埋石混凝土植绿生态挡墙在山区河道治理工程中的应用

针对山区河流坡降陡、流速大、易冲刷、石料丰富的特点,在河道治理工程中的冲刷岸段,采用埋石混凝土植绿生态挡墙结构形式,既充分利用河道清淤石料,又满足河岸的抗冲刷及生态化要求,实现安全与生态的完美结合,可供山区中小河流治理工程参考。

河道直立式挡墙植绿生态槽锚固设计方法

针对河道直立挡墙生态植绿要求锚固一定景观植物于直立挡墙立面上,采用膨胀螺栓锚固的方式,对膨胀螺栓的剪坏和混凝土基材的剪撬破坏进行安全验算,有效地解决植绿生态槽锚固安装的安全问题,最后以具体实例作了示范。

轴压作用下CFRP约束钢管-活性粉末混凝土短柱承载力计算模型

通过碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)约束钢管-活性粉末混凝土(CFRP约束钢管-RPC)和钢管-RPC轴压短柱破坏过程的异同比较,探讨了CFRP套箍系数和钢管套箍系数对CFRP约束钢管-RPC和钢管-RPC的影响及内在联系,为CFRP约束钢管-RPC短柱承载力的理论分析奠定了基础。基于双剪强度理论,提出了简易的计算模型,基于叠加理论,通过分析核心RPC、钢管和CFRP的应力-应变方程,推导得出了CFRP约束钢管-RPC轴压短柱的理论计算模型,将两类计算模型结果分别与试验实测值相比较,验证了理论式的可取性。

钢纤维轻骨料混凝土梁的弯曲性能研究

为了给钢纤维轻骨料混凝土(SFRLC)梁的设计提供受弯性能基本参数,对4根强度等级为LC40的SFRLC梁进行了单调荷载作用下的弯曲试验,测试了梁的开裂荷载、跨中位移、极限承载力和裂缝开展延伸形态等基本性能。试验结果表明:钢纤维的掺入提高了混凝土梁的开裂荷载、承载力和延性,并使梁截面的平均应变更符合平截面假定;在普通混凝土正截面梁计算式的基础上,综合考虑以上影响因素,修正了SFRLC梁正截面计算式;并在试验数据拟合的基础上,确定了相关参数。通过对比受弯承载力发现:采用该公式计算出的梁正截面承载力稍小于实测值,偏于安全,可给SFRLC梁的设计提供参考。

“混凝土结构”课程教学改革探索与思考

为促进提升“混凝土结构”课程的施教水平,培养学生的工程实践能力,针对课程、学生学习和教师教学特点进行了剖析并提出弊端,通过提出诱导式教学,从创景、工程事故案例和逆向推理出发,对知识点进行溯源分析;考虑贴近实践学习以及模块化分类等教学改革方法,探索建立了有效教学模式,增强了学生高效学习机制,推动了“混凝土结构”课程教学内容和教学模式的改革创新。教学实践表明,教学改革探索切实有效,促进了土木工程专业的良好发展。

高强抗冻透水混凝土的配合比设计与性能评估

透水混凝土是建设海绵城市的关键材料。目前普通透水混凝土强度低,抗冻性能差,使其难以在机动车道和有抗冻需求的道路工程中应用。本工作基于颗粒堆积模型研制了抗压强度超过160 MPa的超高强胶凝基质,其具有较强的成膜能力,且稳定膜厚度(SPFT)随流动度的减小和骨料粒径的增大而增加。本工作还建立了SPFT与流动度的关系,进而提出了高强抗冻透水混凝土(HSFRPC)配合比设计方法。利用该方法设计并制备出抗压强度大于50 MPa、弯曲强度大于7.5 MPa、透水系数大于4 mm/s、抗冻等级达F300的HSFRPC。本试验分析了骨料粒径和孔隙率对HSFRPC工程性能(力学性能、透水性能和抗冻性能)的影响规律。基于雷达图的性能评估结果表明:骨料粒径为2.36~4.75 mm、设计孔隙率为20%的HSFRPC工程性能优越且各项性能均衡,可供寒区道路工程参考。

再生陶瓷粗骨料混凝土力学性能与耐久性试验研究

用废弃陶瓷粗骨料取代天然粗骨料,制备出再生骨料混凝土,并测试其工作性能、力学性能及耐久性能。通过试验发现,随着陶瓷粗骨料掺量的增加,再生骨料混凝土达到同一坍落度所需的减水剂用量逐步减少,再生骨料混凝土抗压强度呈现较大的增长,抗碳化性能和抗氯离子渗透性能明显增强,弹性模量和抗收缩性能小幅度提升。

