灌浆缺陷套筒连接预制剪力墙抗震性能试验研究

套筒连接是预制混凝土结构最常用的连接方式,灌浆不饱满缺陷是影响灌浆套筒连接剪力墙抗震性能的主要因素,为明确灌浆缺陷对预制剪力墙抗震性能的影响,该研究同时开展了套筒连接和足尺剪力墙抗震性能试验。在连接层次,考虑4种灌浆缺陷率影响,设计制作5个连接试件进行了大变形反复拉压试验,通过与无缺陷试件对比明确了缺陷率对连接力学性能和破坏模式的影响,识别了发生钢筋滑移破坏的缺陷率阈值。在剪力墙构件层次,在连接试验的基础上,设计制作了1个无灌浆缺陷和1个设置了缺陷率阈值的足尺剪力墙试件,进行了拟静力抗震性能试验,对比分析试件的破坏模式、承载能力、变形能力和耗能能力。试验结果表明:对于12 mm直径的纵筋,就本研究所开展的实验而言,当灌浆缺陷率接近60%时,在钢筋达到约2倍屈服应变时发生钢筋滑移破坏,承载力急剧退化,延性远小于其他连接;不同于无缺陷剪力墙试件的弯曲破坏模式,60%灌浆缺陷的剪力墙试件在钢筋屈服后很快就发生了钢筋滑移,钢筋滑移后该试件呈现出明显的摇摆变形行为特征,试件承载力、变形能力和耗能能力显著低于无缺陷试件。

Anchoring Depth Research of Anti-Slide Piles of Anchor Bar in Soil

The model test result of earth force in the side of anti-slide pile of anchor bars was introduced.There are three groups of the tests.The loads were on the back side of the slope in two groups.The other one was loaded just behind the pile by the jack.In order to get the force of the soil,some earth-pressure boxes were used to get the earth pressure on the side of the piles.The part of the max pressure and the earth pressure was mainly focused under the slip line

高温后钢-PVA混杂纤维高性能混凝土与变形钢筋黏结性能试验

为研究高温后钢-聚乙烯醇(polyvinyl alcohols,PVA)混杂纤维高性能混凝土(hybrid fiber high performance concrete,HFHPC)与变形钢筋的黏结性能退化规律,以200、400、600、800℃为目标温度,选取钢纤维体积率、PVA纤维体积率、矿粉掺量为正交试验因素设计并制作25组HFHPC试件,完成了单调荷载下的中心拉拔试验。结果表明:高温后各组HFHPC试件黏结破坏形态均表现为钢筋拔出破坏;试验温度范围内,对HFHPC试件黏结强度的影响程度均为:钢纤维体积率最大、矿粉掺量次之、PVA纤维体积率最小;随着温度的升高,HFHPC试件黏结强度逐渐下降,且在相同温度条件下,HFHPC试件黏结强度和峰值滑移相比于未掺纤维的混凝土试件均有所提升,其中,200℃时HFHPC试件的黏结强度提升最为显著,分别提升了33.69%、35.76%、37.54%和46.03%;混杂纤维能显著提高高温后高性能混凝土与钢筋的峰值界面能,明显改善黏结延性和耗能能力;提出的考虑温度作用后的混杂纤维混凝土与钢筋黏结-滑移模型与试验实测结果吻合较好,可为火灾后混杂纤维高性能混凝土结构损伤评估及加固方案提供参考。

玄武岩纤维增强水泥基材料与BFRP筋的黏结性能研究

文中利用中心抗拔试验研究了玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋和玄武岩纤维增强水泥基材料(BFRCM)的黏结滑移性能,分析了筋材种类、基体种类、筋材直径、锚固长度对黏结性能的影响,在此基础上,提出了BFRP筋和BFRCM的三阶段黏结滑移本构模型。结果表明,BFRP与混凝土的黏结强度高于钢筋,BFRP筋与砂浆的黏结强度略小于与混凝土的黏结强度,BFRP筋直径和砂浆中的纤维体积掺量均与黏结强度呈反比。此外,分析显示黏结滑移曲线可分为微滑移段、滑移段、下降段和残余段,利用CMR模型上升段、连续曲线模型下降段和GFRP/钢绞线复合筋模型的残余段建立了BFRP筋-BFRCM的高精度黏结滑移模型。该研究为BFRP筋和BFRCM的工程应用提供了重要的研究基础。

