Expansive Performance of Self-stressing and Self-compacting Concrete Confined with Steel Tube

Combining with the technology of self-compacting concrete, self-stressing concrete and concrete-filled steel tube, we can get self-compacting and self-stressing concrete-filled steel tube. In order to study the expansive mechanism of self-stressing concrete, the continuous observation of 47 days on six specimens was carried on. The specimens have different steel area to concrete area ratio. The expansive process in hoop and axial direction were studied, and the expansive mechanism was discussed too. The experimental results identify that the creep and elastic deformation take a large proportion in effective free expansion. The calculating formulas of self-stress in hoop and axial directions were presented here.

十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙轴压性能研究

为研究十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压受力性能,通过模型试验研究和ABAQUS数值模拟相结合的方法,对不同腔体数十字形钢管束自密实混凝土短肢剪力墙的轴压性能进行分析。首先,根据轴压试验结果对剪力墙的破坏形态和轴向荷载-应变曲线等轴压受力性能进行分析,提出轴压承载力计算公式。其次,建立剪力墙轴压有限元计算模型,将试验结果和模型计算结果进行对比以验证有限元模型的准确性。最后,根据有限元参数化分析结果验证并修正剪力墙轴压承载力计算公式。研究发现,剪力墙的轴向荷载-应变曲线在不同腔体数下具有相似的特征,表明其变形能力良好。在破坏过程中,钢管束对核心混凝土的约束作用显著,提高了试件的延性和承载能力,其中钢管束的破坏主要表现为多波鼓曲和焊缝开裂,尤其是在钢管束中部的1/4区域。此外,随着腔体数增加,剪力墙极限承载力提升,但其延性系数有所下降。本研究提出的简化公式与有限元分析结果的误差控制在10%以内,该公式可为工程设计应用提供理论借鉴。

多通道平行流扁管-紧凑式翅片相变蓄热器蓄/放热性能

工业余热浪费严重、利用率较低且实际应用过程中受到时间和空间的限制,需要高效蓄热技术和装置来解决此类问题。提出一种将多通道平行流扁管与紧凑式翅片相结合的新型相变蓄热器,以水为载热流体,月桂酸为相变材料。实验研究了载热流体注入方式、流量、入口温度对蓄热器蓄/放热性能的影响,并分析小温差下蓄热器的传热特性。结果显示,该蓄热器相变材料填充率为82.5%,紧凑式翅片的采用极大强化了相变材料侧换热过程,蓄/放热性能优良。当载热流体入口温度分别为45℃和41℃时,相变材料约在270 min和75 min完成相变,最小蓄/放热温差可达2℃,最小温差时的平均蓄热比功率为25.18 W/kg,平均取热比功率为20.23 W/kg。

套筒强夯长短桩复合地基承载特性研究

【目的】随着大型海洋工程项目不断发展,对水下软土地基处理提出了新的挑战,水下挤密砂桩和水下水泥搅拌桩复合地基等传统方法具有定位难、制桩难、桩体质量差等问题,始终制约着其在海洋工程中的应用和发展。【方法】借鉴陆上孔内深层强夯施工方法,因地制宜地提出水下套筒强夯复合地基成桩技术,该技术使用套筒阻隔海水进入桩孔,具有定位准、加固深和强度高等优点,通过模型试验的方法对该技术进行研究。【结果】结果表明,在强夯碎石桩与传统碎石桩相结合的工况下,地基极限承载力提高50%以上,等长度群桩复合地基极限承载力比长短桩复合地基提升18%;在全部采用强夯碎石桩的工况下,地基极限承载力提高170%以上,等长度群桩复合地基极限承载力比长短桩复合地基提升3.7%。【结论】全部采用强夯碎石桩的复合地基比强夯碎石桩与传统碎石桩组合而成的复合地基承载力提高更多,在提高承载力方面,采用套筒强夯长短桩复合地基更加经济有效。

