剪跨比对CFRP加固RC剪力墙抗剪承载力及加固效率影响分析

为探究剪跨比对外贴碳纤维增强聚合物(CFRP)布加固钢筋混凝土(RC)剪力墙抗剪性能及破坏机制的影响规律,建立了考虑Hashin损伤准则及Cohesive内聚力作用的三维数值模型。利用已有的试验数据验证了该文数值模拟方法的准确性,研究了剪跨比对不同加固方式下剪力墙的破坏模式、抗剪承载力和延性系数等力学性能的影响,并进一步分析了剪跨比及加固方式对CFRP抗剪贡献及加固效率的影响规律。结果表明:随着剪跨比的增大,CFRP加固RC剪力墙的抗剪承载力降低,CFRP的抗剪贡献与加固效率被大幅削弱;此外,在同一剪跨比下,相较于双面加固及全包裹加固方式,采取水平条带加固剪力墙将提高1.0倍~3.0倍的抗剪承载力加固效率,延性系数提高效率增大0.8倍~2.4倍。

微生物加固粉土的强度特性及加固机理研究

针对华北地区广泛分布的黄河冲积粉土级配差、强度低的问题,采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术对其进行加固。通过三轴试验研究加固粉土的强度特性,通过微观结构测试分析其微观机理;结合宏观现象和微观机理揭示强度加固机理。结果表明:MICP加固后粉土的强度得到了大幅提升;其黏聚力和内摩擦角均随加固轮数、胶结液浓度的增加而增大,且增长速率呈现出先快后慢的趋势;在胶结液浓度为0.5 mol/L、加固两轮时加固效率更高。就微观结构而言,土样中的孔隙随胶结液浓度和加固轮数的增大而逐渐减少;土样截面的平均非孔隙面积比随加固轮数、胶结液浓度的增加而增大;黏聚力、内摩擦角与平均非孔隙面积比之间均符合先快后慢的双线性增加关系。黏聚力与内摩擦角提升原因在于MICP加固生成的碳酸钙通过粘结粉土颗粒,填充堵塞颗粒间孔隙,使平均非孔隙面积比增大,进而提升土体强度。

小剪跨比RC柱及钢管增强RC柱多次冲击的响应行为

近年来钢筋混凝土(RC)墩柱遭受车船撞击的风险日益增加,且车船撞击一般发生在RC柱靠近地面或底部承台的位置,导致柱体出现小剪跨比条件下的脆性剪切破坏。而随着力学性能良好的钢管混凝土在工程中越来越广泛地应用,其在小剪跨比下的抗冲击性能也需要更加深入的研究。为进一步研究小剪跨比RC柱的剪切损伤机理以及钢管对RC柱抗剪性能的增强效果,使用大型刚性摆锤装置分别对1根RC柱、内置钢管增强RC柱和外置钢管增强RC柱进行了侧向冲击试验,考察了试件的损伤特征、冲击力和位移等试验结果。结果表明:RC柱在承受两次冲击后发生剪切破坏,而两个钢管增强RC柱在经历额外两次大能量冲击后仍保持较好的整体形态,即钢管可有效提升RC柱的抗冲击性能;在相同截面配钢率下,外置钢管增强RC柱相比内置钢管增强RC柱整体上具有更强的抗冲击性能,但内置钢管可更有效地降低核心混凝土的剪切损伤;由于外置钢管RC柱具有三者中最高的整体刚度和表面刚度,其对相邻构件承载力和刚度的要求也更高。

