基于VIC⁃3D技术的自复位梁柱节点抗震性能试验

为降低强震对传统钢筋混凝土框架结构梁柱节点的破坏水平,提升梁柱节点在震后的可修复性,设计了一种内置超弹性形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)筋的新型自复位梁柱节点。基于对不同配筋构造形式和SMA筋不同配筋率等因素的考虑,设计制作了4个1/5缩尺比例梁柱节点并进行了拟静力试验。通过非接触全场应变测量系统(video image correlate⁃3d,简称VIC⁃3D)对低周往复加载作用下各节点塑性铰区的整体位移和应变进行了实时测摄,获得了相应的竖向位移和主应变全过程云图。对起裂阶段、裂缝发展阶段和自复位阶段3个阶段进行研究,对比分析了各节点的破坏过程以及耗能能力、位移延性、刚度退化和自复位等性能。试验结果表明:内置超弹性SMA筋可有效提升节点的滞回耗能和自复位性能,延缓塑性核心区混凝土的开裂,改善开裂后的损坏程度,提升节点的经济可修复性;一定范围内,增大SMA筋配筋率可有效延缓节点的刚度退化速度,但对节点的极限承载力和自复位性能的提升影响不大。

关于早龄期混凝土收缩开裂机理的研究

通过试验研究了粉煤灰、钢纤维、页岩陶粒的掺入对混凝土早期力学性能与抗裂性能的影响,发现粉煤灰的掺入可以延缓混凝土的初裂时间;钢纤维的掺入可以很好抑制混凝土开裂后裂缝的扩展,但却不能有效延缓混凝土的初裂时间,掺量过多甚至会使混凝土的初裂时间提前。页岩陶粒替换碎石骨料后既能极大的延缓初裂时间,且对开裂后裂缝的扩展有很好的抑制作用。在混凝土抗拉试验中通过改进的八字模进行试验,测得混凝土24h内的抗拉强度,并使用非接触式三维全场应变测量系统测出混凝土早期极限拉应变;通过平板法早期抗裂试验收集了各组混凝土的初裂时间、裂缝尺寸数据;最后应用灰色关联度理论分析了混凝土早期的力学性能指标与抗裂性能指标之间的相关性大小,并对收缩开裂的机理进行了分析。

不同材料组合及配比下类岩石试件单轴压缩损伤破坏过程分析

井下大尺寸真实岩芯难以获取且数量有限,通常采用类比法在室内制作类岩石材料试件模拟实际煤岩,以此开展水压致裂试验。为精确研究类岩石材料试件的力学特性,以水泥、石英砂、石膏和煤粉为原材料浇筑不同组合及配比的类岩石材料试件,通过单轴压缩试验,探究水膏比、砂胶比以及煤粉对试件力学特性及破坏形态的影响。结果表明:水泥-石英砂-石膏试件的抗压强度随水膏比的增加而增大,随砂胶比的增加而减小;砂胶比对试件抗压强度的影响更为显著,砂胶比与水膏比分别为0.33,0.75,1和0.5,1,2时,试件抗压强度由23.19 MPa降至19.14MPa;同种类岩石材料试件随水膏比增加峰值破坏时间提前,试件内部损伤程度加剧,水膏比由0.5增大至2,声发射累计振铃计数增大约5.1倍,宏观上表现为裂缝增多;相对石英砂、石膏而言,煤粉会加剧试件裂隙发育程度进而弱化其力学性质,保证配比不变,用煤粉分别代替水泥-石英砂-石膏试件中的石英砂、石膏,试件在峰值破坏时的最大声发射振铃计数分别为替换前的1.5和2倍,表面由较规整的裂缝变为更加发育贯通的裂缝;试件破坏后裂缝在其表面两侧呈反拱形分布,为X状共轭斜面剪切破坏,最大主应变较大值位于试件裂缝处,试件表面产生裂缝情况与声发射监测数据描述现象基本吻合。