钢筋混凝土梁剪压破坏时剪压区混凝土的复合受力强度

根据７０根梁斜截面剪压破坏的试验资料，推算出梁剪压区的水平压应力σｘ和剪应力τｘｙ，并据此给出了剪压区混凝土压剪复合受力强度的计算公式。该式隐含了竖向压应力σｙ的影响，间接地考虑了斜截面上的骨科咬合力和受拉钢筋的销拴作用，且较为简单，可用于建立梁斜截面受剪承载力计算公式。

先张法PC空心板剪压区裂缝分析及计算

为得到先张法PC空心板剪压区裂缝的发展规律及斜裂缝宽度的计算方法,通过16mPC空心板在不同剪跨比下的抗剪试验,记录各剪跨比下结构剪压区裂缝的参数,与钢筋混凝土剪压区裂缝宽度对比分析,总结了先张法PC空心板剪压区裂缝的发展阶段以及裂缝宽度的变化规律。在剪力作用下剪压区裂缝随剪跨比的增加斜裂缝投影长度增大,斜裂缝倾角变小。以箍筋应力作为计算剪压区裂缝宽度的主要参数,通过试验数据的回归,得到在箍筋极限抗拉强度内先张法PC空心板剪压区裂缝的计算公式,并采用同批次板抗剪试验及天津大学13mPC空心板的试验数据进行验证,结果表明建立的计算公式正确。

剪压区和剪跨比对混凝土板受剪承载力的影响

为探究受拉纵筋屈服的情况下,混凝土板内支座控制截面的相对剪压区高度和板的剪跨比对其受剪承载力的影响,完成了4个混凝土板试件的受剪试验。试件由板、板端伸臂构件、板下柱以及底梁构成,试验借助板端伸臂构件在板端施加力偶,在预估斜裂缝起始位置的外侧施加竖向荷载,在竖向荷载和板端力偶共同作用下使板顶纵筋在斜裂缝与其相交处接近屈服,并最终使混凝土板发生无纵筋销栓作用的受剪破坏。试验结果显示:极限荷载下混凝土板弯剪控制截面的剪压区高度与板顶受拉纵筋配筋率呈正相关关系;压力和剪力共同作用于混凝土剪压区,该区域混凝土的抗剪强度受压应力相对大小的影响,压应力较大时抗剪强度低于纯剪时的抗剪强度,压应力较小时抗剪强度高于纯剪时的抗剪强度。基于试验结果,建立了考虑剪跨比和由纵向受拉钢筋引起相对剪压区高度影响的板内支座附近斜截面受剪承载力计算方法。

钢筋混凝土无腹筋对边简支构件剪压区混凝土的强度

本文以一组无腹筋对边简支构件为依据,参考其抗剪承载力的塑性解,分析了构件宽厚比的变化对其剪压区混凝土应力状态的影响,建立了此类构件剪压区混凝土的复合强度与单向轴心抗压强度的关系武,论证了混凝土标准试块的抗压强度与构件中类似应力状态区域的混凝土抗压强度之间的关系,进而提出了无腹筋对边简支构件从梁过渡到板的连续的抗剪承载力计算公式。

千米深井煤层水力压裂作用下裂隙应力场演化规律的数值模拟研究

为了掌握千米深井煤层水力压裂作用下煤体内部裂隙应力场演化规律,更科学地开展超千米矿井煤层水力压裂增透瓦斯综合治理工作,以平煤股份一矿超千米埋深的戊8-31240工作面为建模背景,采用RFPA-2D数值模拟软件,建立了煤体内部裂隙发育—应力场扰动数值模型,模拟得到了水力压裂作用下深部煤体内部裂隙应力场演化过程。研究结果表明,深部煤体内部在水力压裂作用下,首先由水流浸润煤体,微裂隙在压裂孔四周区域萌生,在孔左上、右上两侧区域形成“V”形主级宏观裂隙呈扇形继续扩展发育,然后在孔左下、右下两侧区域微裂隙贯通形成“Λ”形次级宏观裂隙,最后孔两侧主、次级宏观裂隙贯通,呈现“X”形裂隙扩展主导压裂,并产生更多微裂隙,使深部煤体受水力压裂的影响范围不断扩大;深部煤体水力压裂开始阶段,内部破坏向压裂孔四周随机发生,随着压裂压力升高,煤体破坏开始向压裂孔上下区域延伸,但远小于向压裂孔两侧破坏速度,煤体破坏更多集中在煤层上部,表明水力压裂将会对煤层顶板造成较大冲击;深部煤体受水力压裂作用,条带状剪应力、块状拉应力主要集中在裂隙的尖端附近区域,剪应力从13.5 MPa卸压到1.1 MPa,卸压降幅91%,而拉应力从11.0 MPa卸压到2.2 MPa,卸压降幅80.0%,其拉应力卸压效果要小于剪应力的卸压效果,随着压裂的裂隙向煤体深部延伸转移,最终在单个压裂孔前后25 m范围区域形成剪—拉双重作用卸压区,使地应力得到释放,大大提高了深部煤体的透气性。数值模拟研究可为千米矿井深部煤层水力压裂技术工艺参数优化实施提供一定参考。

