大尺寸钢筋混凝土异形板梁桥开裂机理与对策分析

目的分析大尺寸钢筋混凝土异形板梁桥的开裂机理,通过改变支座约束方式来提高异形板梁桥的抗裂性能,降低大尺寸钢筋混凝土异形板最大裂缝宽度。方法模型分析中施加自重、收缩徐变和车道荷载,分析上述荷载下异形板梁桥的变形、支座反力、结构应力和受拉损伤分布等特征;同时引入最大裂缝宽度计算公式,对异形板的开裂特征进行分析。结果上述荷载作用下,异形板斜向布置的支座之间的挠度较大,支座未出现超载或脱空。此外,异形板底面应力水平比顶面更高;混凝土受拉损伤分布与支座布置形式有紧密关系。结论通过对支座约束方式进行合理的调整,可以有效优化异形板梁桥的抗裂性能,最大裂缝宽度减小幅度为32.8%。

地下室混凝土挡墙开裂机理研究

地下室混凝土挡墙开裂在工程中较为常见,但其开裂机理尚未完全厘清。以某地下室混凝土挡墙开裂为案例,对其挡墙裂缝进行了外观检测并取样进行了碳化深度检测;复核实际工程表明挡墙厚度和混凝土强度符合设计要求,配筋指标基本符合设计要求;此外,对组成混凝土的原材料对开裂的影响进行了对比分析,表明比表面积越大的水泥,其混凝土早期开裂更严重;混凝土强度富裕系数高,不利于混凝土的抗裂。分析试验结果表明混凝土收缩是造成地下室混凝土挡墙开裂的主要原因,为挡墙开裂的机理研究提供借鉴与参考。

面板堆石坝面板开裂机理与防治措施

面板堆石坝应用广泛,但在多种因素影响下将会导致面板开裂,严重影响坝体安全。针对面板堆石坝的面板开裂问题,通过分析结构特点、研究现状及成因机理,总结了面板裂缝处理和防治措施。结果表明:混凝土面板裂缝防治需要从混凝土性能、施工工艺和保温保湿等多个方面入手,确保混凝土抗拉强度,减小环境因素的不利影响,以提高面板的整体性、耐久性和结构安全性。对指导工程实践,确保面板堆石坝的安全可靠应用具有重要意义。

厂房施工期混凝土开裂机理和防裂方法分析

在厂房建设阶段,混凝土施工技术的实际应用频率较高,但是由于受到环境温度及混凝土特性等多种因素的影响,易在施工期出现混凝土结构开裂问题,降低整体稳固性,缩短厂房的可使用寿命。因此,应先明确混凝土开裂机理,再采取切实可行的防裂方法,提高混凝土各环节施工作业的可控性,从源头上减少开裂问题。本文就通过分析厂房施工期混凝土开裂机理,提出了几种常用的防裂方法,以保证混凝土结构的稳固性。

考虑残余应力的高低温循环下灌封模块开裂机理分析及试验验证

针对改性环氧树脂灌封模块在高低温循环下因界面失效而导致的开裂破坏问题,开展了数值模拟与试验研究。采用钻孔法测试环氧树脂灌封固化的残余应力,重构灌封模块内的残余应力场;试验测试高低温环境下改性环氧树脂等灌封模块组件材料的力热特性参数,建立与温度相关的材料模型;建立考虑残余应力和温度效应的含多组件、多界面、复杂接触的高还原度灌封模块有限元模型,采用内聚力模型来模拟树脂-预埋件界面的失效行为;对高低温循环下灌封模块的应力应变进行仿真,并分析其分布特征和开裂破坏机理。结果表明:无论升温/降温过程,由于灌封树脂与预埋件热膨胀系数不匹配,二者间热应变差值均较大;当温度接近玻璃化转变温度T g时差值急剧扩大,由此产生的热应力叠加残余应力共同引发了灌封模块的界面失效;仿真分析结果与灌封模块高低温循环试验结果吻合良好,验证了分析方法和有限元模型的有效性。研究结果对于灌封模块高可靠性设计具有一定的参考价值。