锈蚀钢筋混凝土黏结滑移本构模型及数值模拟应用

为研究纵筋与箍筋共同锈蚀对钢筋混凝土黏结性能的影响,采用电渗—恒电流—干湿循环的加速锈蚀方法对25个钢筋混凝土(RC)试件进行锈蚀,进而对其进行拉拔试验,研究了纵筋锈蚀、箍筋锈蚀、保护层厚度和箍筋间距等参数对黏结性能的影响规律。分析了锈蚀对混凝土与钢筋界面间黏结力的影响,将黏结性能退化归因于材料性能退化和约束效应退化,基于试验数据,建立并验证了一个考虑设计参数、纵筋及箍筋共同锈蚀的修正黏结滑移本构模型。结合所提本构模型及微元算法建立了锈蚀纵筋应力-滑移模型,基于OpenSees平台,将所建模型应用于零长度截面单元中,通过串联纤维梁柱单元与零长度截面单元建立了考虑黏结滑移变形的锈蚀RC构件数值模型,根据锈蚀RC柱拟静力试验数据对该模型的准确性进行验证,并采用仅考虑锈蚀损伤的纤维模型进行辅助验证。结果表明:混凝土与钢筋界面间黏结力随锈蚀程度的增加呈先上升后下降的趋势,增加保护层厚度可略微增加黏结强度,而箍筋加密对黏结强度提升明显;与纤维模型相比,所建锈蚀RC纤维模型承载力、累计耗能和极限位移误差分别降低12.8%、23.5%和14.2%,表明所建模型可合理计算钢筋滑移的贡献且准确预测锈蚀RC柱地震整体响应。

宁德白莲寺后山滑坡成因分析及综合治理

宁德白莲寺后山滑坡为中型牵引式土质滑坡,是典型的由于坡脚不合理开挖叠加强降雨作用导致的滑坡。根据勘查成果,采用圆弧法和有限元法对滑坡进行稳定性分析,分析结果显示,一般工况下滑坡处于基本稳定状态,暴雨工况下滑坡处于不稳定−欠稳定状态。滑坡治理采用削坡卸载、锚杆框架梁、植被防护、抗滑桩、坡脚挡墙及设置截排水沟等综合治理措施,治理效果较好,可为类似滑坡工程提供参考。

重复荷载作用下SFCB混凝土黏结性能试验研究

针对钢-连续纤维复合筋(SFCB)混凝土构件在动荷载作用下应力传递机制复杂、黏结破坏机理及应力分布特征尚未明确等问题,通过等阶、变阶重复加载的中心拉拔试验、并与单向拉拔试验对比。结果表明:等阶、变阶重复加载试件的黏结强度比单向拉拔试件低11.8%~19.8%,黏结界面损伤更为严重,且重复加载1次平均黏结应力峰值出现约0.5%~1.6%的损失;不同加载方式,试件拔出过程中的黏结-滑移曲线特征基本相似,钢芯与纤维层因变形不一致出现相对滑移;SFCB沿埋长方向的黏结应力并非均匀分布,不同加载方式的应力“波峰”形态有所区别。明确重复荷载作用下SFCB混凝土的黏结性能,可为SFCB混凝土结构设计、黏结-滑移曲线模型建立提供重要的参考依据。

630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固性能试验研究

为了研究630MPa热处理带肋高强钢筋的机械锚固性能分别采用单侧贴焊锚固与端头塞焊锚板的形式,对2组60个试件进行拉拔试验。研究不同锚固条件下混凝土抗拉强度、锚固长度、钢筋直径、混凝土保护层厚度及配箍率对其机械锚固性能的影响。结果表明:630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固试件具有3种破坏形式,即混凝土劈裂、钢筋拔出、钢筋屈服,端头塞焊锚板试件抗滑移效果更优。试件的机械锚固强度随着混凝土抗拉强度、混凝土保护层厚度、配箍率的增大而增大,随着锚固长度、钢筋直径的增加而减小。基于试验结果建立了630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固强度计算公式,结果表明该公式计算值与试验值吻合较好。

高应变率荷载作用下钢筋与ECC的黏结滑移关系研究

采用水泥基复合材料(engineering cementitious composite,ECC)替代混凝土可以提高结构在偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能,但在悬链线大变形阶段钢筋与ECC间可能会出现黏结滑移破坏。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,进行了钢筋与ECC的动态黏结滑移性能试验,分析了ECC强度等级、应变率、钢筋直径对极限黏结强度、刚度和滑移量的影响规律,获得了高应变率下钢筋与ECC的平均黏结滑移曲线,得到其黏结滑移破坏模式。并与静态黏结滑移试验进行对比,得到了动态黏结强度增强因子。进一步,通过钢筋开槽内贴应变片法,获得不同锚固位置的黏结应力及相对滑移的分布规律,提出黏结位置函数。最后,根据试验结果得到钢筋与ECC平均黏结滑移本构,进而乘以黏结位置函数得到考虑锚固位置影响的动态黏结滑移本构,为ECC结构构件设计及有限元分析提供试验依据和理论参考。