膨胀剂和高吸水性树脂对钢壳沉管自密实混凝土体积变形性能的影响

通过对深中通道钢壳沉管自密实混凝土配合比进行优化设计,探讨了膨胀剂、高吸水性树脂对自密实混凝土工作性能和抗压强度的影响,并重点研究膨胀剂、高吸水性树脂对自密实混凝土的早期收缩和长期收缩变形的影响。研究结果表明:掺加适量的膨胀剂、高吸水性树脂均可提升自密实混凝土的工作性能,掺量过大时对混凝土工作性能不利,且抗压强度也随之降低;与掺加膨胀剂相比,掺加高吸水性树脂可更有效改善自密实混凝土的体积稳定性。

方钢管螺旋筋约束自密实高强混凝土柱抗震性能试验研究

为研究方钢管螺旋筋约束自密实高强混凝土柱的抗震性能,以轴压比、剪跨比、有无配制螺旋筋以及螺旋筋间距作为设计参数,进行了7个试件的低周反复加载试验,获取了各试件的滞回曲线以及应变分布。试验结果表明:试件破坏特征主要为方钢管柱脚区域出现明显鼓曲形成塑性铰区域;随轴压比的提高,试件抗剪承载力、环线刚度和耗能能力均有提升,剪跨比对试件抗震性能的影响规律不明显。配制螺旋筋对峰值承载力和刚度的影响较小,而对试件延性及耗能的提升明显,与无配筋试件相比试件延性平均提升了15.4%,耗能平均提升了114.9%。螺旋筋间距越密对试件抗震性能提升效果更优;适当增大轴压比,控制剪跨比在5以内以及增设螺旋筋对提升其承载能力和变形能力有积极作用。

Performance assessment of an inline horizontal swirl tube cyclone for gas-liquid separation at high pressure

The application of swirl tube cyclone for gas-liquid separation is attractive due to its small size and weight. However, very scarce information on the performance of the swirl tube cyclone especially at high operating pressure emulating actual field condition was published in journals. Performance assessment was usually done at a low operating pressure using either air-water, air-fine particle mixtures or dense gas such as SF6 . This paper fills the existing gaps and reports the initial findings on the performance assessment of a horizontal swirl tube cyclone for gas-liquid separation operating at a flow rate of 5 MMSCFD at 40-60 bar operating pressure.

高强自密实微膨胀钢管混凝土制备及工程应用

根据简阳沱江特大桥结构特点与主管、缀板管内混凝土灌注工艺及其性能要求,提出了高强自密实微膨胀钢管混凝土配合比设计技术路线。采用商混站原材料,系统研究了胶凝用量、水灰比、砂率、粗骨料级配、膨胀剂掺量等各因素对高强自密实微膨胀钢管混凝土力学性能、工作性能及体积稳定性的影响规律,成功制备出既可泵送又能人工灌注的大流态、补偿收缩和高保坍C50高强自密实微膨胀钢管混凝土。研究结果表明:适宜的胶材体系与水胶比能提升混凝土强度;合理砂率与粗细骨料级配组成可以有效降低混凝土的孔隙率,改善混凝土性能;膨胀剂掺量和砂率都会影响混凝土体积稳定性,微膨胀混凝土宏观体积先膨胀后收缩,最后可稳定于微膨胀状态。采用胶凝材料用量551 kg/m^(3)、0.31水胶比、合理砂率(43%)和粗细骨料级配(组成比例8∶2),试验成功制备出U型箱高度355 mm、V型漏斗时间23 s,3 h坍落/扩展度损失<50 mm,28 d抗压强度为105.1 MPa,28 d膨胀率稳定于112×10-6的高强自密实微膨胀钢管混凝土。研究成果应用于四川简阳沱江特大桥钢管混凝土主拱肋主管与缀板管内混凝土灌注施工,密实度高,工程效果良好。

