水流作用下混凝土表面剪切力及其冲磨特性的试验研究

为了获得水流作用下混凝土表面剪切力和抗冲磨强度的变化规律,以水泥砂浆替代混凝土,设计制备环形试件作为研究对象,将一部分试件浸入1 mol/L的氯化铵溶液浸泡,以得到表层具有不同溶蚀程度的环形试件,再利用自主设计的水流冲刷试验装置,开展试件在不同条件下的水流冲刷试验,分析水流流速、含砂率和溶蚀程度等参数对试件表面剪切力的影响以及试件抗冲磨强度的变化。结果表明:水泥砂浆试件表面剪切力随流速和含砂率的增大而增大,且与流速的1.70次方成正比;溶蚀后试件的表面剪切力比未溶蚀试件有明显增加,随着溶蚀程度的提高,试件表面剪切力也有一定增加;试件抗冲磨强度随着溶蚀程度和冲刷流速的增大而降低。

医疗行业的产业数字化和数字产业化路径探索

本文基于新冠、甲流等突发公共卫生事件爆发时,医疗行业的应对,以及民众由于恐慌抢购食品药品的背景,对正常医疗秩序受到冲击和挑战进行分析。基于大数据、人工智能、5G等现代技术,提出了医疗行业的产业数字化道路和数字产业化思路,阐述了互联网和人工智能的远程会诊、大数据的个体精准诊疗、物联网、区块链的医疗行业平台等的现实价值和必要性,以及医疗运营大数据的预警、鞭策、科学研究、应急决策功能的实现,及其蕴藏的巨大商机。

矿物掺合料对硅酸盐水泥净浆氯离子结合能力的影响

以掺粉煤灰(FA)和粒化高炉矿渣粉(GGBS)的硅酸盐水泥净浆为研究对象,开展其在不同浓度NaCl溶液中的浸泡试验.通过硝酸银滴定、X射线衍射(XRD)和热力学模拟,分析了溶液中氯离子浓度和水泥净浆中各物相含量的变化特点.结果表明:GGBS和FA的掺入可降低溶液中氯离子浓度,提高水泥净浆的氯离子结合能力;且GGBS可提高水泥净浆中水化铝酸钙(AFm)相含量及其对氯离子的化学吸附能力;FA可提高水泥净浆中水化硅(铝)酸钙C-(A)-S-H凝胶的物理吸附能力,当FA掺量为40%时,其物理吸附能力达到最大.

水泥砂浆表层溶蚀-冲刷腐蚀失效过程的试验研究

先利用1 mol/L NH4Cl溶液对水泥砂浆环形试件进行静水溶蚀,通过酚酞滴定法和扫描电子显微镜(SEM/EDS)测试溶蚀过程中水泥砂浆试件的溶蚀深度和表层钙硅比,用于表征试件表层的静水溶蚀损伤程度;然后采用自行设计制作的水中水泥砂浆环形试件自旋转冲刷腐蚀装置开展经静水溶蚀的环形试件在不同流速条件下的冲刷试验,以质量损失速率表征水泥砂浆表层冲刷腐蚀性能,分析静水溶蚀损伤程度和流速对试件损伤失效过程及冲刷腐蚀性能的影响。结果表明,在静水溶蚀过程中,试件的溶蚀深度与浸泡时间的平方根成线性关系,表层钙硅比随浸泡时间的增加而减小;在水流冲刷过程中,试件表面剪应力与流速的1.8次方呈线性关系,试件的质量损失速率随流速和表层静水溶蚀损伤程度的增加而增大,且静水溶蚀损伤程度越大,质量损失速率增加越显著。

水泥水化过程的概率模型及其微结构演变的数值模拟

为了实现水泥水化过程及微结构演变规律的数值模拟,根据水泥组成矿物相的水化反应机理,利用随机概率方法,建立了水泥水化反应及微结构演变过程的概率模型,该模型通过水泥净浆初始组成结构中各矿物相颗粒像素的随机移动与碰撞反应,模拟水泥水化及微结构的演变过程。以水灰比分别为0.23、0.35、0.53的水泥净浆为例,利用该模型数值模拟了水泥净浆的水化过程及微结构演变规律,结果表明,水灰比可显著影响水泥水化过程,在同一水化龄期,水灰比越大,水泥水化越充分,其微结构的孔隙率以及孔隙连通度越高;当水泥浆体微结构的毛细孔隙完全断开时,其临界总孔隙率约为20%。

超弹性形状记忆合金丝(NiTi)力学性能的试验研究

从土木工程振动控制的角度出发 ,通过NiTi形状记忆合金丝处于超弹性状态下的力学性能试验 ,研究温度、加载速率、应变幅值、循环次数等加载工况对形状记忆合金的相变应力、耗能能力、变形模量及残余应变等力学性能参数的影响规律 ,并给出了各力学性能参数与主要影响它的加载工况之间的关系。试验和分析结果表明 ,处于超弹性状态下的形状记忆合金具有良好的耗能阻尼性能、较大的可恢复变形能力和很高的结构驱动能力 ,可满足土木工程结构振动控制的需要。

