氯盐环境下UHPC-NC界面黏结性能试验研究

氯盐环境作为一种较为常见的化学侵蚀环境,研究其对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面耐久性能的影响对于UHPC加固混凝土结构和UHPC-NC组合结构的工程应用均具有重大的现实意义.基于此,通过在常规环境以及氯盐环境下的推出试验,获得了干湿循环次数(0次、25次、50次)、氯盐浸泡天数(0 d、50 d、100 d)及界面处理方式(钢丝刷刷毛、高压水射流冲毛、表面缓凝处理)对UHPC-NC界面黏结强度、界面黏结刚度及界面黏结滑移曲线的影响.结果表明:在100 d试验周期内,干湿循环及氯盐浸泡作用造成的界面黏结强度损失率不超过20%;氯盐环境作用时长的增加会导致界面黏结刚度的降低;随着界面粗糙度的增加,UHPC-NC试件的界面黏结强度以及界面黏结刚度均会增加;界面粗糙度的提高有助于界面抗氯盐侵蚀能力的提升.受到界面处理方法的影响,UHPC-NC试件经历干湿循环及氯盐浸泡后,荷载滑移曲线呈现2种不同的形式,分别对应光滑界面(钢丝刷刷毛界面)和其他界面(高压水射流冲毛界面和缓凝剂处理界面).各组试件的黏结滑移曲线在荷载到达峰值前趋于一致;荷载到达峰值后,前者存在荷载骤降段及持荷段,后者则随着滑移量的增加荷载不断降低.根据UHPC-NC黏结滑移曲线特征,提出了黏结滑移建议模型.

极地低温下CFRP筋与混凝土黏结性能数值分析

为进一步了解极地低温下碳纤维增强复合材料(CFRP)筋与混凝土的黏结性能,在现有试验的基础上,采用ABAQUS软件建立考虑CFRP筋表面特征的数值模型,分析64种工况,研究低温下CFRP筋直径、肋高、肋宽与混凝土保护层厚度等参数对黏结性能的影响。结果表明:考虑CFRP筋表面特征的数值模型可以较好地表征CFRP筋与混凝土之间的应力传递,能够反映低温下CFRP筋与混凝土的损伤情况与黏结破坏机制;低温可显著提高CFRP筋-混凝土的黏结强度;在低温下,随着CFRP筋直径的增加,CFRP筋与混凝土的黏结强度降低,同时弱化了低温对黏结强度的增强效应;随着CFRP筋肋高的增加,CFRP筋-混凝土的低温黏结强度呈现先提高后降低的趋势,肋高为筋材直径8%时黏结强度达到最大值;CFRP筋肋宽的变化主要影响黏结滑移曲线的形状;相比常温试件,在低温下试件发生拔出破坏时的混凝土保护层厚度更大。

极地低温下混凝土填充GFRP拉挤管黏结性能试验研究

纤维增强聚合物(FRP)管与混凝土之间的界面黏结是二者之间荷载传递的必要条件和共同作用的重要前提.为了探究混凝土填充GFRP管(CFFT)在极地等严寒环境下的黏结性能,在20~-80℃的不同低温条件下,对12个圆形和16个方形CFFT进行了推出试验,得到了GFRP管-混凝土界面的黏结-滑移曲线和典型破坏模式.研究了低温水平(T=20℃、-30℃、-60℃、-80℃)、界面类型(黏砂和未黏砂)、径厚比(D/t=30.0、31.3、37.5、50.0)、截面类型(圆形、方形)和FRP管制造工艺(拉挤成型、纤维缠绕)对黏结性能的影响.试验结果表明:除推出破坏外,部分方形黏砂试件表现为角部开裂;低温改善了GFRP管与混凝土的黏结性能,且20~-60℃温度段对黏结性能的影响强于-60~-80℃温度段;黏砂可显著提高CFFT的界面黏结强度(-60℃下,圆形黏砂试件黏结强度可增加到未黏砂试件的2.18倍,方形黏砂试件黏结强度可增加到未黏砂试件的7.93倍);D/t与黏结强度呈负相关;圆形CFFT的黏结强度高于方形CFFT;拉挤管的黏结强度低于纤维缠绕管,这表明GFRP管-混凝土的界面黏结强度主要受摩擦力(环向约束压力)影响.最后在试验的基础上,提出了CFFT在低温下黏结强度的预测模型.本研究可为CFFT构件在极地低温下的应用提供参考.