一种无腹筋混凝土梁受剪承载力计算的新方法

为了提高无腹筋混凝土梁特别是大尺寸、低纵筋率的无腹筋梁的受剪承载力预测精度,提出了一种无腹筋混凝土梁受剪承载力计算的新方法.首先,假定剪力主要由无腹筋梁的混凝土受压区承担,并根据其破坏模式将混凝土受压区细分为剪压区和斜拉区2个部分;其次,通过分析剪压区和斜拉区的破坏机理,建立抗剪贡献的计算公式;然后,通过合理简化和理论推导,确定受压区高度、剪压区高度等主要参数的取值;最后,在考虑尺寸效应的基础上,建立无腹筋混凝土浅梁的受剪承载力解析公式,该公式具有明确的物理涵义,能够反映混凝土强度、纵筋率、剪跨比以及尺寸效应等主要因素的影响.试验结果表明,相比于现行主要规范公式,所提公式的预测精度和预测稳定性均有明显提高.

基于尺寸效应的无腹筋钢筋混凝土梁的剪切强度公式

取无腹筋钢筋混凝土梁的临界斜裂缝及其顶端横截面所截隔离体为研究对象,根据极限平衡法,建立平衡方程组。分析临界剪压区主应力与梁斜截面破坏形式的关系,并对临界剪压区进行应力分析,再应用Baant提出的尺度律,得到同时适用于斜拉破坏和剪压破坏的无腹筋钢筋混凝土梁的剪切强度公式,其中,临界剪压区高度是该公式的未知参数。通过对Baant试验数据库进行Levenberg-Marguardt非线性最小二乘曲线拟合,得到临界剪压区高度与各参数的幂指数关系。最后经与Collins试验数据库比较可知,相对于ACI 318-08和GB 50010-2010对应的剪切强度公式,所得的剪切强度公式能更好地与试验数据吻合,且和Baant的剪切强度公式计算结果接近。

无抗冲切钢筋的RC板柱节点受冲切承载力计算

为更精确地预测无抗冲切钢筋的钢筋混凝土(RC)板柱节点受冲切承载力,结合梁剪压破坏机理和修正压力场理论(MCFT),提出一种新的板柱受冲切承载力计算方法。首先,假定无抗冲切钢筋的RC板柱节点冲切荷载由上部剪压区混凝土提供的受剪承载力、斜拉区及受拉区中的骨料咬合力和钢筋的销栓作用共同承担;其次,分析剪压区和斜拉区及受拉区的不同受力状态,分别建立剪压区抗剪承载力计算式和斜拉区及受拉区抗剪承载力计算式;然后,通过统计分析和理论推导得到临界斜裂缝倾角、剪压区高度和受压区高度的计算公式;最后将两部分的抗冲切承载力贡献叠加,建立无抗冲切钢筋的RC板柱节点的受冲切承载力计算方法。使用该计算方法对文献中54个板柱节点试验结果进行验算,计算结果与试验值吻合较好,且变异系数较小。该计算方法可用于无抗冲切钢筋的RC板柱节点的冲切承载力的计算。

大采高综采工作面机道顶板稳定性分析及控制

以大采高综采工作面直接顶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型,建立直接顶变形破坏结构模型,从拉断区和压剪变形破坏区两个方面分析得出,在Ⅰ型直接顶中,直接顶厚度增大,老顶回转对直接顶的拉断破坏区域变小,拉断区和端面压剪破坏区不易勾通。在III型直接顶中,直接顶关键层断裂线在煤壁线前方时,拉断破坏范围大,端面顶板受直接顶关键层旋转时变形压力大,拉断区和端面压剪破坏区容易贯通,容易发生严重冒顶,减小直接顶关键层断裂步距l,同时,缩小端面距能有效控制其贯通。