钢纤维高强混凝土单轴受压本构方程

采用微机控制电液伺服万能试验机 ,对纤维体积分数Vf 为 0～ 3%的钢纤维高强混凝土(SFRHSC)进行了单轴压缩试验 ,根据实测的应力应变曲线的特点提出了含 2个参数A和B的单轴受压本构方程 .A ,B均随Vf的增大而增大 ,分别明确地反映了钢纤维对混凝土基体的增强和增韧能力 .A越大 ,材料抗压强度 fc 与弹性极限应力的差值越大 ;B越大 ,曲线下降段越平缓 .本文还给出了A ,B与Vf,fc 之间的关系式 .

钢纤维混凝土抗冲击试验研究

采用SHPB装置对不同钢纤维体积率(Vf)的钢纤维混凝土(SFRC)进行多应变率动态力学性能试验研究,测出其应变率敏感阀值,试验表明,当应变率在阀值内升高时,SFRC峰值应力增长缓慢,弹性模量基本不变,应变率超过阀值后升高时,材料动态强度和弹性模量均增长较快,而且,Vf越大,动态强度提高幅度越大。在冲击条件下,钢纤维对SFRC最显著的贡献是增韧,当应变率较高时,基体试件破碎成渣,而同应变率时的SFRC试件还能够基本上保存中间的主体,呈现出“微裂而不散,裂而不断”的破坏形态。

橡胶混凝土研究进展

为了有效减轻急剧增加的废旧橡胶带来的环保压力,建议将橡胶粉掺入混凝土中制成橡胶混凝土,使废旧橡胶由黑色废物和环境公害变成土木工程领域的绿色资源。从工作性能、强度、变形性能、耐久性能、抗冲击、阻尼和隔声性能等方面介绍了橡胶混凝土在国内外的研究进展,从材料、结构、施工技术、社会和经济等方面分析了橡胶混凝土的研究存在的问题,指出了需进一步深入研究的方向,为橡胶混凝土这种新型土木工程材料的科研与工程应用提供了参考意见。

钢纤维混凝土力学性能试验研究

对钢纤维体积率(Vf)为O～3%、基体强度为C50的钢纤维混凝土(SFRC)进行立方抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲强度、弹性模量和泊松比的测试,试验结果表明:SFRC抗压强度随Vf的增加仅仅有着小幅度的增长,正向立方抗压强度略大于侧向立方抗压强度;轴心抗压强度与立方抗压强度之比值在0.75～0.77之间;钢纤维对SFRC的抗拉、抗弯性能起着明显的增强作用,正向、侧向劈裂抗拉强度比值随Vf的增加而增大;SFRC的弹性模量和泊松比均是不敏感的材料参数,前者随材料抗压强度的提高而缓慢增加,后者随Vf的加大而略有减小.

钢纤维超高强混凝土动态力学性能

采用分离式霍普金森压杆装置对不同纤维体积率的钢纤维超高强混凝土进行不同应变率的冲击压缩试验,结果表明钢纤维超高强混凝土是应变率敏感材料,并测出其应变率敏感阀值,当应变率超过阀值后,钢纤维超高强混凝土的强度、韧度与弹性模量都随纤维体积率的增加而显著提高,在高应变率下,超高强混凝土基体成粉碎性破坏,而钢纤维超高强混凝土呈现出“裂而不散”的破坏形态。

钢纤维高强混凝土抗爆炸研究

对纤维体积率(Vf)为0%―3%、基体强度为C100的钢纤维高强混凝土(SFRHSC)板进行模型爆炸试验,结果表明:爆炸应力波在混凝土中呈现明显的衰减特性,衰减幅度与混凝土强度等级、Vf之间的关系不大,但背爆面加速度峰值和迎爆面破坏程度则随着Vf的增加而降低;SFRHSC最大最显著的优势是抗震塌,在普通混凝土板大面积震塌,碎裂块爆飞的装药量爆炸条件下,SFRHSC板却无震塌发生或只有小块体脱离,裂而不散,其抗震塌性能的提高主要取决于材料的抗拉强度;根据试验结果建立了基于神经网络系统的SFRHSC震塌模型,模型计算的理论值与实测值比较接近。

混杂纤维混凝土抗压试验研究

对基体强度为C50,钢纤维、聚丙烯纤维体积率分别为1%～3%、0.11%的混杂纤维混凝土(HFRC)进行了抗压试验,结果表明:HFRC的应力-应变曲线上升段、抗压强度、弹性模量和泊松比均与钢纤维混凝土(SFRC)相近,但应力-应变曲线下降段的平缓程度和韧度指数则较大程度大于SFRC,体现出优异的韧性.