玄武岩微筋对磷酸镁修补砂浆弯曲性能的增强增韧效应研究

为了探究玄武岩微筋(Basalt minibar)对磷酸镁修补砂浆(MPCRM)的增强增韧改性效果,通过四点弯曲试验分析纤维类型、纤维掺量、基体水胶比及养护条件对MPCRM弯拉强度和弯曲韧性的影响规律。试验结果表明:玄武岩微筋对MPCRM的弯曲增强增韧性能优越,且其增韧效果优于玄武岩单丝纤维;当玄武岩微筋掺量不低于1.0%(体积分数)时,MPCRM弯拉强度和弯曲韧性均随着玄武岩微筋掺量增加而提高;随着水胶比提高,玄武岩微筋增强MPCRM的弯曲韧性降低,弯拉强度先增加后减小,水胶比为0.18和体积掺量为1.5%的玄武岩微筋增强MPCRM的弯拉强度最大;掺入玄武岩微筋能够部分弥补低温养护MPCRM的受冻损伤。

某无人作战平台触控交互效率评价研究

为解决现有界面评价中存在的指标体系构建过程依据欠缺、评价数据主观程度过高、操控维度量化手段不足及评价方法客观属性考量较少等问题,本研究提出了一种基于拇指热区与眼动实验的触控交互效率评价方法.首先,从任务与人机交互过程视角切入,将拇指热区引入到评价指标体系中,并结合已有眼动指标提供了一种触控交互效率评价指标体系构建新思路;其次,分别通过改进专家评分、熵权法与CRITIC法得到各指标权值,并将其融合得到综合权重;然后,使用逼近理想解法(TOPSIS)评估地面无人机动作战平台多种原型方案的触控交互效率,得到最佳方案;最后,通过某型地面无人机动作战平台对本研究方法进行了应用与分析,验证了所提方法的有效性.

津潍黄河桥静态线形平顺性及车-线-桥耦合动力学特性研究

为确保新建高速铁路大跨度桥梁建成投入运营后的安全性和舒适性,有必要提前开展大跨桥静动力学仿真研究。以主跨600 m的津潍铁路东营黄河公铁大桥为研究对象,基于车-线-桥动力相互作用原理构建了车-线-桥耦合系统动力学模型,分析了温度荷载、公铁路车辆荷载、混凝土收缩徐变作用下的大跨桥线形变化特点,从桥梁轨面线形曲率半径和车-线-桥系统动力响应两方面综合评估了大跨桥线路平顺性。研究结果表明:公铁路车辆荷载作用下桥面变形量最大达到596 mm,计算挠跨比为1/1006,满足规范中1/500设计挠跨比的要求;拉索降温15℃工况下桥梁轨面线形最小曲率半径为23784 m,满足规范中350 km/h车速下23630 m的理论最小竖曲线半径限值要求;单线或双线列车行驶通过对桥梁竖向动力性能的影响差异显著,对列车运行安全性影响差异较小,但会对行车舒适性有一定影响差异;随着列车运行速度从200 km/h提高至350 km/h,车-线-桥系统动力响应会显著增大,桥梁竖向位移、桥梁竖向加速度、轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率、车体垂向加速度、垂向ISO 2631指标、UIC 513指标的增量尤为显著,但各指标均满足规范要求;温度荷载引起的附加变形会显著提高轮轨垂向力和轮重减载率指标,使列车运行安全性及舒适性有所降低,并会使桥梁动力响应有所提高,但各指标仍满足规范要求。