深厚冲积层冻结井筒外壁早期开裂机理

为探究深厚冲积层冻结井筒外壁早期开裂机理,以丁集煤矿第二副井为工程背景,开展外壁混凝土早龄期力学特性试验和热-力耦合分析。首先,通过对不同龄期C70外壁混凝土开展立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度试验,获得了强度指标和弹性模量复合指数时变模型和早期力学特性;然后,基于外壁混凝土弹性模量复合指数时变模型,利用FLAC 3D软件建立外壁混凝土热-力耦合分析模型,对外壁混凝土早期温度场和应力场演化特征进行了研究分析。结果表明:外壁混凝土浇筑初期水化升温,其核心区峰值温度达到了55.96℃;随后外壁混凝土开始降温,短时间内井壁外缘温差达到了34.95℃;外壁混凝土在4~28 h升温阶段整体受压,降温阶段,井壁受冻结壁约束,竖向受拉严重,其中井壁外缘拉应力最大,达到了5.08 MPa,当拉应力超过外壁混凝土早龄期抗拉强度时,外壁混凝土将产生环向裂缝,从而揭示了深厚冲积层冻结井筒外壁早期开裂机理。

厂房施工期混凝土开裂机理和防裂方法研究

厂房施工期可能会出现混凝土结构开裂现象,这必然影响厂房混凝土结构的稳定性和质量,应在考虑厂房建筑施工情况的条件下采取适当的防裂方法,对厂房施工期混凝土结构开裂现象加以预防。针对厂房施工期混凝土结构开裂加以分析,首先概述厂房混凝土施工要求,随后阐述厂房施工期混凝土开裂的机理。按照混凝土开裂机理制定采取相应的防裂方法,使得混凝土结构防裂满足厂房建筑整体施工要求。

预应力钢筋混凝土箱梁桥开裂机理及控制研究

从影响箱梁桥开裂的多重因素出发,借助Abaqus建立相应的有限元模型,并分别从三种不同的工况条件探讨关键截面开裂的机理。随后以此为基础从腹板、底板两个方面提出了相应的控制措施。

基于弹性理论的沥青路面Top-Down开裂机理研究

为了分析沥青混凝土路面Top-Down开裂机理,基于ABAQUS有限元分析方法,综合考虑老化和温度梯度造成的沥青路面内部模量梯度、突然降温、轮胎边缘的应力集中等因素,选取春季、夏季和冬季3个季节,及未老化缓慢降温、老化后忽然降温和老化后缓慢降温3种情况,建立了9个沥青混凝土路面结构有限元模型。对不同工况下沥青混凝土路面最大拉应力和剪应力的大小及位置进行了分析。结果表明:对于未老化缓慢降温和老化后缓慢降温的沥青混凝土路面,剪应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因;对于老化后忽然降温的沥青混凝土路面,由于剪应力无明显变化,拉应力增加较多,拉应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因。

刚柔复合式路面沥青层荷载疲劳损伤特性及开裂机理

针对刚柔复合式路面的结构特点和现有研究的不足,运用损伤力学、断裂力学理论和数值仿真法,分析沥青层的荷载疲劳损伤特性、开裂机理、裂缝扩展等,并对实体工程进行观测。研究结果表明:在荷载的反复作用下,荷载作用一侧刚性基层接缝(裂缝)处的沥青层易出现疲劳开裂,开裂后裂缝尖端处受到拉应力作用,裂缝沿尖端向上扩展;随着接缝模量的不断增加,沥青层的疲劳损伤寿命不断提高;随着沥青层模量的增加,沥青层的损伤度不断增大;随着土基模量的增大,沥青层的损伤度不断减小;沥青层反射裂缝的扩展强度随裂缝扩展而增大,且在裂缝扩展后期的增大幅度要明显地大于前期的增大幅度;增加沥青层厚度会对反射裂缝的扩展起延缓作用,随着沥青层模量的增加,沥青层反射裂缝的扩展强度线性幅度增大,但增加幅度并不大。研究结果可用于刚柔复合式路面的合理设计。