钢纤维高强混凝土抗冲击性能的数值仿真

采用显式动力有限元软件LS-DYNA,对钢纤维高强混凝土的霍普金森压杆冲击试验过程进行了数值仿真,混凝土和霍普金森压杆的本构关系分别采用弹塑性流体动力模型和虎克定律描述,钢纤维的增强与增韧作用则通过钢纤维高强混凝土强度与失效应变来体现.结果表明:试件内部应力趋近于均匀之前,经历了初始状态的应力震荡;试件的破坏稍微滞后于应力峰值;相同的冲击速度下,钢纤维高强混凝土试件各个时刻的破坏程度轻于未掺钢纤维的基体混凝土试件,当基体混凝土试件裂成多块时,钢纤维高强混凝土试件还基本保持整体.数值仿真结果与试验结果有较好的相似性,基本能够反映出试件受力与破坏的特征.

基于分形理论的高强混凝土动态损伤本构关系

基于高强混凝土(HSC)试块在SHPB冲击实验中的分形损伤演化规律,推导了HSC的分形损伤变量表达式,标定了HSC裂纹的分形维数范围。然后参考ZWT模型,并结合HSC实验过程中的应变率相关性、动态损伤特性及近似恒应变率,推导了分形损伤演化的HSC动态损伤本构方程。采用4组应变率工况下的C60、C80混凝土应力-应变曲线对本构方程进行验证,理论曲线和实验曲线吻合较好。

聚丙烯-钢纤维高强混凝土弯曲性能试验研究

对聚丙烯纤维和钢纤维混杂增强高强混凝土(P-SFRHSC的弯曲性能进行的试验研究结果表明,P-SFRHSC在初裂强度、抗弯强度与韧性方面不仅显著优于普通高强混凝土,而且也优于钢纤维高强混凝土,是一种具有推广应用价值的土木工程复合材料。

钢纤维混凝土准静态单轴受压力学性能

采用WAW-2000型微机控制电液伺服万能试验机对钢纤维体积率（Vf）为0％～3％、基体强度为C50的钢纤维混凝土（SFRC）进行了准静态三种应变率单轴压缩试验，测出了基体混凝土和SFRC应力-应变全曲线，试验结果表明：随Vf的增加，SFRC抗压强度仅有小幅度增长，韧性则增长幅度较大；随着应变率增大，SFRC强度提高，韧性呈现下降趋势，但Vf越大，韧性下降幅度越小；SFRC的弹性模量和泊松比均是不敏感的材料参数，随Vf的提高而分别微增与微减；还推荐了适合于SFRC应力-应变曲线的数学表达式。

钢纤维混凝土动态劈裂实验研究

采用分离式霍普金森压杆对钢纤维混凝土(SFRC)进行了动态劈裂实验,测试出其动态劈裂破坏最低强度。SFRC动态劈裂应力时程曲线基本上呈双峰型,随着纤维体积率的增加,SFRC耗能能力相应增大,应力波在SFRC中的衰减程度越大。钢纤维对SFRC的增强和增韧性能良好,在冲击劈裂荷载下,决定试件破坏的主要因素是胶凝体与钢纤维之间的粘结强度,而不是钢纤维本身抗拉强度。

钢纤维高强混凝土的中应变率本构关系

采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对纤维体积率为0～3％的钢纤维高强混凝土（SFRH—SC）进行了中应变率的冲击压缩试验．试验表明，应变率从阀值提高到90／s时，SFRHSC峰值应力增梧30％左右，弹性模量增幅50％左右，峰值应变增长幅度则是基体混凝土的2～3倍．集料－高强基体和钢纤维－高强基体的双重叠加效应，大大提高了基体的抗冲击强度和韧度，使SFRHSC试件在冲击荷载作用下呈现出“微裂而不散，裂而不断”的良好破坏形态，而在相近的冲击荷载下，基体混凝土试件成粉碎性破坏．根据试验结果建立了SFRHSC四参数率相关性本构方程，该方程同时考虑了应变率和应变对材料应力的影响．