干湿循环作用下吉林省西部土壤盐离子对混凝土的侵蚀破坏机理

为了解决干湿循环条件下长期的外部碳酸盐和硫酸盐侵蚀导致混凝土耐久性能显著退化的问题,进行了在干湿循环条件下混凝土内部CO_(3)^(2-)和SO_(4)^(2-)侵蚀规律和迁移规律的研究。先通过混凝土受到离子侵蚀的化学反应过程和扫描电子显微镜(SEM)实验分析并对比两种离子对混凝土侵蚀的损伤机理,后通过引用房室模型的方法分析CO_(3)^(2-)和SO_(4)^(2-)在混凝土表面与外界交界面处的传输和交换规律。结果表明:在180 d的时间内,离子侵蚀主要发生在混凝土表面0~20 mm的范围内,房室模型的预测值与实测值决定系数R^(2)在0.75左右;混凝土被侵蚀的深度与水灰比正相关,并且房室模型可以预测混凝土受到侵蚀的程度;硫酸盐和碳酸盐的化学反应生成物引起的膨胀压力导致混凝土产生裂缝而引起破坏。

冻融循环作用下玄武岩纤维网增强混凝土梁弯曲性能试验研究

采用四点弯曲加载的方式研究BTRC梁纤维网层数、Tex含量、冻融循环次数等因素对梁弯曲性能的影响。结果表明:布置纤维网可以提高梁的开裂荷载,但层数和Tex含量的增加对开裂荷载的继续提高影响很小;纤维网层数和Tex含量的增加,均能使BTRC梁的极限承载力和刚度不断提高;随冻融循环次数增加,梁的承载力不断降低,增加纤维网层数和Tex含量可以改善梁的冻融损伤情况,并通过SEM技术探究了冻融循环作用下纤维束与混凝土界面细观结构的变化,解释了冻融循环对纤维编织网增强混凝土的损伤现象。建立了单层纤维编织网的BTRC梁的极限弯矩计算模型,计算值与试验结果吻合得较好,可为相关的工程设计提供参考依据。

纤维编织网增强自应力混凝土梁的弯曲性能

根据ASTMC1018—97规范对纤维网增强自应力混凝土梁的弯曲韧性进行了试验研究,得到了以不同混凝土基体和纤维束Tex含量为影响因素的荷载-挠度曲线.试验表明纤维网的加入以及Tex含量增加可以显著提高自应力混凝土梁的开裂荷载,但此时弯曲韧性指数I5,I10和I20随着开裂荷载的提升逐渐减小.同时建立了纤维编织网增强自应力混凝土这种复合材料受弯时开裂荷载的计算模型,并进行了有限元模拟,理论值、数值模拟结果和试验值吻合较好,表明该计算模型可以用来评价TRSSC梁受弯时的抗裂性能.

大直径合成纤维增强混凝土抗冲击性能的研究

对掺入大直径合成纤维后的混凝土拌和物性能以及混凝土硬化试件的抗冲击性能进行了试验研究.结果表明,加入大直径合成纤维能明显改善混凝土的抗冲击性能,有利于提高混凝土结构的耐久性.

自应力混凝土在旧桥加固中的抗裂性研究

钢纤维自应力混凝土作为一种新型的纤维增强复合材料应用于旧桥加固目前还比较少见。基于8根钢纤维自应力混凝土-钢筋混凝土两跨连续叠合T形梁抗弯试验,研究了钢纤维自应力混凝土作为加固材料在简支转连续体系法加固旧桥中的抗裂性能。模型试验结果表明,钢纤维自应力混凝土产生的自应力可明显降低连续梁负弯矩区使用阶段的弯矩值,用钢纤维自应力混凝土加固的连续叠合T形梁负弯矩区混凝土的开裂弯矩较用普通混凝土加固提高51.4%～121.0%。同时根据已有的单向自应力理论模型,推导了钢纤维自应力混凝土-钢筋混凝土叠合T梁后加叠合层自应力值的计算方法。建立了简支转连续体系后连续梁负弯矩区混凝土正截面的抗裂计算公式,为旧桥加固设计提供参考。

基于Logistic模型的混凝土冻融损伤演化规律

为了更准确地描述混凝土在冻融循环破坏中的真实演化过程,首次将Logistic函数引入到混凝土的冻融损伤研究中,进行了不同水灰比下的混凝土、不同纤维的纤维混凝土的冻融循环试验。利用Logistic函数定量刻画两种混凝土的质量损失与相对动弹性模量的变化规律,并将理论分析与试验结果、现有文献进行对比,吻合较好。研究结果表明:不同水灰比、纤维类型和纤维掺量的混凝土的冻融破坏演化规律均符合Logistic函数所描述的发展规律,该模型能够对混凝土冻融破坏的演化规律进行准确预测。