活动断层作用下地裂缝开裂机理研究

地裂缝的成因机理争论不断,笔者认为活动断层与全新世浅表层开裂两者之间的联动机制为主要原因之一。文章以华北平原典型地裂缝为例,通过详尽地面调查、资料分析总结,结合地球物理勘察、槽探揭露和钻探等多种技术方法,得到以下几点认识:(1)依据全新世浅表层开裂形态特征,可将华北平原地裂缝划分为全新世节理裂隙型地裂缝和全新世活动断层型地裂缝。(2)节理裂隙型地裂缝开裂的外部条件是华北平原地下水位下降,疏干的松散含水层是地表水沿节理裂缝下渗后的储存场所,是产生渗透压力的原因;而活动断层是产生该类地裂缝的内部因素,两者缺一不可;活动断层型地裂缝实质是全新世活动断层。(3)节理裂隙型地裂缝主要特征是地表局部塌陷、间断性、地表无高差等;活动断层型地裂缝主要特征是连续性强,地表断距明显;地表断距是两种类型地裂缝的最主要区别特征。本文首次以构造活动断层与全新世浅表层开裂两者之间的联动机制为研究线索,阐述了构造活动断层在地裂缝形成过程中的具体作用,厘清了地下水位下降所扮演的'角色',为城市规划建设提供了地质依据和建议。

岩石材料的冲击开裂机理

基于爆燃压裂造缝原理.研制了可以模拟爆燃加载环境的岩石冲击开裂实验装置,为进行动载下的岩石开裂机理研究提供了实验手段。根据动量和能量守衡原理等.建立了冲击峰值压力和加压速率计算模型,模型计算结果与16次钢质岩心实验结果间平均相对误差分别为2.56%和4.04%,具有较高的精度。39次岩石冲击开裂实验结果分析表明,冲击能盘和平均加压速率是影响岩石开裂以及开裂能否形成多条裂缝的主要因素;多条开裂裂缝的形成更大程度上取决于平均加压速率.且存在明显的临界平均加压速率;基于实验结果的灰色关联分析和多元二次多项式回归,建立的裂缝条效计算相关公式具有较高的精度.为油气田开发中爆燃压裂技术的机理研究和施工参数设计与控制提供重要的依据。

CLBO晶体表面化学腐蚀和开裂机理的研究

硼酸锂铯(CLBO)是一种性能优良的紫外倍频晶体,但在室温大气环境中使用时晶体容易开裂,影响了它的实际应用。本文用水(或/和)甘油作为腐蚀剂,对不同取向的CLBO晶体表面进行了腐蚀,对比了表面的腐蚀图案;通过纯甘油和纯水的腐蚀剂作用对比,并结合CLBO晶体晶胞内原子的排列情况,揭示了CLBO晶体开裂的微观机理:水分子从(100)或者(010)面上的结构通道进入CLBO晶体,与Cs、Li和B原子反应,生成Cs2B10O16.8H2O、α-Li4B2O5和H3BO3,打开了CLBO晶体的键链,从而引起晶体的开裂;最后展示了CLBO晶体由于水的侵蚀而开裂的全过程。

软泥土开裂机理分析及模型试验研究

很多学者通过宏观力学的方式探讨软泥土的开裂行为,而对于其微观的本质研究较少。在软泥土饱和与非饱和界面存在收缩膜,根据收缩膜与土颗粒传递拉力平衡关系建立了非饱和土体的受力模型,分析收缩膜在基质吸力和周围边界传递的拉力作用下变形情况,解释土体的开裂微观力学机制,并通过不同尺寸试验槽试验对蒸发和干燥条件下的软泥土开裂过程进行研究。

水泥混凝土路面开裂机理探讨

运用损伤力学的基本原理探讨了水泥混凝土路面的开裂机理和破坏过程,在此基础上分析出了车辆荷载反复作用下路面的累积损伤加剧,断裂韧度降低。随着裂缝深度的逐渐增加,荷载在裂缝尖端造成的应力强度因子也越来越大,最终达到水泥混凝土路面失稳时的开裂韧度,路面板随即发生断裂破坏。

