顶部设置加强层的框-筒结构应变能分析

针对带加强层的框-筒结构体系,为考虑普通楼层梁的影响将其等效为沿竖向分布的连续介质,同时计入加强层梁、核心筒、普通楼层梁、外框柱的剪切应变,推导出了顶部设置加强层的框-筒结构在水平荷载作用下应变能的表达式,为推导此类结构在水平荷载作用下的侧移打下了基础,同时也为求解此类结构在水平荷载作用下的内力提供了方便。

加强层和楼层梁对框-筒结构侧移的影响

为弥补设置加强层的高层框架-筒体结构简化的结构力学分析模型存在的不足,基于同时考虑普通楼层梁和加强层作用、由最小势能原理推导出顶部加强框架-筒体结构侧移曲线解析表达式.结合算例,分析了普通楼层梁、加强层对结构侧移的影响程度和规律;定量说明了普通楼层梁对结构侧移的影响是不容忽略的;探讨了设置加强层减小高层框架-筒体结构侧移的同时,尽量降低由此所带来的抗震不利因素影响的结构设计方法,并对加强层与内芯筒、普通楼层梁与内芯筒的相对线刚度取值提出建议,可供同类结构设计时参考.

设置多道加强层的框-筒结构侧移分析方法

将设置若干加强层的框-筒结构分解为若干子结构,同时考虑加强层梁、核心筒、外框柱及普通楼层梁,并将楼层梁按连续化分析的方法等效为沿高度均匀分布的离散杆件,根据顶部设置加强层的子结构在水平荷载作用下各构件应变能总和的表达式,利用最小势能原理和泛函变分的相关理论,推导出了顶部设置加强层框-筒结构在水平荷载作用下的侧移解析表达式,并可据此进一步计算设置多道加强层框-筒结构的侧移。

含裂纹夹杂多孔材料的渗透性理论与数值分析

多孔材料的裂纹网络对宏观渗透性的影响显著,正确描述裂纹网络对材料渗透率的影响具有重要的工程意义。该文将开裂多孔材料视作由多孔基体和裂纹夹杂二相组成的复合材料,基于细观力学理论模型中的相互作用直推法(IDD)给出了渗透率张量的IDD理论解。为分析裂纹长度、密度、取向、间距和连通度等裂纹网络细观形貌参数对宏观渗透率的影响,该文使用具有周期结构的重复单元模型建立了二维数值分析模型,采用有限单元法进行数值求解并与IDD理论解进行了对比验证。理论研究表明,IDD理论模型采用单一的开裂密度指标来表征多孔介质的裂纹网络,在开裂密度不大时能够统一地描述裂纹长度、取向、平均横向间距和纵向间距等多个细观形貌指标对材料整体渗透性能的影响,具有良好的适用性和精度;数值分析表明,在裂纹网络的密度不断增大、裂纹相互趋近并最终连通的过程中,IDD理论解逐渐偏离数值解并低估裂纹间相互作用,此时材料渗透率与裂纹密度呈对数关系;网络裂纹一旦连通,整体渗透率则发生突变,此时渗透率的确定需要特别考虑连通裂纹之间的强烈近场相互作用。

再生骨料影响混凝土渗透性的数值模拟

出于环境保护及经济方面的考虑,再生骨料在混凝土生产中得到越来越多的应用。混凝土可认为是由天然或再生骨料、多孔基体和界面过渡区三相组成的复合材料。基于随机骨料结构生成算法,建立了三相混凝土数值模型并应用于气体渗透性的分析。对于混凝土二维数值模型的稳态渗透问题,应用有限单元法求解压力场,并基于压力-流量的宏观等效关系计算混凝土材料的总体渗透率。数值分析结果表明:1)总体渗透率随过渡区厚度及其相对渗透率的增加而非线性地增长;2)由于骨料的存在而导致的稀释效应及曲折度效应是影响混凝土总体渗透性的两个重要因素;3)再生骨料渗透率对混凝土宏观渗透率的影响呈"S"形曲线的关系。出于控制回收骨料混凝土渗透性能的考虑,回收骨料的渗透率最好比砂浆基体的渗透率低一个数量级,同时回收骨料的掺量也需要合理选择确定。

硅酸盐水泥水化动力学模型与试验方法研究进展

水泥水化过程决定水泥基材料强度、耐久性等诸多性能,深入理解水泥水化机理具有重要的科学意义和工程价值。本工作回顾了硅酸盐水泥水化动力学模型的最新研究进展,评述了GEMS热力学计算、HymoStruc3D和CEMHY3D等水化数值模拟方法及其局限性,总结了准弹性中子散射和核磁共振等先进测试手段在研究水泥水化过程中水态演变和孔结构发展中的具体应用,提出了该领域未来研究的趋势和挑战。

