基于声发射技术的早龄期混凝土断裂性能

为探究早龄期混凝土的断裂性能,针对5种养护龄期(3、7、14、21、28 d)的混凝土试件,开展20根含预制裂缝的三点弯曲梁断裂试验,得到其荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线.基于该曲线,计算得到早龄期混凝土的断裂韧度(起裂韧度和失稳韧度)和断裂能.采用声发射(AE)技术,通过振铃计数和累计振铃计数与时间的关系曲线,探讨养护龄期对早龄期混凝土试件损伤断裂过程的影响;通过计算上升角(RA)和平均频率(AF),分析了早龄期混凝土的破坏模式.结果表明:早龄期混凝土的断裂韧度和断裂能均随着养护龄期的增加而增大,抗开裂能力提高,延性变差.当养护龄期由3 d增至14 d时,混凝土的断裂韧度和断裂能增速较快;当养护龄期由14 d增至28 d时,混凝土的断裂韧度和断裂能增速变缓.振铃计数和累计振铃计数均能较好地反映早龄期混凝土的损伤破坏过程,其中累计振铃计数的增速随着养护龄期的增加而减小.混凝土的剪切裂缝占总裂缝的比例随着养护龄期的增加而增加.

透水混凝土力学性能影响因素的研究进展与分析

为保证工程建设的安全性和有效性,充分了解不同因素对透水混凝土力学性能的影响机理,总结了近年来国内外关于水灰比、砂率、掺合料种类及掺量、骨料粒径等因素对透水混凝土力学性能影响的研究成果,分析了现有研究中存在的不足和尚未解决的问题,并基于透水混凝土细观损伤机理和力学行为,指出了未来进一步研究方向。

高性能箱型复合结构增韧模型与优化计算

为了深入揭示高性能箱型复合结构受力机理并有效提升结构整体性能,通过定义四种混凝土翼板模式开展高性能箱型复合结构增韧模型理论研究。通过建立剪力滞翘曲位移模型和界面滑移模式,推导出考虑剪力滞行为与界面滑移相互影响的控制微分方程,求得在均布荷载作用下的增韧模型理论解析解,进一步以界面滑移量、剪力滞系数、混凝土材料为韧性指标,对提出的增韧模型进行优化计算分析表明:II型增韧模型受剪力滞影响程度仅为0.04%~0.05%,混凝土材料用量节约35.00%,为四种模型中基于剪力滞与滑移耦合行为的最优高性能箱型复合结构增韧模型,便于为水利、土木工程韧性指标设计提供技术支撑。

不同初始静载混凝土轴向拉伸试验研究

为研究混凝土材料的动态性能,利用MTS-810NEW液压伺服试验机对尺寸为100 mm×100 mm×510 mm棱柱体混凝土材料试样进行了初始静态荷载为0~20 k N的动态轴向拉伸试验,研究了混凝土材料经历不同初始静态荷载后的动态拉伸破坏特征、应力应变关系和动态抗拉强度。结果表明:荷载值由静态过渡到动态荷载时,混凝土材料的动弹性模量发生较大变化,且随着初始静态荷载值的增加,混凝土材料动弹性模量有增大趋势;混凝土材料动态应力应变关系曲线中,峰值应力所对应的应变值与初始静态荷载值无关;随着初始静态荷载的增加,混凝土材料动态拉伸破坏断面面积逐渐增大,且粗骨料被拉断的数目随着初始静态荷载的增加而先增加,后趋于平稳;随着初始预加静态荷载值的增加,混凝土材料的动态轴向拉伸强度先增加,然后趋于稳定。