紧凑型热管真空管集热器集热特性分析

为充分利用闲置建筑屋顶,为建筑和工业过程提供中温热能,设计了一种紧凑型热管真空管集热器(HPETC)。以南京地区为例,通过构建集热器传热热阻理论模型,并使用方差分析法,分析其集热特性。结果表明:集热器在523.15 K工作状态下具有24.56%的热效率;4种因素对热效率的影响程度从小到大分别为直射辐射、选择性吸收涂层(SAC)发射率、真空管内压力、进口温度;当真空管内压力小于0.01 Pa时,降低SAC发射率对热效率提升具有显著作用。

特殊地质条件下岩土工程勘察与地基施工处理技术研究

本文简述了特殊地质地貌区工程地质特性和一些常用勘察施工技术,重点研究了孔内深层强夯处理技术、沉管挤密桩处理技术在大厚度回填黄土区特殊地质情况中的应用,对比分析这两种技术处理后的桩身土压实系数、桩间土挤密系数、复合地基承载力等数据,确定沉管挤密桩处理技术是大厚度回填黄土地质较为合适的地基施工技术。以期为特殊地质条件下的勘察与地基施工提供设计和处理参考。

自密实轻骨料钢管混凝土柱力学性能有限元分析

为深入研究自密实轻骨料钢管混凝土柱的力学性能,探讨偏心距、套箍系数、长细比等参数对自密实轻骨料钢管混凝土柱力学性能的影响规律,应用ABAQUS有限元软件对已完成的自密实轻骨料钢管混凝土柱轴压试验进行非线性分析,验证模型的有效性,建立了不同参数下的构件模型。结果表明分析结果与试验结果吻合良好:构件的承载力随着偏心距的增大而大幅度下降;长细比对构件的承载力影响相对于套箍系数略大;加载初期,钢管对混凝土的约束作用不明显,达到峰值荷载后,构件在1/2高度处的环向应力迅速增加,钢管对混凝土有显著的约束作用;构件的破坏类型均属于失稳破坏。

钢管柱混凝土浇筑施工质量管理

结合工程实际,对钢管混凝土浇筑施工管理的要点进行了总结。在对结构特点及施工难点进行分析的基础上,介绍了钢管柱混凝土施工方法及其浇筑节点做法。基于现场实际情况对钢管混凝土柱混凝土灌实密度的施工方案进行了优化,有针对性的技术措施和对策对于控制自密实混凝土的质量问题起到了很大作用。

圆形有压隧洞钢管混凝土衬砌施工技术

针对隧洞开挖断面小、衬砌厚度薄、流速大等施工难点,采用钢管加自密实混凝土衬砌结构形式。笔者结合工程实例,介绍小断面隧洞衬砌施工中钢管安装、回填灌浆、自密实混凝土浇筑等施工工艺方法和控制措施,可为类似隧洞衬砌施工提供参考。

带肋中空夹层钢管自密实混凝土轴压性能研究

设计5类带肋中空夹层钢管自密实混凝土结构以满足此类钢-混凝土组合结构运用于类似风电塔架等高耸结构的要求。对设计的5类结构试件进行轴压试验,研究了试件在试验过程中的变形情况、破坏形式、荷载与应变关系和肋板布置方式对试件承载力的影响;验证有限元计算模型有效性之后,对试件在全过程受荷中的刚度变化,延性特性和内、外钢管的工作机理进行研究分析。最后提出综合性能评价标准衡量5类试件在非线性工作阶段的受力性能。通过这一系列的研究表明,在钢管中焊接与试件相同高度的通长肋板对试件包括承载力在内的各方面受力性能有显著的提高,而在钢管中焊接分层肋板对试件除了延性性能之外的各方面受力性能都有不同程度的降低。

钢管自应力自密实混凝土柱偏心受压试验研究

为分析初始自应力对钢管混凝土压弯力学性能的影响,对15根钢管自应力自密实混凝土柱和3根普通钢管自密实混凝土柱进行了偏心受压试验研究.结果表明:与普通钢管自密实混凝土相比,钢管自应力自密实混凝土具有较长的弹性工作段,其随偏心率和长细比的增加而略有下降;初始自应力的存在使核心混凝土在未加载前就处于三向应力状态下,从而显著提高了其密实度,最终使结构获得较高的偏心受压极限承载力;初始自应力对结构的破坏形态几乎没有影响.