冻融循环作用下饱水砂浆孔结构的演变规律

为揭示水泥基材料低温冻融孔结构损伤的演变规律,以饱水白水泥砂浆为研究对象,利用低场磁共振技术测试了砂浆试件在连续冻融循环作用下的孔结构。设计了20℃常规养护和80℃高温养护制度以改变砂浆的初始孔隙结构,随后对这两种相同配比、不同孔结构的砂浆进行快速和慢速冻融循环试验。结果表明:80℃高温养护会显著降低砂浆抗冻性,增大凝胶孔并提高粗毛细孔体积分数,但不会显著改变介观毛细孔的分布强度;与高温养护作用相反,冻融循环作用不会改变凝胶孔和粗毛细孔的分布强度,但能显著提高微裂纹的分布强度;80℃高温养护砂浆在冻融作用下的微裂纹体积增长速率显著高于20℃常规养护砂浆;冻融速率不会显著影响砂浆的孔径分布变化规律;砂浆内部微裂纹体积增大和质量损失增加呈双线性关系。砂浆内部冻融破坏和外部剥落均主要源自于微裂纹的产生和发展,与凝胶孔和粗毛细孔无明显相关性。

利用低场磁共振弛豫测孔技术预测水泥基材料的水分渗透率

为深入揭示水泥基材料渗透率与孔结构间的关系,以不同水灰比、不同温度水养的白水泥砂浆为研究对象,利用低场磁共振与压汞技术分别测试了砂浆在饱水与干燥状态下的孔径分布,并利用稳态渗透法测试其水分渗透率。结果表明:砂浆在饱水与干燥状态下的孔结构差异显著,临界孔径相差1个数量级左右,原因在于水化硅胶钙(C-S-H)凝胶具有显著的水敏性。经历56 d 80℃热水养护后,由于C-S-H凝胶高温老化加速,饱水砂浆的孔隙率及临界孔径显著增大,孔结构明显粗化,水分渗透率增大,对耐久性不利。干燥预处理对压汞测试所得孔结构的影响可能远超高温老化,在分析孔结构变化时必须考虑水敏性的影响,否则可能得出错误结论。将孔隙视作不同大小的毛细管束,经典Kozeny-Carman模型可基于低场磁共振测试所得饱水孔径分布曲线来准确预测水分渗透率,将比例系数取为1.09所得理论值与实测值的相对误差在[–42.7%,71.1%]范围内,预测精度接近极低渗透率测试的误差水平。

饱水水泥砂浆孔结构的低场磁共振测试分析

由于水化硅酸钙(C-S-H)凝胶干缩湿胀,水泥基材料在干燥与含水状态下的孔结构差异显著且受干燥制度的影响,干燥状态下测量所得孔结构特征及其演化规律的代表性和准确性存疑。为深入揭示孔结构随水灰比演化的基础规律,以典型白水泥砂浆为研究对象,利用低场磁共振和压汞法分别测试饱水和干燥时的孔结构特征,同时测量得到水分渗透率。结果表明:利用饱水时的离散孔径分布,基于平行毛细管束假设的经典Kozeny-Carman模型,可准确预测水分渗透率;水灰比对饱水砂浆孔结构和水分渗透率的影响规律基本一致。压汞测试所得孔径分布离散性较大,且难以反映水灰比影响规律,干燥状态下测试所得孔结构特征及据此建立的孔径分级方式具有明显局限性。由于孔结构全面影响硬化水泥基材料宏观性能,且低场磁共振技术能避免干燥预处理的显著影响,利用该技术实现饱水状态孔结构的测试分析对水泥基材料科学研究具有重要价值。

搏斗两小时 钓得青鱼归

距扬州市西郊85公里的登月湖，风景秀丽，空气清新，是休闲度假的好去处。也是钓鱼爱好者经常光顾的好地方。 十月五日．我和两位钓友相约前往登月湖钓鱼。早展8时进入钓位。打好窝子，静等鱼咬钩。直至下午3时不见有动静，而同来的钓友已收获颇丰，不觉心里着急。决定换个钓点碰碰运气。于是我来到深水区试钓。刚守钓了一会儿．水下浮起了一串鱼星，紧接着浮标平稳而有力地下沉。直到黑标。我一提竿。钓竿立刻弯成了弓状。几秒钟后水下突然没有了动静，我先以为挂底，再仔细观察鱼线。