不同初始损伤混凝土动态轴向拉伸试验研究

利用MTS-NEW810动态试验机,通过对30根混凝土棱柱体试件施加应力幅值为1 kN到5 kN、频率为5 Hz、应变速率为10^(-4)/s的5组不同循环荷载,研究不同初始损伤对混凝土棱柱体试件动态轴向拉伸特性的影响。研究结果表明,遭受初始损伤程度越严重,混凝土棱柱体试件动态轴向拉伸破坏断面越整齐,且破坏断面粗骨料被拉断数目越少;随着初始损伤程度的增加,混凝土棱柱体试件逐渐产生有不可恢复变形,随着损伤程度的增加,不可恢复变形的增幅明显增大;初始损伤程度对混凝土棱柱体试件动态拉伸应力应变关系曲线上升段影响较小;混凝土棱柱体试件动态轴向拉伸强度和峰值应变均受初始损伤程度影响不大。

FRP黏结长度对混凝土三点弯曲梁断裂参数的影响

为探讨纤维增强复合材料(FRP)加固带裂缝混凝土结构的最优性价比,采用损伤断裂试验,研究了FRP黏结长度对混凝土三点弯曲梁试件断裂参数的影响.通过在混凝土三点弯曲梁试件表面粘贴应变片,测试了FRP加固混凝土开裂破坏起裂荷载;利用夹式引伸计测得荷载-裂缝口张开位移曲线,根据改进的断裂韧度计算公式,计算出FRP黏结长度不同的混凝土三点弯曲梁试件的有效裂缝长度a_c,失稳韧度K■和起裂韧度K■.结果表明:对于相同初始裂缝深度的混凝土三点弯曲梁试件,FRP加固混凝土的峰值荷载随着FRP黏结长度的增加而增大,K■和K■均随着FRP黏结长度的增加先增大再减小,当FRP黏结长度为25mm时,FRP加固混凝土三点弯曲梁试件K■和K■的平均值均达到最大,阻裂效果最佳;采用声发射(AE)无损检测技术,对上述混凝土断裂过程中的声发射参量进行识别和采集,发现对于初始缝高比为0.4的FRP加固混凝土三点弯曲梁试件而言,其FRP最佳黏结长度为25mm.

非标准钢筋混凝土三点弯曲梁双K断裂特性

以双K断裂理论为基础,基于标准钢筋混凝土三点弯曲梁断裂特性,推导了非标准钢筋混凝土三点弯曲梁断裂参数计算公式.开展了非标准钢筋混凝土三点弯曲梁试件断裂试验,研究了其断裂参数的变化规律.结果表明:试件荷载值随试件高度的增加而增大;而试件的亚临界扩展相对值、断裂韧度、起裂断裂韧度和失稳断裂韧度均不随试件高度的增加而变化,可认为是常数.

基于声发射信号表征混凝土断裂过程的异常现象

混凝土作为一种人工石材,由于浇筑过程的影响,其断裂破坏过程不可避免地存在一定随机性。利用声发射实时动态无损监测技术,分析了带预制裂缝混凝土三点弯曲梁试件裂缝扩展发生偏移和钢筋混凝土三点弯曲梁破坏荷载循环增减等特殊试验现象存在的客观性。试验分析发现,预制裂缝尖端粗骨料的存在,致使裂缝并非沿着预制裂缝直接向前扩展,而是出现绕道扩展的现象;配筋率过大时,钢筋混凝土三点弯曲梁试件的破坏荷载值将维持在钢筋极限屈服强度附近循环变化。可见,钢筋混凝土三点弯曲梁试件的失稳荷载取决于配筋率的高低。研究成果表明声发射技术可为开展混凝土损伤断裂试验提供一种新的研究手段。

龄期和试件尺寸对钢纤维混凝土抗折强度影响试验

以研究试验龄期和试件尺寸对钢纤维混凝土抗折强度的影响为目的,通过不同尺寸、不同钢纤维体积率混凝土试件的抗折强度试验,研究了钢纤维混凝土试件之间的强度关系,并按照定义的抗折强度尺寸效应计算方法,求得不同尺寸试件之间的抗折强度尺寸效应值。结果表明,相同试验龄期内,钢纤维混凝土的抗折强度较普通混凝土均有所提高;钢纤维混凝土抗折强度受到龄期、钢纤维体积率和试件尺寸的影响;不同尺寸混凝土试件之间存在有一定的抗折强度尺寸效应值。为试验龄期和试件尺寸对试件结果具有显著影响提供了可靠的理论依据。