C60机制砂自密实钢管混凝土的配制

以小河特大桥为工程依托,研究了利用机制砂配制C60自密实钢管混凝土的配合比基本参数优化。通过聚羧酸盐减水剂与适量矿粉、膨胀剂三掺技术,采用高石粉含量(7%)的机制砂,利用机制砂中石粉的增黏、润滑、填充等效应,在较低的胶凝材料用量(535 kg/m3)情况下,配制出了初始坍落度大于230cm、坍落扩展度大于650mm,T50小于15s、28d抗压强度超过75MPa的自密实微膨胀混凝土。

钢管自密实自应力混凝土短柱轴压力学性能试验研究

结合自密实混凝土和自应力混凝土的特点，配制出有自密实性的自应力混凝土．将其应用于钢管混凝土内，不仅可以解决钢管混凝土浇注不密实，混凝土干缩、徐变等问题，而且还可以解决自应力混凝土约束不足的问题,试验通过6个钢管自应力自密实混凝土短柱试件研究了钢管约束下自应力混凝土的膨胀性能．分析结果表明，徐变变形和弹性变形占有效自由膨胀变形的2／3左右，这部分变形在计算中不容忽视．膨胀稳定后，初始自应力值能达到3～6MPa,通过18个试件研究了短柱轴压力学性能，试验结果表明：在初始应力的影响下，钢管自应力混凝土的弹性工作阶段比普通钢管混凝土大10％左右，承载力也有5％～20％的提高．

外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱轴压性能试验研究

对9根外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱和未加固钢筋混凝土中长圆柱进行轴心受压试验研究,研究长径比、钢管壁厚和后浇自密实混凝土强度对复合加固中长圆柱受力性能的影响。研究结果表明:未加固中长圆柱破坏形态属于局部强度破坏而复合加固中长圆柱的破坏属于弹塑性失稳破坏。长径比越小,复合加固柱承载力提高越大;随着后浇自密实混凝土强度的提高,复合加固柱极限承载力略有提高,但延性逐渐降低;钢管壁厚的增加能够显著提高复合加固柱的极限承载力和延性。在试验研究的基础上,提出外套钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土中长圆柱的承载力简化计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

矩形钢管自密实混凝土的钢管-混凝土界面粘结性能研究

钢管混凝土构件在受力过程中,钢管及核心混凝土间的粘结性能一直是设计和研究人员关注的热点问题之一。合理确定钢管与核心混凝土间的粘结强度,是进行钢管混凝土梁柱节点设计的重要前提。通过对矩形钢管自密实混凝土构件界面粘结性能进行的试验研究,对钢管自密实混凝土与钢管普通混凝土进行比较。结果表明,自密实混凝土可以提高钢管与混凝土间的界面粘结强度。最后,提出粘结强度的简化计算公式和粘结应力-相对滑移关系的简化模型。

混凝土芯砂石桩振动沉管成桩效应及其累积特性研究

混凝土芯砂石桩是由高强度预制混凝土芯桩和透水的砂石外壳组合而成,常采用振动沉管施工工艺进行软土地基加固。针对混凝土芯砂石桩新颖的桩型特点,对软黏土地基中振动沉管工艺引起的成桩效应及其特性进行了现场测试分析和理论计算研究。通过对远距离四桩施工全过程、全场地持续施工过程进行孔压、周边土体深层水平位移和混凝土芯桩桩身应力的实时跟踪监测,得到各监测量的变化规律和特点,揭示了振动沉管持续施工对各监测量消长变化的累积特性,指出振动沉管施工过程综合了静、动荷载对地基土的共同作用,体现荷载传递引起的能量在时间和空间上持续累积的特点。运用圆孔扩张理论对混凝土芯砂石桩沉管挤土的超静孔压和径向位移进行计算,探讨了理论解答与实际情况的适应性。