,从运行荷载、设计和施工三方面分析了病害成因,对了解重载铁路既有盖板涵的工作状态、列车通行安全性以及维修加固设计具有参考意义。

青藏铁路桥梁压浆材料冻胀变形试验研究

针对青藏铁路气候的特点,运用试验和灰色关联分析方法,研究水灰比、养护温度和养护时间对桥梁压浆材料早期冻胀变形的影响规律及影响程度。试验研究表明:不同水灰比、不同养护温度的压浆材料在养护期间受冻后的体积变化均存在1个由膨胀变为收缩的转折点,压浆材料在转折点所对应的养护时间之前受冻,其总体积变化为冻胀变形,而在转折点所对应的养护时间之后受冻,其总体积变化为收缩变形,且随水灰比的增大和养护温度的降低,压浆材料不发生冻胀变形所需的养护时间将延长;在同一养护温度下,养护时间越长,压浆材料受冻后的体积膨胀越小。灰色关联分析结果表明,水灰比对压浆材料的早期冻胀影响最大,养护温度影响次之,养护时间影响最小。因此,适当降低水灰比和提高养护温度,可避免因压浆材料冻胀变形而导致青藏铁路桥梁预应力梁混凝土顺筋裂缝。

缓凝砂浆流动性和力学性能试验研究

为研究水胶比、砂胶比和硅微粉掺量对缓凝砂浆流动性和力学性能的影响,分别测试了水胶比为0.30、0.40、0.45、0.50,砂胶比为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和硅微粉掺量为0.0%、5.0%、10.0%共22组缓凝砂浆的稠度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量。研究结果表明:随着水胶比的增大,缓凝砂浆流动性增大;随着砂胶比增大,缓凝砂浆流动性较小;硅微粉掺量增加会降低缓凝砂浆流动性。采用灰色关联理论分析水胶比、砂胶比和硅微粉掺量对硬化后缓凝砂浆的力学性能影响规律,得到水胶比为影响硬化后缓凝砂浆力学性能的关键因子,而砂胶比次之,硅微粉掺量影响相对最小。

兰新铁路第二双线混凝土矿物掺合料掺量优化试验研究

通过对不同混凝土的坍落度、坍落扩展度、不同龄期强度和电通量等指标的测定,研究了粉煤灰和磨细矿渣粉的掺量对兰新铁路第二双线新疆段混凝土的工作性、强度和耐久性的影响.研究结果表明:粉煤灰的掺入可提高混凝土的流动性,抑制水泥早期水化反应速度,而磨细矿渣粉的掺入可提高混凝土的粘聚性和保水性,对流动性不利;两者均能有效降低混凝土电通量.粉煤灰和磨细矿渣粉按适当比例复合掺入对混凝土性能的改善具有更好的效果,对于C30混凝土,粉煤灰掺量为15%,磨细矿渣粉掺量为15%,对于C40混凝土,粉煤灰掺量为15%,磨细矿渣粉掺量为20%,对于C50混凝土,粉煤灰掺量为10%,磨细矿渣粉掺量为30%时,混凝土的工作性、强度和耐久性最好.

兰新铁路第二双线鄯善至乌鲁木齐段骨料性能试验研究

为保证新建兰新铁路第二双线新疆段高性能混凝土的强度和耐久性,对鄯善至乌鲁木齐段内砂石料场的砂石性能进行了试验研究。研究结果表明:区段内砂含泥量和石泥块含量高,砂、石碱活性含量高,砂颗粒偏粗、级配差及石子紧密空隙率大、针片状颗粒含量高。针对骨料存在的问题,提出相应的解决建议,对优化新建兰新铁路第二双线新疆段高性能混凝土的配合比设计具有重要意义。

碱硅酸反应影响因素试验研究与灰色关联分析

运用砂浆快速棒和灰色关联分析的方法,研究了水泥碱含量、活性骨料掺量、温度条件对碱硅酸反应的影响规律和影响程度。试验结果表明:随着水泥碱含量增大,砂浆试件的膨胀率先增大后减小,存在临界碱含量;活性骨料掺量和温度的提高,会使砂浆试件的14 d膨胀率随之增大,活性骨料占总骨料20%以下时不会发生碱骨料反应,温度较低时水泥水化收缩占主导地位,砂浆试件产生收缩而非膨胀。灰色关联分析表明,活性骨料掺量对碱硅酸反应影响最大,温度影响次之,水泥中碱含量影响最小。因此,将活性骨料与非活性骨料复掺在混凝土中使用是避免碱骨料反应发生得最有效途径。

改性SiO_(2)气凝胶水泥基复合砂浆性能及冻融损伤研究

采用KH570硅烷偶联剂对SiO_(2)气凝胶颗粒进行表面改性,将其等体积置换砂后掺入水泥砂浆中,制备得到改性气凝胶水泥基复合砂浆。对不同SiO_(2)气凝胶掺量的水泥基复合砂浆的干密度、抗折抗压强度、导热系数和孔隙结构进行了测试,开展了水泥基复合砂浆快速冻融循环试验,分析了冻融循环对其抗压强度、动弹性模量、导热系数的影响规律,并采用电子扫描电镜(SEM)揭示了改性SiO_(2)气凝胶水泥基复合砂浆冻融循环后的劣化机理。结果表明:硅烷偶联剂改性后的SiO_(2)气凝胶颗粒可较为完整地嵌于水泥砂浆中,从而改善SiO_(2)气凝胶砂浆的孔隙结构;随着改性后SiO_(2)气凝胶的替换比例增加,水泥基复合砂浆的干密度、抗压抗折强度、导热系数明显下降,而孔隙率先减小后增加,当替换比例为40%时导热系数降低了46%、抗折强度降低了43%、抗压强度降低了68%、孔隙率增加了49%。SiO_(2)气凝胶能够提高水泥砂浆的抗冻性能,但随着冻融循环次数的增加,SiO_(2)气凝胶颗粒与胶凝材料的界面粘结破坏是其劣化的主要原因。

兰新铁路第二双线高性能混凝土施工质量的控制措施

以新建兰新铁路第二双线新疆段高性能混凝土为研究对象,结合沿线气候特点,介绍了砂石原材料质量控制、沿线混凝土结构环境作用等级的划分以及配合比试验、原材料及混凝土温度、混凝土养护等方面的质量控制具体措施,对确保兰新铁路第二双线新疆段高性能混凝土的强度和耐久性具有重要意义。

超效缓凝砂浆可塑性能试验研究

超缓凝砂浆是由水泥、复合缓凝剂、水和砂经适当配比而形成的,该种砂浆可塑性能的研究是其在工程上应用的重要依据。试验测定了A,B,C三种不同配比的缓凝砂浆静态塑性指数,分析了温度、龄期、复合缓凝剂的掺量及不同水泥品种对缓凝砂浆的缓凝时间的影响。结果表明:(1)三种缓凝砂浆各温度下的静态塑性指数都随龄期的增长而增大,说明缓凝砂浆在缓凝早期塑性指数小,触变性能好;(2)缓凝时间随复合缓凝剂的增加增长,随温度的升高缓凝时间会延长。(3)缓凝砂浆的凝结时间与水泥品种也有较大关系,同配比下早强型水泥凝结时间短,抗硫酸盐水泥凝结时间长。