含有改性混凝土叠合层的T形梁抗裂性能研究

基于8根混凝土倒T形叠合梁受弯试验,研究了钢筋钢纤维自应力混凝土做加固材料层二次浇注到待加固混凝土T形梁,从而形成的叠合梁在负弯矩区的抗裂性能.试验结果表明,仅占叠合梁高13.9%的叠合层将梁的开裂弯矩提高44.9%.同时根据已有理论模型,推导了自应力混凝土叠合T梁后加自应力的求法和负弯矩区正截面抗裂计算公式,其计算结果与试验结果比较吻合.

钢纤维增强自应力混凝土连续叠合梁的弯曲性能

基于钢纤维自应力混凝土优异的抗裂性能,将其作为叠合层铺筑于普通混凝土两跨连续T梁翼缘,制成连续叠合梁研究其抗裂性能和整体的弯曲性能.试验表明,钢纤维自应力混凝土叠合层可大幅提高连续叠合T梁支座负弯矩区的开裂荷载和跨中极限挠度,延缓支座处上部裂缝的发展速度,显著改善连续梁的弯曲性能.建立了钢纤维自应力混凝土连续叠合梁开裂荷载的计算方法,并对连续叠合梁的弯曲性能进行了有限元模拟;理论值、试验值与数值模拟结果吻合较好,表明该计算方法可用来计算此类弯曲构件的开裂荷载.

基于行动学习法的新工科材料力学课程教学改革

文章分析了我国工科大学生基础力学教学的现状,指出了新工科材料力学课堂中运用行动学习法的建立原则。以吉林大学土木工程专业大学生材料力学课程为例,介绍了新工科课程教学改革的具体实践要点,为推广基于行动学习法的新工科基础力学课程教学改革提供了参考依据。

土木工程专业大学生创新实验教学体系的构建

本文分析了我国土木工程专业大学生创新实验教育的现状,指出了土木工程专业大学生创新实验教学体系建立的原则。以吉林大学土木工程专业国家级大学生创新实验项目为例介绍了实验教学体系的具体实践要点,阐述了吉林大学土木工程专业将大学生创新实验教学与传统教学相结合的具体做法。

校企联合办学背景下土木工程专业教学改革实践分析

加强校企联合办学是我国教育事业发展的又一重大方向,其本质是让学生在校企合作提供的实践性平台或机会中成长,将理论与实践融合在一起。基于校企联合办学背景,土木工程专业教学必将随之做出一系列改革,以更好地提升教学效果。本文从校企联合谈起,分析这一举措带来的三赢局面,提出在企业与校企联合意愿不强、学校缺乏开展校企联合充足条件、学生工作意愿不强等因素制约下,土木工程专业教学应该从加强宣传,加强校企合作模式、学校校内实训建设,构建土木工程专业教学改革体系几个方面进行改革。借此有效提升该专业的教学效果,为社会培养更多高质量人才,同时让校企联合落实到位,让学生能更适应社会、企业的实际需求,深化高校的育人意义。

钢纤维自应力混凝土自应力的长期稳定性研究

基于9 a的自应力混凝土长期变形试验,分别研究了自应力混凝土在钢筋和钢纤维限制条件下自应力值的稳定性.试验结果表明,自应力混凝土2.5 a的自应力损失仅为0.6～1.2 MPa,并且具有二次膨胀的特性.同时根据已有理论模型,建立了自应力混凝土的自应力损失的计算公式,与实测值吻合较好.

混杂纤维混凝土的力学性能及抗渗性能

进行了混杂纤维(钢纤维-改性聚丙烯纤维)混凝土力学性能及抗渗性能的试验研究.结果表明,混杂纤维可以提高混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗折强度,但对混凝土抗渗性能影响不大.引气剂有助于提高混杂纤维混凝土的抗渗性.另外,简单分析了纤维混杂方式对混凝土力学性能和抗渗性能影响的机理.