钢-GFRP复合筋与混凝土黏结性能试验研究

钢-FRP复合筋(SFCBs)是一种采用纤维包裹钢筋的新型复合筋材,因兼具良好的耐久性能与延性,可用于替代钢筋作为混凝土结构的增强筋材。进行了玻璃纤维型SFCBs与混凝土黏结性能试验研究,分析了SFCBs-混凝土界面黏结滑移受力机理,探讨了混凝土强度对SFCBs与混凝土黏结性能的影响规律,建立了SFCBs与混凝土黏结滑移模型。结果表明:SFCBs-混凝土界面的失效模式为界面咬合处肋和混凝土的剪切,与FRP筋相似;SFCBs-混凝土界面的黏结滑移关系曲线分为4个阶段,在残余阶段表现为波浪形的再次咬合行为,可以用修正形状系数后的Zheng&Xue模型来表示;筋材的变形能力和混凝土强度都会显著影响黏结性能。

焊接锚板与锚筋两种形式下高强钢筋锚固性能试验研究

为研究600 MPa钢筋机械锚固长度取值,设计20组试验,每组试件3个,进行拔出试验。采用单侧焊接锚筋和端头焊接锚板两种锚固形式。分别研究不同锚固条件对其锚固强度影响,利用可靠度分析,对600 MPa钢筋机械锚固长度进行取值。研究表明:当达到极限荷载时会发生4种破坏形式,分别为混凝土劈裂或拉裂,角部位置处混凝土压碎以及钢筋拉断。混凝土强度、保护层厚度、配箍率的提高会使锚固强度随之增大,但当配箍率超过一定范围后,增长不明显。锚固长度越长,平均锚固强度越小。根据试验现象绘制黏结-滑移曲线,分析受力过程及受力机理。提出600 MPa钢筋机械锚固的强度计算式。采用JC法可靠度分析得出600 MPa钢筋机械锚固长度仍可按照《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)取值。

钢筋混凝土高温锈蚀耦合粘结性能试验研究

为深入探究高温锈蚀耦合作用下粘结性能的变化规律,对48个中心拉拔试件进行高温下拉拔试验。结果表明:高温下粘结性能随着温度等级增大呈现减小趋势,随锈蚀率增大而逐渐降低。温度700℃且锈蚀率为6%时,试件粘结强度降低了53.8%。最后,基于试验数据建立了高温-锈蚀耦合作用下的粘结滑移本构方程,得到了服役结构遭受火灾时的粘结性能评估规律。

持续荷载作用对GFRP筋-海工混凝土黏结性能的影响

为研究持续荷载作用下GFRP筋与海工混凝土间的黏结性能,设计制作了16个GFRP筋-海工混凝土梁式黏结性能试件,在不同持续荷载等级(0%P_(u),25%P_(u),45%P_(u),65%P_(u))作用下进行了为期120 d的持载试验。对持载过程中GFRP筋-海工混凝土间的瞬时滑移及时变滑移进行了测试分析,并建立不同持载等级作用下的GFRP筋-海工混凝土间时变滑移模型;对比分析了持续荷载作用下GFRP筋与混凝土和普通钢筋与混凝土间的滑移量大小及变化规律。试验结果表明:瞬时滑移量随着持载等级的提高而增大,加载端滑移量大于自由端滑移量;时变滑移量随时间呈非线性增长,前期增长较快,后期滑移量逐渐趋于稳定;两种筋材与混凝土间的时变滑移变化规律相似,但GFRP筋与混凝土间的滑移量要远大于普通钢筋与混凝土间的滑移量。

橡胶混凝土与变形钢筋黏结性能试验研究

共设计制作9组试件,对钢筋内贴应变片的试件进行拉拔试验,系统研究了橡胶体积取代率、钢筋直径、锚固长度对变形钢筋与橡胶混凝土黏结性能的影响。观察了试件破坏形态并通过计算得出试件极限黏结应力和滑移量,得到了不同因素下黏结应力、相对滑移分布规律以及不同锚固位置处的黏结应力-滑移曲线。建立了考虑橡胶体积取代率下变形钢筋与橡胶混凝土黏结应力-滑移本构关系模型;通过对相同滑移值下不同位置(距自由端距离)处黏结应力的量纲一化处理,得到了不同橡胶体积取代率下的变形钢筋与橡胶混凝土的黏结位置函数。结果表明:橡胶体积取代率增加,极限黏结应力减小,对应加载端滑移量先增加后减少;钢筋直径、锚固长度增大均会导致极限黏结应力减小,对应加载端滑移量减少;对比各位置处黏结应力-滑移曲线发现,橡胶体积取代率增加、钢筋直径及锚固长度增大均会加剧黏结应力的不均匀分布;相对滑移量会随着橡胶体积取代率增加而增加,随着钢筋直径、锚固长度的增大而减少。

高温后植筋黏结滑移力学性能试验

对在不同受热温度和不同加载制度下混凝土构件中2种锚固长度植筋的黏结滑移力学性能进行了试验.植筋的锚固长度分别为7倍和15倍植筋直径,受热温度分别为50℃,80℃,150℃和200℃.加载制度考虑单向拉拔和反复加载.分析了加载制度、锚固长度和加热温度对植筋试件的极限黏结应力和极限滑移的影响.结果表明,不同条件对植筋试件的黏结滑移力学性能有显著影响.根据试验结果给出了高温后植筋试件黏结应力的计算方法.