高速铁路轨道运维拨道技术研究

为探讨优化高速铁路拨道换板合理作业参数以进一步提升轨道板更换效率,以既有运营线拨道换板整修为研究对象,结合线上无砟轨道换板作业实际测试,建立了考虑钢轨、扣件、轨道关键部件的线路拨道有限元模型,研究了垫轨、拨轨状态下工装布置间距、扣件松开长度、温差等对拨道作业的影响,为更换不同类型、不同块数伤损轨道板提供数据支持与指导。研究结果表明:进行钢轨横向拨道作业前,需首先分析各垫轨、拨道工装以及轨距拉杆的相对布置间距,确定合理的工装布置方式。拨道作业时,扣件最大上拔力位于未松开的第1组扣件处,上拔力受工装抬轨高度及松开扣件长度的共同影响,与温度不相关,当扣件压力限值取18 kN时,在750 mm的钢轨横向拨道量条件下,线路总长度至少达到80 m即可保证扣件不发生上窜现象。钢轨的最大米塞斯应力位于轨距拉杆处轨底内侧,应力沿着从扣件松开处向拨道中心的方向减小,与钢轨材料弹性柔度成正相关。横向最大拉应力始终位于拨道横移加载处,应力状态均与扣件松开长度近似呈反比例函数关系,且满足钢轨允许最大拉应力限值要求。当施工轨温低于锁定轨温时为钢轨最不利受力情况,为了保证可一次性更换2块轨道板长度,建议最小线路总长度取120 m(扣件松开长度100 m)。研究结果可为进一步优化高速铁路轨道运维技术和保障高铁安全运营提供参考。

LNG储罐低温混凝土配合比及抗压强度试验研究

通过收集整理液化天然气(LNG)储罐混凝土实际配合比信息,并按规范要求进行了不同低温环境下的抗压强度测试,考察LNG储罐混凝土在低温环境下抗压强度的变化规律。结果表明:各储罐项目配合比用料基本一致,粉煤灰与矿粉用量略有差异,粉煤灰选用F类I级时,其混凝土抗压强度在常温及低温下都处于较高水平;矿粉选用S105级时,其混凝土抗压强度在低温下提升幅度最大。LNG储罐混凝土低温抗压强度随温度的降低明显增强,且温度越低,混凝土破坏越突然。在3个低温(-40℃、-120℃和-190℃)环境下,实测混凝土抗压强度分别是常温环境抗压强度的1.41、1.84和1.97倍,均满足规范要求。含水率是混凝土抗压强度低温增强的重要指标,但规范要求的低温环境混凝土抗压强度含水率影响系数与实际抗压强度的提升效果之间,规律并不明显。试验结果可为LNG储罐低温混凝土的配合比设计及安全性评估提供参考。

低温下钢筋与混凝土黏结性能的试验研究

最低降温至-80℃时,通过对69个黏结锚固试件的中心拔出试验,考虑温度、钢筋直径、相对保护层厚度、锚固长度和钢筋级别等参数的影响,分析不同低温条件下钢筋与混凝土黏结锚固的特征和黏结性能。试验研究表明:钢筋与混凝土的黏结性能受温度影响显著;随着温度的降低,极限黏结强度不断增大,且与温度基本呈线性;-40℃低温下黏结强度提高系数γ随钢筋直径d的增大而增大;-40℃时黏结强度提高系数γ随相对保护层厚度c/d增大而减小,且近似呈线性;低温下黏结强度提高系数γ与锚固长度la/d无明显相关;不同温度下黏结强度随钢筋屈服强度提高大体呈增大的趋势,但黏结强度受钢筋屈服强度影响的程度很小。

碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯承载力设计方法的研究

有关试验的结果表明 ,使用碳纤维布来提高钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的方法是有效的。粘贴碳纤维布后 ,试验梁的受弯承载力明显提高 ,其中极限受弯承载力的提高更为显著。加固梁承载力的提高与碳纤维布的用量、粘贴方式、层数等因素有关。

碳纤维布提高高强混凝土柱抗震能力评估方法

针对利用碳纤维布加固既有建筑中的高强混凝土柱,以及加固后抗震性能的评估问题,对 7根高强混凝土柱进行试验研究,分析了碳纤维布约束高强混凝土的影响因素和约束机理.通过理论推导和统计回归的方法,提出了碳纤维布加固高强混凝土柱位移延性比的理论计算方法和基于两个回归公式的简化计算方法.两种计算方法概念清晰,简便适用,分析结果与试验值的相对误差控制在 2000左右,可以满足抗震加固设计的要求.两个回归公式的决定系数R2 分别为 0. 97和 0. 99,具有很高的拟合精度,可用于碳纤维布约束混凝土柱的相关研究.