改性聚丙烯纤维对混杂纤维混凝土抗冻性能影响

在纤维总体积率为1%的条件下,进行了混杂纤维混凝土抗冻性能试验研究。试验结果表明,掺加钢纤维和改性聚丙烯纤维能有效提高混凝土表面抗剥落能力,在一定程度上提高了混凝土的的抗冻性能。其中,掺加0.3%改性聚丙烯纤维和0.7%钢纤维的试件的抗冻性能明显优于1%钢纤维的试件及0.5%改性聚丙烯纤维和0.5%钢纤维的试件。

钢纤维增强自应力混凝土抗冲击性能研究

目前测定各种新型复合混凝土材料的抗冲击性能大多采用美国ACI 544规范中的落锤冲击试验。利用摆锤试验机进行了672块简支弯曲试件的冲击试验,获得了普通混凝土、钢纤维混凝土以及钢纤维自应力混凝土试件冲击破坏的吸收功,并根据各自的耗能值对其抗冲击性能作了比较,得到了体积率为1%的钢纤维自应力混凝土试件吸收功高于同体积率的钢纤维混凝土;随着钢纤维体积率的增加,试件吸收功会出现拐点,极值出现在2%到3%之间;并且试件的破坏形态逐渐从剪切破坏过渡到冲压破坏。

新工科背景下“五位一体”土木工程创新型人才培养模式的探索与实践

土木工程专业是典型的传统工科专业,在新工科建设背景下普遍面临教育理念落后、课堂教学有效性差、创新培养方式单一、课程思政协同育人机制不健全等问题。吉林大学土木工程专业以价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”教育理念为统领,以培养符合科技发展和产业革命需求的土木工程创新人才为目标,系统设计“思政、课程、实践、竞赛、科研”五位一体人才培养模式,以“夯实基础、强化实践、激励创新”为原则构建课程体系,以“注重基础、融合前沿、聚焦工程”为指导建设课程内容,“以学生为中心”探索教学方法,通过“多要素课堂教学改革”“多方式协同创新能力培养”“多课程育人”推进土木工程创新型人才培养。

基于BP神经网络预测复合盐侵蚀后混凝土的相对动弹性模量

为了预测复合盐侵蚀后混凝土的相对动弹性模量,在分析BP神经网络原理的基础上,提出用BP神经网络模拟混凝土相对动弹性模量变化率与复合盐溶液质量分数、侵蚀时间之间关系的方法。根据侵蚀试验的实际工况,分别建立了三维输入向量,一维输出向量的BP神经网络模型,通过39组试验,验证了模型的可靠性与精确性。结果表明:实测结果与预测结果相吻合,并且平均误差百分比为2.08%,该BP神经网络模型能较准确地快速预测侵蚀后混凝土的相对动弹性模量变化率。

不同类盐蚀对混凝土相对动弹性模量的影响

盐离子侵蚀是影响混凝土耐久性的主要因素之一。在实际工程结构中,不同盐类对混凝土耐久性的影响存在明显差异。通过试验证明在干湿交替环境下,硫酸盐的侵蚀破坏程度大于碳酸氢盐以及氯盐,而且硫酸盐的侵蚀破坏时间将比碳酸氢盐侵蚀破坏提前10%,比氯盐侵蚀破坏提前33%。根据试验建立了混凝土在不同类盐蚀环境下相对动弹性模量与侵蚀时间的函数关系。

钢纤维增强自应力混凝土冲击功统计分析

利用摆锤试验机进行了672块简支弯曲试件的冲击试验,获得了普通混凝土、钢纤维混凝土以及钢纤维自应力混凝土试件冲击破坏的吸收功,并根据各自的耗能值对其抗冲击性能作了比较,发现体积率为1%的钢纤维对于自应力混凝土基体的增强作用强于普通混凝土基体;随着钢纤维体积率的增加,试件吸收功会出现拐点,极值出现在2%到3%之间;并通过K-S检验法和Weibull分布理论对试验结果进行了非参数统计推断,得出钢纤维体积率为0.5%的自应力混凝土试件冲击功为泊松分布而其他钢纤维体积率的自应力混凝土试件冲击功均符合Weibull分布。

基于房室模型的氯离子在混凝土中的分布规律

为研究干湿循环作用下氯离子在混凝土中的分布规律,本文引入医用生物数学中的房室模型。该模型能动态地计算不同时间氯离子分别在混凝土对流区和扩散区的浓度。结合实际试验40 d、80 d、120 d和160 d的数据,用最小二乘法计算出该模型中相关系数的最小二乘解,进而可以得到该模型的解。模型解的形式并不复杂,便于在实际工程中推广应用。本文提供的模型为沿海工程海水干湿交替区域氯离子监测和耐久性设计提供参考。