热拌沥青混合料四点弯曲梁疲劳试验结果的不一致性及修正

设计了室内试验,对相同频率、相同应变、相同温度条件下的HMA试件在ASTM D7460和AASHTO T321两种规范下的四点弯曲梁疲劳试验结果进行了对比,发现存在较大的不一致性;从HMA的粘弹特性以及两种规范下的输入应变和输入荷载在试验中的实际响应出发,分析了实验结果出现不一致性的原因,即输入应变和实际应变的不一致导致了试验结果的不一致;提出了一种简便而有效的修正方法并进行了验证。研究结果有助于缩小在ASTM D7460和AASHTO T321两种规范下,同种HMA、相同试验条件得出的疲劳结果的不一致性,为路面设计、施工提供更加客观、准确的数据支撑。

PVA纤维混凝土弯曲梁的加载断裂损伤测试分析

采用不同切口深度的PVA纤维混凝土梁进行四点弯曲实验,结合双K断裂准则,计算不同开口深度梁起裂强度因子和失稳强度因子,通过准脆性计算公式计算得到PVA纤维混凝断裂过程区裂缝开口位移和黏聚应力。

四点弯曲压电梁导电裂纹尖端附近的横观各向同性损伤

根据电焓密度函数建立了压电材料静态损伤本构模型,详细讨论了横观各向同性力电损伤的一些特征,最后通过对四点弯曲PZT＿PIC151梁跨中导电裂纹附近横观各向同性损伤的数值分析,研究了裂纹深度和外加力、电载荷对损伤分布的影响规律· 结果表明:裂纹深度和力载荷对力电损伤都有非常明显相似的影响,随着裂纹深度和力载荷的增大,裂纹尖端的力电损伤明显增大,范围也相应扩大;电载荷对力损伤完全不同于对电损伤的影响,电载荷单调地改变裂纹尖端力损伤的大小,不改变力损伤的区域尺寸。

基于塑性损伤模型的四点弯曲钢筋混凝土梁极限承载力判据研究

通过对四点弯曲梁进行多种工况下的加载,然后对各种工况下的混凝土单元第一主应力变化量进行统计分析,研究发现:混凝土单元第一主应力正变化量频率随着荷载的增大先增大后减小,负变化量频率随着荷载的增大先减小后增大;当梁构件达到极限承载力状态时,正负变化量频率各约为50%。此统计规律可以作为判断梁构件是否达到极限承载力状态的一个判据。

超高韧性水泥基复合材料增强普通混凝土复合梁弯曲性能试验研究

混凝土结构在施工和使用过程中容易产生各种裂缝,加速自身材料劣化,导致整体结构的耐久性和安全性降低,因此对结构进行加固和补强是十分必要的措施。超高韧性水泥基复合材料UHTCC具有裂缝细密、韧性显著和耐久性优良等特点,若合理应用在混凝土结构中,将会延长原有结构的使用寿命并提高其性能。本文对UHTCC和普通混凝土的粘结效果及影响因素进行了研究,采用UHTCC\普通混凝土复合梁的形式,通过四点弯曲试验进行了初步探讨。文中分析了复合梁的受力过程,研究了不同厚度的UHTCC层对整个复合梁结构抗弯性能的影响,证实了随着UHTCC层厚度的增加,整个结构的弯曲性能和承载能力都得到明显的改善;UHTCC层还起到抑制和分散上层裂缝的作用。

基于等效纯弯曲梁的混凝土双K断裂参数研究

因四点弯曲梁跨中裂缝截面附近处于纯弯段,故其从理论上更符合Ι型断裂模式。基于此,该文通过开展跨中带缝的四点弯曲梁试验,将荷载作用下的四点弯曲梁纯弯曲段等效为纯弯曲梁,基于线性叠加原理给出了计算混凝土四点弯曲梁双K断裂参数的计算公式,并研究了不同初始缝高比(0.2、0.3、0.4、0.5及0.6)对四点弯曲梁双K断裂参数的影响,结果表明:随着初始缝高比的增大,试件起裂荷载Pini,最大荷载Pmax及相对临界有效裂缝扩展长度(ac-a0)/H均逐渐减小;起裂断裂韧度ini IC K和失稳断裂韧度un IC K基本保持不变。可见,四点弯曲梁可以用于研究混凝土的双K断裂参数。

基于声发射参数的全轻混凝土梁损伤分析

轻骨料的多孔性、较低的弹性模量和较低的筒压强度,导致轻骨料混凝土存在多重损伤,损伤机理不同于普通混凝土。基于声发射参数分析的方法,对全轻页岩陶粒钢筋混凝土(Reinforced all-lightweight shale ceramisite concrete,简称为RALWSCC)梁的损伤规律开展了分析研究,从声发射参数角度解释了全轻混凝土的损伤机理。具体地,通过对RALWSCC梁进行四点弯曲声发射试验,分析了能量、振铃计数随声发射信号到达时间的变化规律;基于损伤力学和声发射速率过程理论,通过拟合得到试验梁的声发射活性函数,分析了在不同加载阶段速率参数m的变化规律,提出了基于参数m对RALWSCC梁进行损伤预警的方法。