FRP加固混凝土研究现状与展望

纤维增强复合材料(FRP)是一种高性能新型结构材料,近年来在混凝土结构加固修复领域中得到了广泛的应用。综述了国内外学者对FRP加固混凝土的研究现状,介绍了FRP材料的分类以及FRP片材的优点,总结了基于断裂力学的6种FRP与混凝土界面黏结滑移模型,在此基础上,归纳总结了FRP加固混凝土中存在的不足,并对未来FRP加固混凝土研究方向进行了展望。

不同类型混凝土断裂特性研究

通过对国内外现有7种断裂模型的分析总结,结合我国实际国情,引出了由我国学者徐世教授提出的双K断裂模型,参照我国《水工混凝土断裂试验规程》给出的两种常见断裂测试试验方法(楔入劈拉法和三点弯曲梁法)中起裂断裂韧度和失稳断裂韧度的计算过程,总结前人的研究成果,详细介绍了普通混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土、纤维混凝土4种常见混凝土的断裂性能。

不同配筋率对钢筋混凝土三点弯曲梁断裂韧度的影响

为深入了解配筋率对钢筋混凝土断裂韧度的影响,制作了3组12根带预制裂缝的钢筋混凝土三点弯曲梁并做了断裂试验,根据试验导出了钢筋混凝土三点弯曲梁试件断裂参数解析计算公式,分析了不同配筋率对钢筋混凝土三点弯曲梁断裂韧度的影响程度。结果表明,钢筋混凝土三点弯曲梁试件的开裂荷载主要由混凝土主体结构所决定,最大荷载主要由混凝土内部配置的钢筋情况所决定;裂缝亚临界扩展相对值随着配筋率的增加呈线性增加;配筋率的变化对失稳断裂韧度有一定影响,但对起裂断裂韧度影响不大;配筋率的增加,可有效提高试件的韧性和抵抗失稳破坏的能力。

龄期和试件尺寸对钢纤维混凝土抗压强度的影响

测定了不同尺寸、不同钢纤维体积率混凝土试件的各龄期折后抗压强度,并按照定义的抗压强度尺寸效应计算方法,求出了不同尺寸试件之间的抗压强度尺寸效应值。结果表明,相同龄期内,钢纤维混凝土的抗压强度较普通混凝土有所提高;钢纤维混凝土的抗压强度受到龄期、钢纤维体积率和试件尺寸的影响;不同尺寸混凝土试件之间存在一定的抗压强度尺寸效应值。

增强混凝土结构断裂力学特性研究

有效提高混凝土结构的极限承载力、延长混凝土结构的破坏过程是工程界一直关注的重点问题。本文总结分析了FRP增强混凝土、钢筋增强混凝土、纤维增强混凝土以及超高韧性水泥基复合材料增强混凝土的断裂性能。结果表明:FRP、钢筋、纤维、UHTCC四种增强混凝土结构对其起裂荷载的改变相对较小,但均能有效改善结构极限承载力,延长结构失稳破坏过程,提高结构的安全性。

论高等师范院校校本课程的价值取向

基础教育阶段校本课程的开发催动高师院校校本课程的开发和设置。高师院校校本课程设置的价值取向应有利于鲜明的办学特色的形成；有利于促进地方区域文化教育的发展；有利于教师专业化素质的提升。

污水环境下混凝土的腐蚀分析及防治

分析了污水环境对混凝土腐蚀的原因及其作用机理,认为污水对混凝土的腐蚀是多种因素的共同作用,不仅有厌氧微生物、好氧微生物、真菌对混凝土的腐蚀,同时还包括酸腐蚀、硫酸盐腐蚀,以及物理作用腐蚀等;指出了现行污水环境下混凝土防腐蚀措施的不足,提出了通过改善混凝土材料性能以提高污水环境下混凝土构筑物抗腐蚀能力的途径和措施.