形状记忆合金在结构振动控制中的研究与应用

形状记忆合金已在工程结构振动控制领域中的研究和应用得到了广泛的关注。针对这一问题,介绍了形状记忆合金的一些主要特性,阐述了形状记忆合金在被动及主动控制方面的研究现状,讨论了在工程中应用形状记忆合金进行振动控制所面临的问题。最后,给出了形状记忆合金在土木工程结构振动控制领域内应进一步研究的几个问题。

一种超弹性SMA复合阻尼器的设计与试验

根据形状记忆合金 (SMA)的超弹性特性 ,设计、制造了一种SMA复合摩擦阻尼器 ,该阻尼器利用SMA超弹性阻尼与SMA丝的约束作用使阻尼器内部产生摩擦来共同耗散振动能量 .介绍了阻尼器的结构构造及工作原理 .通过试验研究了加载频率、位移幅值对阻尼器力学性能的影响 .试验结果表明 ,在试验频率范围内 ,阻尼器的刚度、输出力、耗能等主要力学参数随加载频率的改变而变化较小 ;位移幅值是影响这些力学参数的主要因素 ,当阻尼器在小位移的情况下 ,其刚度变化较小 ,而输出力和耗能与位移基本成线性关系 .但在大位移的情况下 ,阻尼器的输出力变化较小 ,而其割线刚度减小 ,耗能有大幅度的增加 .分析表明 。

斜拉索在平面内的非线性自由振动分析

根据小垂度拉索的受力特性,给出其在平面内发生横向振动的非线性自由振动方程,该方程不仅反映了拉索的Irvine参数及各模态对其自振频率的影响规律,也反映了拉索各模态之间的相互耦合作用。针对拉索发生单模态振动的情况,将上述的方程简化为一个带平方项的Duffing方程,并运用平均法给出了它的近似解析解。最后,结合具体的工程实例,分析了拉索的有关动力特性,并与数值方法进行了对比。

超弹性SMA复合阻尼器的计算模型及参数分析

介绍了超弹性SMA复合阻尼器的构造及工作原理,并根据它的受力特性,建立了该阻尼器的力学计算模型,针对模型中的关键参数:阻尼器内滑条槽深与接触面摩擦系数、SMA丝的预应变及缠绕量、环境温度及位移幅值等对阻尼器力学性能的影响规律进行了分析。分析结果表明:阻尼器的初始刚度、输出力和滞回面积随内滑条槽深、SMA丝缠绕量、接触面的摩擦系数的增加而增加;在不同的位移幅值下,阻尼器的荷载-位移曲线形状分别呈三角形、四边形和五边形等多边形形式,表现为变刚度的特性;阻尼器的屈服位移和输出力随环境温度的升高而线性增加;当对SMA丝施加一定的初始预应变,SMA复合阻尼器表现为摩擦型阻尼器。最后,将模型结果与实验结果进行了对比,两者基本吻合。

改善高强混凝土剪力墙抗震性能的试验研究

通过四片高强混凝土剪力墙试件 (有整体墙和墙板中开竖缝墙 )在低周反复荷载作用下的试验 ,研究开竖缝数量及长度 (即墙板柱的剪跨比 )对剪力墙的刚度、承载力、延性、耗能、破坏形态等抗震性能的影响。结果表明 ,在剪力墙板中合理地设置竖缝 ,可使其弹性刚度、承载力变化不大的情况下 ,较大幅度地提高它的延性、塑性变形和耗能能力。

设置超弹性SMA阻尼器的框架结构地震反应分析

将超弹性形状记忆合金 (SMA)阻尼器应用于框架结构的被动控制中。给出了超弹性形状记忆合金简化的本构模型 ,建立了结构 -阻尼器体系的力学分析模型及其一般方程 ,通过模型结构在地震作用下的控制仿真分析和对比 。

氯盐和硫酸盐侵蚀下水泥净浆中钢筋锈蚀过程

针对氯盐和硫酸盐耦合作用下钢筋混凝土的腐蚀问题,设计制作了含水泥净浆保护层的水泥净浆-钢筋试件,测试了试件在氯盐和硫酸盐腐蚀溶液中的电化学阻抗谱(EIS),并分析了溶液类型、水灰比及水泥净浆保护层厚度对试件电化学参数及钢筋锈蚀程度的影响.结果表明:同单一氯盐溶液中的试件相比,在硫酸盐-氯盐复合溶液腐蚀前期,试件内钢筋表面电荷转移电阻较大,腐蚀电流密度较小,此时硫酸盐减缓了水泥净浆内钢筋的锈蚀进程;在硫酸盐-氯盐复合溶液腐蚀后期,试件内钢筋表面电荷转移电阻显著减小,腐蚀电流密度明显增加,此时硫酸盐加速了水泥净浆中钢筋的锈蚀进程.此外,试件中水泥净浆水灰比越大,钢筋锈蚀程度也越大,当水泥净浆保护层厚度增加时,钢筋锈蚀程度降低.