内嵌CFRP筋与木材的粘结锚固性能试验研究

为研究内嵌CFRP筋与木材的粘结性能,本文共制作了8个试件,试验参数包括木材种类(旧花旗松和新花旗松)和粘结长度(80 mm、120 mm和160 mm)。试验获取了木材与CFRP筋粘结破坏的两种典型模式:CFRP筋与胶层粘结失效破坏、沿粘结面的周边木材失效破坏。胶层与CFRP筋的粘结滑移过程可分为微滑移段、滑移段、下降段和残余段。在试验基础上对改进BPE模型粘结滑移曲线进行了拟合,拟合曲线与试验曲线吻合较好,说明改进的BPE模型能较好地描述木槽中胶层与CFRP筋的局部粘结滑移曲线,具体的参数取值还需后续试验进行补充深化研究。

齿轮-六杆滑块机构的Simulink仿真

提出了一种改变两连架杆初始角度差调节滑块行程的齿轮-六杆滑块机构,其具有齿轮连杆机构的优点.对其速度运动学方程进行分析,并在此基础上利用MATLAB/Simulink软件包对该机构进行运动学仿真,通过仿真可得到滑块和连杆的运动规律,为机构的设计、制造和应用提供了依据.同时验证了改变两连架杆初始角度差来调节滑块行程的目的.并解释了滑块行程调节的方法.

无黏结预应力RC桥墩抗震性能的数值分析

配置竖向无黏结预应力筋,利用其弹性恢复力减小钢筋混凝土桥墩在大震下的残余位移和裂缝宽度,是实现桥墩地震损伤控制的有效手段。本文在完成的拟静力试验基础上,基于OpenSees分析平台建立了无黏结预应力钢筋混凝土桥墩抗震数值分析模型,采用非线性纤维梁柱单元模拟桥墩的弯曲变形,采用修正的压力场理论计算试件剪切变形并通过剪切弹簧模拟,通过零长度转动弹簧模拟纵筋拔出变形,三者共同考虑试件在地震下的弯-剪-轴力耦合作用。将模拟得到的试件滞回曲线、残余位移、预应力筋应力等与试验结果进行了对比,同时将模拟得到的墩顶弯曲变形、纵筋拔出变形和剪切变形进行了分离。结果表明:模拟得到的试件滞回曲线、残余位移、预应力筋应力等与试验结果吻合良好,该模型可对竖向配置无黏结预应力筋钢筋混凝土桥墩的抗震性能进行准确的模拟分析。纵筋拔出变形可占墩顶总变形的30%~50%,在数值模型中不可忽略。

再生混凝土与锈蚀钢筋间的粘结性能试验研究

为了探究再生混凝土结构的耐久性能,对5组不同钢筋锈蚀率（0~9%）的再生混凝土梁式试件进行加载试验。分析不同钢筋锈蚀率对再生混凝土梁式试件的钢筋应变、局部粘结应力、粘结滑移和极限粘结应力的影响。结果表明：钢筋锈蚀率大于3%时试件底部开始有细微锈胀裂缝出现;锈蚀率越大,荷载作用下钢筋应变沿锚固位置的变化曲线越平缓;局部粘结应力沿锚固段呈现出双峰分布,峰值主要集中在加载端和自由端附近;加载端附近位置滑移现象最先发生,远离加载端滑移现象延后;随着钢筋锈蚀率的增大,极限粘结强度先增加后降低,极限荷载下的滑移值增大。

FRP筋与混凝土粘结滑移数值模拟

目的对FRP筋与混凝土粘结滑移性能进行数值模拟.方法利用ANSYS非线性有限元程序,对混凝土、FRP筋以及两者之间的粘结滑移作用分别采用不同的单元类型,考虑各材料及其之间的本构关系,对FRP筋混凝土拉拔试件建立分离式的有限元模型,并对其进行计算分析,进一步将计算结果与试验结果进行对比分析.结果对比研究表明,拉拔试件的荷载-加载端、自由端滑移曲线与试验曲线相比,两者吻合较好,且荷载-加载端滑移曲线与试验曲线的吻合程度比自由端要好.另外,模拟得到的试件极限荷载、粘结应力峰值与试验结果均吻合较好,而其相对应的滑移计算值与试验结果相比略大.结论ANSYS非线性有限元程序能够有效地模拟FRP筋和混凝土之间的粘结滑移作用,可以得到较为准确的极限状态值,也能较为准确地模拟粘结滑移的真实受力过程.