面向市场经济的环境与资源保护政策

本文探讨如何在经济转型的过程中充分利用市场更经济有效地保护环境和管理资源。首先围绕市场机制的利用，介绍了当今国际上流行的环境经济政策手段及其成功案例，就中国在市场经济下如何运用环境和资源保护政策提出若干建议。本文作者认为，充分利用市场机制应是中国今后进一步完善环境和资源政策的一个核心部分。有效地制订和实施这些政策需要与之相应的宏观政策、法规和制度相配套。基于市场的政策也必须与行政手段相互配合。

凡纳滨对虾幼虾低盐度粗养水体养殖容量的研究

试验设计6个凡纳滨对虾幼虾养殖密度:10、20、30、40、50、60 ind/m2,通过比较60 d养殖周期内的水环境因子、幼虾生长状况与消化酶活性,分析研究凡纳滨对虾幼虾低盐度粗养水体的养殖容量。结果表明:各试验组水质均符合凡纳滨对虾幼虾生长要求,单位水体载虾量主要影响pH、非离子氨氮(NH3-Nm)、溶解氧(DO)等水化指标;不同试验组水体pH、NH3-Nm含量、DO含量、总氮(TN)含量差异极显著(P<0.01),浊度、总磷(TP)含量差异显著(P<0.05);不同试验组对虾中肠腺蛋白酶活性差异显著(P<0.05),表现出单位水体载虾量越高,对虾体内蛋白消化酶活性和氮利用率越低的规律,DO是低盐度粗养水体养殖容量的主要限制因子。综合各项评价指标,得到本试验条件下,凡纳滨对虾幼虾低盐度粗养水体的最佳养殖容量为46.0 g/m3或32.2 g/m2(322 kg/hm2)。

基于PRCE方法的低频振荡模式识别

该文将结构学领域用于分析建筑或机械结构振动特性的多参考点复指数(poly-reference complex exponential,PRCE)法引入电力系统,实现低频振荡辨识。该方法基于多通道信号,构造脉冲序列的自回归模型(autoregressive model,AR model),运用LQ分解,求解其自回归系数,再求解由自回归系数构成的矩阵多项式的根,得到频率和阻尼比,进而求得系统的模态矩阵。该文介绍了PRCE法在电力系统低频振荡模式辨识中的原理,16机系统的仿真结果验证了PRCE方法的有效性和正确性;与总体最小二乘–旋转不变技术参数估计(total least squares-estimation of signalparameters via rotational invariance techniques,TLS-ESPRIT)方法、随机子空间(stochastic subspace identification,SSI)方法的对比表明,该方法辨识结果在辨识精度、效率上表现得更好。最后,基于四川电网实测数据验证了PRCE方法的有效性。

超低温下钢筋与混凝土粘结性能试验研究

为了探究超低温下钢筋混凝土的粘结锚固性能,考虑从20^-165℃温度下,不同钢筋直径、保护层厚度、锚固长度以及钢筋型号等参数的影响,通过拉拔试验,对超低温条件下钢筋与混凝土粘结锚固破坏特征和粘结性能进行了研究.结果表明:钢筋与混凝土的粘结性能受低温影响显著;随着温度的降低,极限粘结强度有增大的趋势,在-80^-120℃时极限粘结强度值达到最大;低温粘结强度提高系数随着相对保护层厚度的增大而减小,且基本呈线性;锚固长度和钢筋型号对低温粘结强度影响较小.