FRP增强预制裂缝混凝土的断裂性能

为了探讨纤维增强复合材料(FRP)增强预制裂缝混凝土的断裂性能,得到单层FRP对不同裂缝深度混凝土的最佳增强效果,通过相同尺寸、不同初始缝高比(0.2、0.3、0.4、0.5)的FRP增强预制裂缝混凝土三点弯曲梁断裂试验,基于FRP-混凝土界面黏结滑移模型,得到了FRP增强预制裂缝混凝土三点弯曲梁的断裂性能参数.结果表明:FRP增强预制裂缝混凝土的荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线的峰值荷载大于普通混凝土的峰值荷载,且FRP增强预制裂缝混凝土峰值荷载随着初始缝高比的增加先增大后减小;初始缝高比从0.2变化到0.5时,FRP增强预制裂缝混凝土的起裂韧度可认为是常数;随着初始缝高比的增加,FRP增强预制裂缝混凝土的失稳韧度呈先增大后减小的趋势,当初始缝高比为0.4时,失稳韧度达到最大值,表明此时增强效果最佳;相比于普通混凝土失稳荷载后的脆性断裂破坏,FRP增强混凝土断裂破坏过程中的延性得到明显提高.

不同FRP增强混凝土梁断裂性能试验研究

为了探讨不同种类纤维增强复合材料(FRP)增强带裂缝混凝土的断裂性能,开展了芳纶纤维增强复合材料(AFRP)、碳纤维增强复合材料(CFRP)和玻璃纤维增强复合材料(GFRP)增强带裂缝混凝土梁的三点弯曲试验,分析了其断裂性能参数.结果表明:相对于普通混凝土梁试件,FRP对带裂缝混凝土梁的阻裂加固效果更明显;CFRP增强混凝土梁的起裂荷载和失稳荷载均大于AFRP与GFRP增强混凝土梁,CFRP的阻裂增强效果最佳;AFRP增强混凝土梁和CFRP增强混凝土梁的破坏形式均为试件底部混凝土-FRP界面的剥离破坏,GFRP增强混凝土梁的破坏形式为试件底部GFRP的拉断破坏;通过对不同FRP增强混凝土梁阻裂加固机理的分析,计算得出CFRP增强混凝土梁的起裂韧度和失稳韧度最大,且CFRP价格适中,因此使用CFRP对带裂缝混凝土梁进行增强加固的性价比最优.

再生骨料透水混凝土研究现状

透水混凝土是一种具有良好透水性和透气性的多孔材料,广泛用于海绵城市以及生态护岸建设。随着中国建筑业进入高速发展阶段,每年产生数量庞大的建筑垃圾成为阻碍城市发展的一大弊端。将废弃的混凝土块经过破碎、分级等加工手段重新加工成为骨料颗粒后回收再利用,是解决建筑垃圾问题的有效途径。分析了骨料、水灰比和外加剂对透水混凝土力学性能和透水性能的影响,建立了孔隙率与透水混凝土力学性能关系,探讨了孔隙曲折度和骨料粒径分层与透水混凝土堵塞机理的关系,总结了水泥增强、骨料改性和ITZ黏接强度等参量提高透水混凝土冻融耐久性的机理,为再生骨料透水混凝土研究的提供理论依据。

强碱溶液环境下混凝土力学性能试验研究

通过强碱溶液浸泡环境下普通混凝土和钢纤维混凝土的抗压、抗折强度试验,对比分析了耐碱剂的掺入对普通混凝土和钢纤维混凝土抗压强度、抗折强度、抗压强度腐蚀系数、抗折强度腐蚀系数的影响.结果表明,浸泡时间较短时,强碱溶液对普通混凝土和钢纤维混凝土均有一定的增强作用,但随着浸泡周期的延长,强碱溶液对普通混凝土和钢纤维混凝土均产生一定程度的腐蚀劣化;耐碱剂的加入可以提高普通混凝土和钢纤维混凝土抵抗强碱溶液腐蚀的能力,且掺加耐碱剂的钢纤维混凝土具有较强的抵抗强碱溶液腐蚀的能力.