HFMRPC加固不同高宽比砌体窗间墙抗震性能试验研究

目前广大农村地区拥有大量不符合抗震要求的砌体结构房屋,因此,针对老旧砌体结构房屋进行加固是一门值得研究的课题。为了研究混杂纤维改良活性粉末混凝土(HFMRPC)加固不同高宽比砌体窗间墙的抗震性能,对1面作为对照组的未加固砌体墙和3面不同高宽比的面层加固砌体墙进行了低周往复荷载试验。对比分析了4面墙体的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线等抗震性能指标。试验结果表明:HFMRPC面层加固能够有效提高墙体的承载能力,峰值荷载提高约42%;HFMRPC面层对砌体窗间墙具有良好的约束作用,能够有效提升墙体的延性,延性系数提升约199%;HFMRPC面层加固后墙体耗能能力显著提升,累积耗能约提升98%;高宽比是影响墙体破坏模式的重要因素,随着高宽比的减小,砌体墙的承载能力提高,试件的破坏模式趋向于脆性破坏,相反随着高宽比的增大,砌体墙的耗能能力提高,试件趋向于延性破坏。根据试验结果进行了墙体抗剪、抗弯承载力计算分析,并提出了适用于HFMRPC面层加固的抗剪承载力计算公式,可为实际工程应用提供理论基础。

激光冲击强化钢的残余应力数学建模分析

为分析钢在激光冲击强化后的残余应力,以SAPH420结构钢为例,进行激光冲击强化处理。用有限元和无限元结合构建钢残余应力的有限元模型,计算残余应力。结果表明:激光冲击的光斑搭接率为75%时,压应力约为814 MPa,激光冲击时间为3 500 ns时,内能、塑性能及弹性能分别约为65、60、10 mJ,激光冲击强化后钢表面平均硬度为350HV0.2,屈服强度和抗拉强度分别超过587.3 MPa和594.4 MPa,疲劳性能提升,残余应力影响的最大深度为0.35 mm,有利于提升钢的使用寿命。

脑转移瘤全脑二野逆向调强、二野正向调强、二野常规放疗的疗效、剂量学及费用的对比研究

目的:比较三种二野全脑放疗技术在生存、剂量学、费用方面的差异。方法:通过回顾性分析2016年3月至2021年3月,宜春市人民医院收治的脑转移患者92例。按放疗技术不同分逆向调强、正向调强、常规放疗三组,比较三组一般临床特征、危及器官、放疗参数、费用以及OS和iPFS。结果:①调强的OS和iPFS均优于常规计划(P<0.05),而正向和逆向调强相近(P>0.05)。②逆向调强计划的CI、HI优于正向调强,而正向又优于常规计划(P<0.05);但常规计划在子野数、机器跳数、治疗时间方面少于正向,而正向又少于逆向调强计划(P<0.05)。调强计划的危及器官最高剂量均低于常规计划,而逆向又低于正向调强计划。③费用逆向调强多于正向,而正向又多于常规计划;但效费比常规计划最低(P<0.05),逆向和正向调强计划相近(P>0.05)。结论:正向调强计划具有设计相对简单易行、剂量分布较均匀、危及器官剂量低、生存期长、性价比较高等特点。故三种全脑二野放疗技术优选正向调强。

铁素体对蠕墨铸铁力学性能和导热性的影响

蠕墨铸铁制动盘要求其材料兼具良好的力学性能和导热性以获得高的耐热疲劳和耐磨损性能。本文通过改变蠕墨铸铁中Sn和Mo元素的含量,研究了铁素体含量及其固溶强化程度对抗拉强度、布氏硬度和导热系数的影响。实验结果表明,Sn元素显著改变了蠕墨铸铁中铁素体与珠光体的比例,并具有明显的固溶强化效果。Mo元素同样具有固溶强化效果,但对铁素体含量影响较小。铁素体含量及其固溶强化程度对蠕墨铸铁力学性能和导热性的影响是互为矛盾的关系,因此提高铁素体含量的同时,通过固溶强化可以调控蠕墨铸铁的力学性能和导热性能以实现二者的平衡。