快速原型技术建立人颅段颈内动脉弯曲的动物模型及Willis覆膜支架的柔顺性测试

目的在犬体内建立人颅段颈内动脉系列弯曲形态的动物模型,并测试Willis覆膜支架柔顺性。方法3T磁共振3D-TOFMRA序列采集头颅横断面DICOM格式图像,导入MATERIALISEMIMICS和Pro-E软件,做出管状三维数字模型。根据该文件利用快速原型技术制作出TangoPlus材料的实体模型并硅胶涂层。将犬两侧颈内动脉切断,一端结扎,一端穿过模型做端端吻合,得到人颅段颈内动脉弯曲形态的动物模型。1周后在DSA下置入Willis覆膜支架8枚(3.5mm×16mm2枚,3.5mm×13mm2枚,3.5mm×10mm2枚,3.5mm×7mm2枚)通过模型段血管释放到远端,设对照2枚。结果在犬体内成功复制了人颅段颈内动脉弯曲形态的动物模型10例。Pro-E软件中进行图像融合比较,模型血管与志愿者颈内动脉高度相似。Willis覆膜支架分组测试时,无血管痉挛和急性血栓形成,测试后病理检查3.5mm×16mm组可见血管内膜及中膜不同程度损伤,3.5mm×13mm组可见内皮损伤及肿胀,3.5mm×10mm组仅见内皮肿胀,3.5mm×7mm组内皮肿胀更少见。结论本实验模型具有高度可控性,可重复性和真实性,手术操作简单,可用于神经介入材料的研究和测试,为神经介入医师培训提供了可靠的工具。Willis覆膜支架具有较好的柔顺性,在弯曲血管中长度越小对血管内膜损伤越小。

炭布力学性能的试验研究

由于炭布种类繁多 ,其力学性能差别也较大。在炭布用于实际工程之前 ,应有一套合理的测试方法 ,用以测定炭布的拉伸强度及弹性模量等有关的力学性能指标。参照日本的有关试验方法 ,对国内外的多种炭布和粘接剂进行了系列试验研究。试验发现 ,炭布在破坏之前能保持较好的线弹性变化 ,可以认为其应力—应变为线性关系 ;试件的尺寸对拉伸强度影响很大 ,即存在尺寸效应 ;粘接剂的使用有利于炭纤维材料强度的充分发挥 ,粘接剂的种类对试件的拉伸强度有一定影响。

混凝土超低温冻融循环损伤机理及控制措施

通过冻融循环前后混凝土抗压强度、质量、表观及微观现象的改变揭示了其超低温冻融循环损伤机理。在此基础上,探究了抗冻剂和引气剂分别对混凝土超低温抗冻性的影响。根据试验结果可得到以下结论:1)循环最低温度越低,混凝土表面和内部结构劣化越严重,抗压强度降低越显著;2)混凝土超低温冻融循环损伤主要是由混凝土内部水结冰所致,在降温过程中,其体积膨胀对孔隙壁产生冻胀压力,使得孔隙逐渐增大、连通甚至出现裂缝,内部损伤逐渐累积使结构变得疏松;3)与抗冻剂相比,引气剂对混凝土超低温抗冻性的改善效果更好;4)抗冻剂和引气剂掺量分别不应大于水泥质量的5%和0.03%,两者在低温下的掺量宜为2%和0.02%~0.03%。

超低温冻融循环下钢筋与混凝土的黏结性能

借助低温冰箱和超低温环境箱降温的方式,对7组21个试件分别进行了不同循环次数、不同温度变化的超低温冻融循环.通过对冻融循环后试件的中心拔出试验,得到了钢筋与混凝土的荷载-滑移曲线.结果表明,在循环次数较少的情况下,低温对钢筋与混凝土的荷载-滑移曲线形状影响不大,但对两者的黏结强度有明显的降低作用;在冻融循环中,20^-75,℃温度段对钢筋与混凝土的黏结强度降低作用明显,相比之下,-75^-120,℃温度段对钢筋与混凝土黏结强度的后续降低作用不明显;随着循环次数的增多,每次循环对于钢筋与混凝土黏结强度的降低作用逐渐减弱.

高强混凝土预应力框架梁抗震性能试验研究

通过5根高强钢筋（500MPa）高强混凝土（C60）预应力框架梁与1根非预应力框架梁的低周反复加载试验，研究了换算配筋率、预应力强度比、箍筋强度等参数对预应力框架梁抗震性能的影响。试验结果表明：随着换算配筋率的增加，预应力框架梁滞回曲线逐渐捏拢，承载力下降段变陡，延性性能和耗能能力降低；当换算配筋率为2．6％-3．1％时，位移延性系数均大于3．0；当换算配筋率为3．6％时，位移延性系数为2．82，延性稍差。但若采用高强箍筋替代普通箍筋，将改善预应力框架梁的延性性能和耗能能力，此时位移延性系数为3．36；在换算配筋率等其他因素相同的情况下，预应力强度比的提高并没有明显改变梁的抗震性能；非预应力梁的延性性能及耗能能力等抗震性能均要优于预应力梁。