波形腹板部分包覆组合柱弱轴方向偏心受压试验研究

针对传统部分包覆组合柱(PEC柱)中腹板易变形屈曲,以及与混凝土协同作用较弱、易分离等问题,提出一种将腹板形式由平钢板改为波形钢板的波形腹板PEC柱。考虑强弱轴方向、波形腹板方向、横向系杆间距、偏心距4个关键因素,设计10个波形腹板PEC柱试件并进行偏心加载试验。试验结果表明:波形腹板PEC柱试件在偏心受压下的破坏形态基本一致,均表现为受压侧翼缘鼓曲变形和混凝土压碎失效。试件在强轴方向的承载力较弱轴方向的承载力最大增幅为61.20%,延性最大增幅为63.06%;竖向波形腹板试件的承载力和初始刚度均高于横向波形腹板试件的相应值;较小偏心受压试件的承载力高于较大偏心受压试件的承载力;减小横向系杆间距,试件达到峰值荷载后的延性性能提高,最大增幅为75.16%。通过有限元软件ABAQUS建立波形腹板PEC柱偏心受压模型,在与试验结果进行对比验证的基础上,结合已有PEC柱试件的相关规范,拟合得到竖向波形腹板PEC柱压弯承载力计算公式,且理论值与试验值的差异在10%以内。

一向侧压混凝土在不同加载速率下的受压试验及其破坏准则

本文利用大连理工大学的大型混凝土静、动三轴试验系统，完成了4种侧应力等级和4个数量级加载速率的混凝土受压试验试件共63个。系统地探讨了侧应力和不同加载速率下的受压强度规律。在此基础上，建立了相应的混凝土破坏准则。为地震区受动态双轴压作用的混凝土结构、海上混凝土采油平台等重要结构的动态分析，奠定了可靠的基础。

不同围压条件下钢纤维混凝土受压试验研究

对不同钢纤维体积率的混凝土复合材料在不同围压条件下进行受压试验。针对钢纤维混凝土在三向应力状态下的强度、变形行为的复杂性,基于试验数据和拟合公式,得出了不同围压和不同钢纤维体积率对钢纤维混凝土峰值强度和应变的影响系数,建立了其峰值应力比、峰值应变比与围压比的关系模型。分析计算结果显示,该模型可以有效的描述不同围压下钢纤维混凝土的力学性能。

含节理岩块单轴受压试验三维离散元数值模拟

采用三维离散元方法,模拟含节理岩块的单轴受压试验。并针对节理空间分布,给出了解析解与数值计算比较的结果,验证了数值模拟的正确性。当节理正交时,离散元与有限元的计算结果一致。计算结果定量地说明了岩体的各向异性和尺寸效应。

强约束大尺寸钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

为研究箍筋强约束钢筋混凝土柱的轴心受压性能,完成了7根配箍特征值0.22-0.47、截面尺寸600mm×600mm的大尺寸钢筋混凝土柱试件的轴心受压试验研究。结果表明,试件的破坏形态均是纵筋受压屈曲,中部箍筋外凸,部分箍筋拉断,混凝土保护层剥落;除个别试件外,大部分试件核心区混凝土未压碎;强约束能有效提高钢筋混凝土柱的轴心受压承载力和竖向变形能力;达到峰值竖向应力时,纵向钢筋受压屈服,提供竖向承载力,箍筋受拉屈服,对核心混凝土起到约束作用。以小尺寸试件试验建立的约束混凝土应力-应变关系,可以较好地预测本文试件峰值前的应力-应变关系和峰值应力,但有可能高估混凝土的峰值应变及峰值后的变形能力。

热老化条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压试验

公路桥梁橡胶支座比建筑橡胶支座更容易受到气候的影响。为了研究公路桥梁板式氯丁橡胶支座在热老化条件下的各项力学性能指标变化,将氯丁橡胶支座在高温试验箱中进行热老化处理20、40、60、80 d,并采用压力试验机对其进行轴心受压试验。研究热老化对氯丁橡胶支座的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量的影响。试验结果表明,在热老化条件下,氯丁橡胶支座更易发生脆性破坏,弹性阶段缩短,发生钢板外露、裂缝、层状破坏等现象更严重;承载力、极限抗压强度、竖向刚度、抗压弹性模量随热老化程度的加深而逐渐降低;采用最小二乘法对50年抗压强度及抗压弹性模量进行分析,衰减函数和衰减曲线基本符合幂函数变化规律。

循环荷载历史下CA砂浆的动态受压试验研究

研究目的:为研究历经不同循环荷载历史和不同应变速率对铁路轨道系统CRTSI型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的抗压强度、弹性模量和峰值应变的影响规律,进行CA砂浆圆柱体试件历经循环加载历史后,在应变速率为1×10^(-5)~1×10^(-2)s^(-1)时的单轴受压特性试验。研究结论:(1)应变速率和循环荷载历史对CA砂浆的力学性能影响显著;(2)CA砂浆的抗压强度、弹性模量和峰值应变均随应变速率的增大而提高;(3)在相同的应变速率下,CA砂浆的抗压强度随循环荷载次数和循环荷载幅值的增加而降低,最大降低幅度为8.34%;(4)当循环荷载幅值较小时,CA砂浆的弹性模量随循环荷载次数的增加而增大,最大增加幅度为59.17%;(5)在相同的应变速率下,CA砂浆的峰值应变随循环荷载次数及循环荷载幅值的增大呈降低趋势,且应变速率对峰值应变的影响小于循环荷载历史的影响;(6)该研究成果为进一步了解历经循环加载历史后板式无砟轨道的力学性能提供必要的试验依据,进而应用于指导CA砂浆材料优化设计中。

