基于当地材料制备高延性水泥基复合材料的研究(英文)

为了降低高性能聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维增强水泥基复合材料ECC(engineered cemen-titious composites)的成本,用国产PVA纤维和其他本地原材料如粉煤灰、水泥和细砂等研制了高延性ECC材料.采用四点弯曲试验和光学显微镜研究了ECC的弯曲变形能力、裂缝宽度及裂缝自愈合现象,并对其进行了经济性分析.实验结果表明:利用国产原料制备的ECC均表现出大变形能力,平均裂缝宽度能控制在60μm左右;开裂的试件经过干湿循环养护之后,裂缝中出现了自愈合现象;经济性分析表明利用国产PVA纤维可以极大地降低ECC成本.利用国产PVA纤维等材料制备高性价比的ECC是可行的.

利用高延性水泥基材料抑制钢/混凝土连接区域的断裂破坏(英文)

为了避免混凝土的脆性断裂破坏,在钢/混凝土连接区域中用高延性水泥基材料(ECC)代替了普通混凝土. 采用剪力键/ECC 的抗剪试验、二维锚固螺栓/ECC 拔出试验和有限元模拟研究了 ECC 材料的延性对于连接区域破坏模式、结构性能的影响. 实验结果表明: 通过微观力学原理设计的 ECC 具有 300 倍于普通混凝土的拉伸延性,从而使钢/混凝土连接区中混凝土断裂破坏模式由脆性转变为延性. 混凝土材料的高延性使结构承载能力和变形性能获得改善,这也同时为有限元模拟结果所验证. 通过改变混凝土材料延性而提高结构性能的理念也可在其他类似的钢/混凝土组合结构中得到应用.

高应力比下路用水泥混凝土疲劳可靠度量化分析(英文)

为获得路用水泥混凝土在高应力比作用下其疲劳可靠度的变化规律,首先推导了包括混凝土疲劳寿命在内的单调随机变量的概率密度,然后推导了 Miner 与 Chaboche-Zhao 疲劳损伤模型的概率密度. 借助室内疲劳试验结果,获得这 2 种模型的疲劳损伤概率密度函数. 最后,将荷载作用次数代入上述函数,从而获得水泥混凝土疲劳可靠度随荷载作用次数的变化规律. 结果表明: 随着荷载作用次数的增加,相同应力比下,疲劳可靠度从 100%逐渐衰减为 0%; 无论何种应力比,在荷载作用初期,疲劳可靠度均有一个较为稳定的阶段; 随着应力比的增加,该稳定阶段逐渐缩短,且可靠度为 0%时对应的荷载作用次数也减小; 在可靠度衰减阶段,对于相同荷载作用次数,应力比越高,则混凝土可靠度越低; 此外,Miner 疲劳损伤模型比Chaboche-Zhao 疲劳损伤模型偏安全.

沥青路面除冰雪技术研究(英文)

为降低路面和冰雪之间的黏结力,用有机硅憎水材料作为道路表面涂层.有机硅憎水涂层技术的除冰效果用接触角实验和剪切实验来表征,其耐久性用加速加载磨耗实验来评价,而其抗滑性能则用摆式摩擦法和铺砂法来评价.接触角实验结果表明,有机硅憎水涂层材料与水的接触角为100.2°,具有很好的憎水性能.其次,通过剪切实验可以得出:在涂有有机硅憎水材料的情况下,冰层与试件表面的最大剪切应力仅为0.06 MPa,低于没有进行表面涂层处理的最大剪切力3.5 MPa;剪切之后,冰层能够很完整地从试件表面脱落.加速加载磨耗实验表明,在经过一定时间的磨耗之后,残留在沥青路面构造深度里的有机硅涂层材料仍然具有除冰雪的效果.表面涂层后的道路表面的BPN值和构造深度值均有所降低,但是其仍然远远大于规范的要求,确保了安全性.研究表明,沥青道路表面涂层技术能有效地降低沥青路面与冰层的黏结,从而解决冬季道路结冰影响行车安全的问题.