CFRP补强水工压力隧洞内压分载比例参数敏感性分析

采用CFRP加固水工压力隧洞时,CFRP除了要承担变化的外部水土荷载,还要承担部分内水压力。为了明确“CFRP-胶层-衬砌混凝土”复合结构的内压分载规律,建立了“实体-弹簧-实体”三维有限元模型,并结合模型试验的实测结果验证了有限元模型的有效性。基于该模型,分析了胶层的弹性模量(E_(a))、胶层的厚度(t_(a))、CFRP的弹性模量(E_(c))和CFRP的厚度(t_(c))等参数变化时,衬砌混凝土和CFRP之间承担内水压力比例的变化规律。计算分析结果表明:t_(c)和E_(c)是影响衬砌混凝土承担内水压力比例的主要因素。对于粘贴1~3层的计算工况,当t_(c)由0.1 mm逐渐增加到2 mm的过程中,衬砌混凝土承担内水压力的比例分别减小了34.25%、47.776%、53.931%;当E_(c)由100 GPa增加到600 GPa的过程中,衬砌混凝土的承载比例分别减小了6.482%、11.945%、16.509%。极差分析结果也表明,衬砌混凝土承担内水压力的比例对上述4个参数的敏感性由高到低依次为t_(c)>E_(c)>E_(a)>t_(a)。因此,若要降低衬砌混凝土承担内水压力的比例并提高CFRP材料的利用率,提高所选用的CFRP的厚度与弹性模量是关键。

碳纤维布约束混凝土单轴受压时的应力-应变关系

通过32个混凝土圆形试块的轴压试验,研究了碳纤维布约束混凝土的受压性能。分别讨论了混凝土强度等级、碳纤维布加固率、截面尺寸对碳纤维约束混凝土性能的影响。建立了力学意义明确且精度满足应用要求的碳纤维约束混凝土单轴受压时的应力-应变关系。

粘贴碳纤维布加固混凝土圆柱的应力分析与研究

从弹性力学的空间轴对称问题出发,从理论上推导建立了碳纤维布加固混凝土圆柱的应力计算公式,提出了碳纤维布加固混凝土圆柱后的等效轴压比概念,并给出了理论计算公式,从量上分析了环向粘贴碳纤维布加固混凝土圆柱的加固效果。最后结合工程实例指出了研究环向粘贴碳纤维布的预应力加固施工工艺的必要性。

高水材料的基本特性及其在港口工程中的应用

对高水材料的水化机理、物理力学性能及其在港口工程注浆加固和抢修抢建中的作用进行了较详细和全面的分析研究。

碳纤维布约束混凝土方柱的轴心受压性能

通过16个混凝土方形试件的轴压试验,研究了碳纤维布约束混凝土方柱的受压性能。试验表明,碳纤维布约束混凝土方柱截面存在有效约束区和非有效约束区,当加固率较小时,碳纤维布约束混凝土方柱的荷载-变形关系曲线有下降段。对碳纤维布约束混凝土方柱的荷载-变形关系进行了数值模拟分析,和试验结果的比较表明,分析方法正确。最后根据287个试件的数值试验结果,提出了避免出现荷载-变形关系曲线下降段的碳纤维布约束混凝土方柱界限加固率表达式。

负载下CFRP布约束钢筋混凝土矩形柱轴心受压性能分析

通过5个高轴压比下碳纤维约束钢筋混凝土矩形柱和1个对比柱的轴心受压试验,并结合非线性全过程分析,对试验柱的轴心受压性能、CFRP布的约束机理和柱破坏模式等试验结果进行研究。结果表明:当轴压比较大且CFRP为强约束状态时,试验柱发生弯曲破坏并表现出较好的延性,破坏时碳纤维并未拉断。结合以往的研究成果,提出轴压比与碳纤维有效环向应变的关系式,负载下CFRP约束矩形柱混凝土的抗压强度和轴向应变模型以及负载下CFRP约束矩形柱的轴压承载力计算公式,其结果在一定条件下均与试验结果符合较好。

HFW高频焊接管线管屈强比的控制与探讨

介绍了管线钢的强化机理,分析了HFW管线管在不同拉伸试验方法下的试验结果,并对比纵向试样与横向试样的屈强比。分析认为:与胀环法拉伸试样相比,检测HFW管线管拉伸性能时采用板状拉伸试样,测得的屈服强度、屈强比数值相对较离散,这与加工板状拉伸试样时的硬化效应有关,但不会对材料的抗变形能力产生显著影响;随着HFW管线管强度的提高,其屈强比会小幅上升;管线管的纵向屈强比高于横向屈强比,其差值随管线管厚径比的增加而增大。