拉筋复合箍约束混凝土短柱轴心受压试验研究

拉筋复合箍是常用的箍筋形式,其拉筋应钩住纵筋还是应钩住箍筋,国内外的试验研究很少。为研究拉筋复合箍及其两种拉筋钩结方式对混凝土的约束效果,完成15个复合箍约束混凝土短柱试件的轴心受压试验,其中6个试件的拉筋钩住纵筋,6个试件的拉筋钩住箍筋,3个为井字复合箍对比试件。试验结果表明,试件的破坏形态都是纵筋压屈、混凝土压碎,但井字复合箍和拉筋钩住纵筋试件的外箍外凸,拉筋钩住箍筋试件的外箍被拉筋剪断;两种拉筋复合箍和井字复合箍约束混凝土的峰值应力与非约束混凝土轴心抗压强度试验值的比值、约束混凝土的峰值应变和延性分别基本相同。建议拉筋钩住纵筋,不必钩住箍筋。通过比较常用的约束混凝土本构模型与实测约束混凝土应力-应变曲线,推荐Legeron模型作为箍筋约束混凝土的单轴受压应力-应变模型。

塔克拉玛干沙漠砂混凝土单轴受压试验

为了探究沙漠砂混凝土的应力-应变关系,开展了不同水胶比和沙漠砂取代率下的10组单轴棱柱体受压试验,分析其破坏特征及过程,探究不同因素对棱柱体强度、弹性模量、峰值应力及峰值应变的影响。结果表明:在混凝土强度和性能方面,沙漠砂取代率为20%和30%时差别不大,从经济角度出发,取30%的掺量为佳;弹性模量与极限应变随着沙漠砂取代率的增大先增大后减小。最后对应力-应变曲线进行无量纲化曲线拟合,拟合效果与实测结果吻合度较高。

预应力钢绞线加固受损钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

通过5根预应力钢绞线加固受损钢筋混凝土柱轴心受压试验,研究了受损柱在预应力钢绞线加固后的破坏特征和破坏机理,以裂缝宽度作为受损指标,对比了不同受损程度下加固柱的极限承载力和延性。试验结果表明,预应力钢绞线加固方式充分发挥了钢绞线的约束能力,极大地改善了原构件的力学性能;受损柱极限承载力得到了提高,其延性也得到了明显的改善。在分析其破坏机理的基础上,提出了预应力钢绞线加固受损钢筋混凝土柱的极限承载力计算公式,为该加固方式的应用提供了参考依据。

中空超高性能混凝土短柱轴心受压试验研究

为研究不同壁厚的中空超高性能混凝土(UHPC)短柱在轴向压力下的变形和承载能力,制作4组不同壁厚的中空UHPC短柱试件,进行轴心受压试验,研究壁厚对试件裂缝发展、竖向变形、横向变形及承载力的影响。结果表明:初始裂缝均出现在荷载达到极限承载力的70%后,裂缝随荷载的增加发展不明显,破坏瞬间迅速开展;试件破坏前基本处于弹性阶段,纵向应变随荷载增加线性增大;壁厚较小时,试件存在端部破坏和板壁屈曲的现象;随着壁厚增大,试件的端部破坏和板壁屈曲情况得到改善;试件的宽厚比<5时,承载力试验值和计算值吻合较好,宽厚比≥5时,计算承载力时应考虑0.8的修正系数。

钢管/GFRP管约束再生混凝土柱偏心受压试验

以再生粗骨料取代率和膨胀剂掺量为参数,完成了4个钢管约束和4个玻璃纤维增强塑料(GFRP)约束再生混凝土柱试件的偏心受压试验,对钢管约束和GFRP管约束再生混凝土试件的极限荷载和轴向变形进行了对比分析,并对试件的极限荷载试验值与计算值进行了对比。结果表明:100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的极限荷载比普通混凝土试件低,混凝土强度相同时,GFRP管约束再生混凝土试件偏心受压极限荷载比钢管约束试件低;膨胀剂可以提高钢管和GFRP管约束试件的偏心受压极限荷载,并且对GFRP管约束试件作用更为显著;GFRP管约束试件的变形能力比钢管约束试件大,100%再生粗骨料取代率再生混凝土试件的变形能力比普通混凝土试件大。