TA15钛合金线性摩擦焊在飞机结构上的应用研究

针对TA15钛合金的线性摩擦焊开展了焊后热处理制度优化研究,在确定的热处理制度下测试了线性摩擦焊接头的力学性能,开展了具有典型结构特征的四点弯曲梁的静力/疲劳试验研究。研究结果表明:TA15钛合金线性摩擦焊接头的静强度、疲劳性能和断裂韧性等均较好,可以用于飞机结构件的焊接。

超高延性水泥基复合材料(UHDCC)的疲劳性能试验研究

UHDCC作为一种具有应变硬化和细密裂缝特性的的超高延性纤维混凝土,在长期承受疲劳作用的桥面连续构造上有良好的应用前景。通过6根UHDCC四点弯曲梁的疲劳试验,对UHDCC的疲劳性能进行了研究。试验结果表明:①在疲劳荷载作用下,UHDCC材料具有明显的多缝开裂和延性破坏特征,随着应力水平的上升,裂缝数目也明显增加。②在相同的疲劳应力下,UHDCC材料的疲劳寿命远大于普通混凝土;在200万次疲劳寿命要求下,UHDCC材料的疲劳强度是普通混凝土的3倍以上。

溶解性胶粉改性沥青混合料疲劳性能

应用四点弯曲疲劳试验机BFA(beam fatigue apparatus)对溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳性能进行研究,并在相同空隙率下对溶解性胶粉改性沥青密级配沥青混合料(AC13)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性沥青密级配沥青混合料(SBS-AC13)完成了考虑自愈合影响的疲劳性能比较,进一步完成溶解性胶粉改性沥青与SBS复合改性沥青混合料AC13的疲劳性能和高温性能研究.结果显示:归一化劲度次数积疲劳寿命比50%初始模量降低疲劳寿命更适合用于评价溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳寿命;总结溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳性能与应变、沥青用量和空隙率等三个因子的相关性,提出溶解性胶粉改性沥青混合料的疲劳方程;在4%的设计空隙率下,无论是否考虑自愈合的影响,SBS-AC13的疲劳寿命均高于溶解性胶粉改性沥青AC13,但溶解性胶粉改性沥青AC13的自愈合能力高于SBS-AC13;在4%的设计空隙率下,无论是否考虑自愈合的影响,溶解性胶粉复合SBS改性沥青AC13的疲劳寿命均达到SBS-AC13疲劳寿命的2倍,其自愈合能力高于SBSAC13,且高温性能亦远优于SBS-AC13.

应力控制模式下沥青混合料疲劳损伤力学性能研究

为提高沥青混合料在不同交通环境条件下的疲劳性能,本文以SMA-13,Sup-20和Sup-25等3种不同级配沥青混合料为试验对象,分别添加不同种类的沥青和纤维,制备成7种不同类型沥青混合料车辙模板,采用四点弯曲疲劳试验方法,对不同类型的沥青混合料进行疲劳损伤力学性能研究.结果表明,玄武岩纤维的掺入对沥青混合料在疲劳损伤时耗散角的影响较小.在3个应力水平循环荷载作用下弯拉劲度模量的变化都可分成3个阶段.另外,在单对数坐标下沥青混合料的疲劳寿命与应力水平存在较好的线性关系.

基于BP神经网络的沥青混合料疲劳性能预测模型

以MATLAB为平台,搭建了一种单隐层结构的BP神经网络沥青混合料疲劳寿命预测模型。模型以沥青含量、空隙率和应变水平3个指标作为输入项,疲劳寿命作为输出项。进行了不同试验条件下的四点弯曲疲劳试验,将试验数据归一化处理后得到27组数据用于训练。训练后的神经网络疲劳寿命预测模型拟合优度R2可达到0.91。采用同一组数据对传统的疲劳方程模型进行拟合,并对比两者的预测效果,各项统计指标均显示神经网络模型预测结果明显优于疲劳方程模型,且神经网络还具有疲劳方程所不具备的指标权重分析的功能。

玄武岩纤维对高速公路沥青混凝土抗疲劳性能改善的研究

为探讨玄武岩纤维对于增强高速公路沥青混凝土抗疲劳性能的适用性,采用四点弯曲小梁试验机分别在300×10-6,400×10-6,500×10-6,600×10-64种应变水平下进行实验,比较分析了不添加玄武岩纤维、添加(质量分数)0.05%、0.3%正常玄武纤维,以及添加0.3%废渣玄武岩纤维4种沥青混合料的疲劳性能。研究表明,玄武岩纤维能显著改善高速公路沥青混凝土的抗疲劳性能,而且添加0.3%玄武纤维的沥青混合料的疲劳寿命要好于0.05%,但是即便是很少量的玄武纤维(0.05%掺量)在改善沥青混合料疲劳性能方面仍然有很大的优势。而对于废渣纤维而言,在低应变下(300×10^(-6),400×10^(-6))对于沥青混合料的疲劳性能改善明显,若能剔除其中的球状颗粒,也可以一定程度改善沥青混合料的抗疲劳性能。