寒区隧道洞口仰拱混凝土早期开裂机理研究

结合数值模拟与对寒区隧道洞口段仰拱填充混凝土早期变形与开裂特征进行了研究。通过ABAQUS平台编写混凝土早期水化热、早期力学性能、温度与湿度动态变化过程子程序,并结合XFEM模拟了混凝土多场耦合作用下裂缝萌生与扩展过程。与某寒区隧道工程仰拱填充混凝土开裂情况进行了对比验证,结果表明:温湿变化耦合作用数值模型可以较好地反映混凝土早龄期温度变化趋势和表面裂缝扩展特征;负温环境和温度应力是其表面开裂的主要原因,既有混凝土和厚度较大处更严重;降低混凝土出罐温度、提高混凝土养护温度可有效避免寒区隧道施工仰拱填充混凝土早龄期表面开裂。

高地温隧道衬砌混凝土早期开裂机理及防控措施

为解决高地温隧道衬砌混凝土早龄期开裂问题,以我国西部某超高地温隧道为依托,利用理论推导、数值模拟与现场测试方法分析温度与湿度变化耦合作用下高地温隧道衬砌混凝土早期开裂机理及针对性保温隔热措施。研究结果表明:高地温与混凝土早龄期水化产热共同作用形成的温度应力是隧道衬砌早龄期开裂的内在原因,早龄期混凝土强度增长不足是表面开裂直接原因;高地温隧道诱发衬砌混凝土早龄期开裂的围岩温度临界值约为63℃,低于此值时隧道衬砌正常施工不会导致早龄期开裂;超过此围岩温度临界值时,建议在初支与二衬间设置夹心式保温隔热层,避免衬砌混凝土因过大内外温差出现早期表面开裂;采用夹心式保温隔热层相比二衬表面设置表贴式保温隔热层更具施工组织便利性,且可避免衬砌混凝土长期处于高温状态。研究结果可为高地温衬砌混凝土早龄期开裂风险防控和隔热措施设计提供参考。

高拱坝坝踵开裂机理研究进展

综述了国内外有关高拱坝坝踵开裂机理的研究成果，并针对奥地利２００ｍ高的Ｋｌｎｂｒｅｉｎ拱坝坝踵开裂的工程实际，分析了其坝踵开裂机理。最后，探讨了从中应吸取的经验教训。

铁基激光熔覆层的开裂行为及开裂机理研究

本文通过研究铁基熔覆层裂纹的开裂形貌、扩展方向、裂纹源、断口特征等开裂行为探讨了其开裂机理。结果表明:熔覆层表面裂纹起源于熔覆层和基体结合处,垂直于焊道向表面扩展,且贯穿整个熔覆层表面,呈沿晶开裂特征;熔覆层中存在的孪晶,可提高熔覆层的塑性和韧性,降低了熔覆层的开裂倾向;熔覆层中的δ铁素体,可以增强熔覆层的抗热裂纹能力;开裂的熔覆层δ铁素体中存在大量体心立方结构的含Si复杂固溶体(C-FeMn-Mo-Si),且δ铁素体含量较少,是导致其韧性下降、裂纹出现的主要原因。

乳化沥青冷再生路面纵向裂缝形态与开裂机理分析

乳化沥青冷再生路面技术具有施工方便、性能优异、节能减排等特点,广泛应用于各级公路养护或扩建工程,与普通半刚性基层沥青路面不同,乳化沥青冷再生沥青路面的典型病害是纵向裂缝。以南方某高速公路为研究对象,通过现场裂缝观测及取芯调研,分析冷再生路面纵向裂缝形态,并通过有限元力学响应计算,开展冷再生路面纵向裂缝发展机理分析。研究表明,纵向裂缝形态以Top-Down型为主(占比61.5%),部分裂缝为"复合型"开裂,导致纵向开裂的主要因素是路表剪应力,且高温、重载条件会加速纵向裂缝的发展。