水基碳管纳米流体制备及其热物性实验研究

采用添加表面活性剂阿拉伯胶(GA)的方法制备碳管纳米流体,并对不同长径比以及经球磨、酸化处理的碳管纳米流体热物性进行了研究。通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察表明,所制备的碳管纳米流体具有很好的分散性和稳定性。碳管纳米流体热物性实验结果表明,碳管的比表面积和直线度是碳管长径比影响纳米流体热导率的主要因素。碳管经球磨处理时,随球磨时间延长,碳管长径比和直线度先后对纳米流体热导率提升起主导作用,碳管酸化处理后,改善了其分散性并降低了接触热阻,这是纳米流体热导率提高的主要因素。但随着碳管酸化时间的延长,碳管长径比起主导作用。碳管纳米流体的粘度主要受碳管分散性和直线度的影响。

预应力片材加固负载RC梁受弯承载力分析

分析有初始弯矩作用时,预张纤维片材粘贴加固混凝土梁中加固材料相对该处混凝土滞后应变或超前应变的计算方法和纤维片材中有效预应力的取值;对预应力FRP粘贴加固梁构成的复合截面,分析各种可能应变组合下的受弯极限状态,给出两大弯曲破坏类型(分别由片材拉断和混凝土压碎引发)的界限判别条件和极限承载力计算表达式.试验分析表明,极限承载力试验值与计算值比值的均值为0.99,变异系数为0.047.

纤维布加固高轴压混凝土柱抗震性能

设计了 3个高轴压混凝土柱试件 ,其中 1个为对比试件 ,2个为采用了不同包裹形式的纤维布加固试件 ;在低周反复荷载作用下 ,通过对试验现象和测试数据详细的描述与对比分析 ,研究了纤维布加固法对高轴压混凝土柱抗震性能的改善情况 ;利用通用有限元计算程序 ,对低周反复试验进行了全过程仿真模拟 .研究表明 ,适宜的纤维布加固方式 ,可以大幅度提高高轴压混凝土柱的抗震性能 ,同时利用考虑纤维布约束混凝土本构关系的有限元计算方法能够较为准确地模拟纤维布加固高轴压混凝土柱的非线性性能 .

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的正截面受弯承载力分析

对预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受力性能进行了分析,提出了极限弯矩、开裂弯矩、消压弯矩的计算公式,同时,为了保证加固梁破坏时的延性,结合碳纤维布的材料特性,给出了最大与最小配布率的计算公式。

H13钢表面激光熔覆层稀释率及强化效果研究

为了改善H13钢的表面性能,利用YLS-4000型光纤激光器在H13钢表面熔覆镍基涂层,采用正交试验法,对不同工艺下的熔覆层表面形貌、几何参量、稀释率、微观组织、显微硬度进行了检测分析。结果表明,激光功率最小而送粉速率最大时(P=1800W,v_f=1.0g/s)表面凹凸不平;激光功率和扫描速率最大时(P=2200W,v_s=25mm/s)表面出现裂纹;当稀释率η<10%时,熔覆区平均硬度(大于800HV)为基体硬度(246HV)的3倍以上,强化效果显著;当稀释率η>25%时,熔覆区下部受熔化基体的稀释作用硬度较低;稀释率随着激光功率与扫描速率的增加而增加,随着送粉速率的增加而降低。通过调整工艺参量可获得表面平整光滑、组织致密、强化效果显著的熔覆层。

某高层建筑混凝土结构施工质量分析与加固处理

针对某高层建筑混凝土结构施工质量事故情况作了定量分析。对已施工部分与未施工部分采用不同混凝土等级进行结构计算 ,所得结果真实地反映了该建筑的抗侧刚度、墙柱轴压比的变化。提出了处理该工程质量事故的思路和框架梁、柱、剪力墙的加固措施与方法 。