水泥砂浆水分传输影响因素研究

为分析水灰比和粉煤灰掺量对水泥砂浆的水分传输性能影响,文中通过湿润、干燥和干湿循环试验,测试并分析水泥砂浆的吸水系数、失水系数和水分含量的变化。结果表明较低水灰比或掺入适量的粉煤灰可以降低水泥砂浆的吸水系数、失水系数以及水分变化量,增强水泥砂浆对水渗透和流失的抵抗能力。研究结果可为水泥砂浆耐久性提供参考。

氯盐环境下粉煤灰混凝土中钢筋的锈蚀过程

为分析氯盐环境下粉煤灰对混凝土中钢筋锈蚀过程的影响,设计制作了粉煤灰掺量为0%、10%和20%的水泥净浆钢筋试件,并在质量分数为3.5%NaCl溶液中进行了钢筋腐蚀过程的电化学测试和水泥浆体的微观测试,获得了不同浸泡时间条件下的Tafel极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)曲线、水泥浆体的物相组成和钢筋表面脱钝氯离子阈值,分析了粉煤灰掺量对试件中钢筋腐蚀过程和水泥浆体物相组成的影响.结果表明:用粉煤灰部分替代水泥可以增加混凝土中钢筋的脱钝锈蚀时间,提高水泥浆体中C-S-H凝胶和Friedel's盐的含量,但会降低钢筋表面脱钝氯离子阈值.因此,在混凝土中掺入适量粉煤灰可以提高水泥浆体对氯离子的固化能力,延缓混凝土中氯离子的传输进程,改善氯盐环境下混凝土结构的耐久性能.

模拟孔溶液中球墨铸铁表面钝化膜脱钝过程及氯离子阈值分析

为了揭示输水过程中内衬水泥砂浆球墨铸铁管的腐蚀机理,开展了球墨铸铁样品在模拟砂浆孔溶液中的腐蚀实验.采用电化学测试方法,研究了模拟孔溶液中球墨铸铁表面钝化膜的脱钝过程,分析了模拟孔溶液碱度和氯离子浓度对球墨铸铁电化学阻抗谱及极化电阻的影响.结果表明:当模拟孔溶液的pH值从13.6降低至11.5时,球墨铸铁表面钝化膜脱钝时的氯离子浓度从0.30 mol/L减小至0,且脱钝时的球墨铸铁阻抗谱和极化电阻发生明显改变;球墨铸铁表面脱钝氯离子阈值与溶液的pH值呈线性关系,且随pH值的降低而减小.所建立的球墨铸铁表面脱钝氯离子阈值方程,为进一步评估内衬水泥砂浆球墨铸铁管的服役寿命提供依据.

SMA阻尼器-斜拉索系统减振控制试验

为了抑制斜拉桥拉索在风、雨等外界环境激励下的振动反应,设计了一种形状记忆合金(SMA)阻尼器并安装在斜拉索上。给出了该阻尼器的结构和分析模型,以及SMA阻尼器-斜拉索系统的振动方程。以润扬大桥斜拉桥的1∶60缩尺模型为试验平台,进行了SMA阻尼器-斜拉索-桥面系统的减振试验,研究了SMA阻尼器对模型索在自由振动和桥面振动激励下减振效果的影响。试验结果表明:在斜拉索的面内安装SMA阻尼器,使斜拉索面内自由振动的衰减时间减少了50%,降低桥面振动所诱发的斜拉索面内耦合振动的峰值达39%以上,具有明显抑制斜拉索振动反应的作用。

带竖缝钢筋混凝土剪力墙的抗侧刚度分析

为降低大震下结构的刚度,以减轻结构物的地震灾害,设计了一种带竖缝的钢筋混凝土剪力墙构件.根据它在水平力作用下的受力特点,建立了相应的刚度计算模型和计算公式,并与试验结果进行了对比,二者吻合较好.

结构力学课程教学方法与实践

根据结构力学课程教学的现状及存在的问题,结合土木工程专业实用性强、课程联系广的特点,提出从工程背景、相关课程及课程内容之间的联系、课堂教学模式与课程考核体系等方面来改进结构力学的教学方法。

基于Debye-Hückel-Onsager理论的混凝土中离子扩散系数的计算(英文)

将Debye-Hckel理论和Onsager电导理论用于研究混凝土孔溶液中离子的扩散规律.首先,建立了饱和混凝土中离子扩散系数的计算模型,该模型考虑了离子的种类、孔溶液中离子的浓度、环境温度等因素对离子扩散系数的影响.其次,以孔溶液中氯化钠的浓度变化为例分析了离子氛半径、松弛效应、电泳效应等对孔溶液中氯离子扩散系数的影响规律,发现氯离子的扩散系数随氯化钠溶液浓度的增加而减小,离子氛半径和电泳效应是影响氯离子扩散性能的重要参数.最后,通过RCM法测定了不同水灰比混凝土的氯离子扩散系数,并将模型的计算结果与实测结果进行了对比,以验证模型的合理性,结果表明所建立的模型与实测结果较为符合.