冻融条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压试验研究

公路桥梁橡胶支座比建筑橡胶支座更容易受到气候的影响,为了研究公路桥梁板式氯丁橡胶支座经过冻融循环后的承载力变化情况,采用标准冻融试验箱对氯丁橡胶支座进行25、50、75、100次的冻融循环处理并进行轴心受压试验,研究其在不同冻融循环次数的承载力、极限抗压强度、竖向刚度、弹性模量等各项性能指标的变化,并与标准试件进行对比分析。结果表明经过冻融循环处理的氯丁橡胶支座更容易发生脆性破坏,且钢板外露、裂缝等破坏现象比标准试件更严重。随着冻融循环次数的增加,冻融程度的加深,氯丁橡胶支座极限承载力、极限抗压强度、抗压弹性模量都逐渐降低;采用最小二乘法得出50a抗压强度和抗压弹性模量的衰减曲线和衰减公式,其变化趋势基本符合指数函数规律。冻融循环后的公路桥梁板式氯丁橡胶支座的各项力学性能指标显著降低,因此应严格控制公路桥梁板式氯丁橡胶支座的温度适用范围,并建议提高其最低适用温度,在寒冷地区尽量采用天然橡胶支座。

WZ结构夹芯墙板中心受压试验研究

对钢筋网架—混凝土组合结构夹芯墙板平面内中心受压进行了试验研究,分析了钢筋网架—混凝土组合结构夹芯墙板的中心受压性能、加载过程中钢筋及混凝土的应变、WZ夹芯墙板中心受压时的承载力、破坏形态,验证合厚度混凝土墙板模型成立.钢筋网架—混凝土夹芯板在中心受压时十分稳定,其承载力可以采用“合厚度混凝土墙板”模型公式计算.

基于酸腐蚀的板式氯丁橡胶支座受压试验研究

公路桥梁板式橡胶支座比其他橡胶支座更容易受到酸雨的影响,为了研究不同腐蚀时间下公路桥梁板式氯丁橡胶支座经过酸腐蚀后的各项力学性能变化,采用3.0%的硫酸溶液对公路桥梁氯丁橡胶支座分别进行20,40,60和80d的酸腐蚀处理,并采用5 000kN压力试验机进行轴心受压试验研究.分别对其表观、外形尺寸、极限抗压强度、竖向刚度和抗压弹性模量等进行对比分析.结果表明腐蚀时间越长,公路桥梁板式氯丁橡胶支座更容易发生脆性破坏,其极限抗压强度、竖向刚度和抗压弹性模量等指标显著降低.通过承载力衰减规律对比分析,采用最小二乘法建立公路桥梁板式氯丁橡胶支座的极限抗压强度的衰减模型.当腐蚀到一定程度,极限抗压强度、竖向刚度和抗压弹性模量等已无法满足实际工程要求,建议在实际工程中要避免氯丁橡胶支座受到酸腐蚀的破坏.

沥青混凝土轴心受压试验的计算机辅助方法应用

利用锥形CT扫描水工沥青混凝土轴心抗压试件,重构三维模型后分析抗压试件图像,发现材料出现剪切破坏特征,说明沥青混凝土受压破坏后变成散粒材料;采用CLUMP技术生成沥青混凝土几何模型,采用离散元法对模型进行计算,得到符合宏观试验的沥青混凝土强度参数,并分析其中的2个重要参数(粘结力和摩擦系数)与沥青混凝土单轴抗压强度的关系。

自密实轻骨料混凝土短柱轴心受压试验研究

以强度等级和长细比作为主要设计参数,设计了10根SCLC短柱,并对其进行轴心受压试验。试验结果表明:SCLC轴压短柱极限承载力随着强度等级的提高(SCLC35、SCLC40、SCLC45)而提高(增幅:10.49%、18.38%、32.18%),随着长细比的增加(4.75、5.5、6.25)而减小(降幅:0.15%、5.6%、11.89%),其中强度等级对极限承载力的影响更大。根据本研究提出的SCLC轴压短柱承载力计算式所得数据可知,承载力试验值、计算值和模拟值的吻合度较高,SCLC轴压短柱受力的试验曲线和模拟曲线相接近,验证了试验的可行性。

砼受压试验全过程声发射特性研究

开展砼试块单轴加载试验,对加载破坏全过程进行声发射检测,通过对数字信号采集示波器记录的声发射信号的分段离散傅里叶变换,定性分析了0~50kHz声发射信号随试件加载值的变化规律,定量分析了声发射全过程0~12kHz各频段能量占比变化规律,提出了以声发射信号各频段信号能量占比为判断标准的砼损伤识别方法,并使用b值法和振铃计数法对该损伤识别方法进行了验证。

具有初挠度的四边简支带纵向加劲板的受压试验研究──—门座式起重机臂架失稳在线检测原理探讨

通过对具有初挠度的四边简支带纵向加劲板进行受压试验和实测门机臂架试验，对照用变分法导出的具有初挠度四边简支受压板的计算结果，寻求门座式起重机臂架失稳状态的在线检测机理。该结论也适用于集装箱桥式起重机箱形结构受压翼板。

开槽钢管混凝土柱轴心受压试验研究

对１２个钢管混凝土短柱进行了轴心受试验，探讨了开槽长度对钢管混凝土柱承载力的影响，研究解决钢管混凝土柱的开槽方法及梁柱节点的构造等问题。