静动组合加载下钢-PE混杂纤维水泥基复合材料动态压缩性能试验研究

本文将钢纤维和聚乙烯(PE)纤维进行混杂,制备了钢-PE混杂纤维水泥基复合材料(S/PE-HFRECC, Steel-PE Hybrid Fiber Reinforced Engineered Cementitious Composites),控制纤维体积总掺量为2%,通过改变两种纤维配比制作了六类水泥基试件(S0E0、S0E2、S0.5E1.5、S1E1、S1.5E0.5和S2E0),并利用可施加预加静态荷载的直径为50 mm的分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB)装置开展了静动组合加载条件下S/PE-HFRECC的动态压缩试验,预加静荷载级别分别取试件静态抗压强度的0%、15%、30%和45%四个级别。试验结果表明:1) 预加静态荷载对水泥基复合材料的力学性能有着弱化和强化的双面性。2) S/PE-HFRECC的动态抗压强度、动态峰值应变和应力峰值前韧度随着预加静荷载级别的提高呈现先升高后降低的趋势。3) 相较于单一纤维的掺入,钢-PE混杂纤维在对强度、变形能力和韧度的改善方面有着更好的优越性。

基于静动载试验的钢板组合梁桥承载能力评定研究

随着我国交通运输行业的快速发展,对桥梁建设的需求也日益突出。为了提升桥梁的建造水平及速度,采用标准化、装配式的建造理念已经成为当前桥梁建设的一个趋势,通过工厂标准化预制和现场安装的建造模式,不仅能够提高桥梁的建设速度,同时有利于确保桥梁的施工质量。钢板组合梁桥作为新型桥梁结构之一,目前在我国桥梁建设领域得到广泛的推广和应用。这类桥梁结构通过混凝土桥面板将荷载传递给下部钢主梁,由钢梁承受荷载引起内力及变形。尽管对这类桥梁结构的受力模式及理论研究已经取得了许多研究成果,但对该类型桥梁结构实际运营状态的研究相对较少。因此,为了探究该类型桥梁结构在成桥状态下的受力性能,文章以G40高速公路越引江济淮工程某钢板组合梁桥为工程背景,开展钢板组合梁桥的荷载试验,探明此类型桥梁结构在试验荷载作用下的真实校验系数及冲击系数,为钢板组合梁桥的安全运营及承载能力评定提供重要参考。

动-静组合加载诱发岩爆时岩块弹射速度的计算

以单轴动-静组合加载实验为依据,能量平衡为原理,损伤力学为手段分析动-静组合载荷作用下岩石发生破坏时能量的转换,对岩爆能量组成以及单轴动静组合加载诱发的岩爆岩块弹射速度进行研究。研究结果表明,与只考虑静载荷作用产生的岩爆相比,按动-静组合载荷产生岩爆设计有岩爆倾向的深部地下工程岩体的支护更加符合实际。

厦深铁路榕江特大桥连续钢桁梁柔性拱组合桥成桥静、动载试验及结构性能研究

厦深铁路榕江特大桥(110+2×220+110)m连续钢桁梁柔性拱桥系同类结构中最大跨度结构,介绍理论分析和成桥桥静、动载试验方法,进而以构件应力、结构变位和刚度、结构的自振频率、振型、阻尼比、动力系数、振幅动态参数为主要对象,对结构的性能进行评价,研究结果表明:该结构符合规范和使用要求。结合试验结果中横向基频高于理论值和大吨位支座在活载作用下水平变位基本为0的现象,对正交异性整体钢桥面的有限元模型模拟精度、活动支座模型模拟等进行了深层次探讨,提出理论模型建立中避免弱化桥面板刚度和应重视支座实际变位情况的具体建议,对同类结构具有参考价值。

分级静动组合加载下裂隙煤岩破裂特性

为研究分级预静载与不同动载振幅水平组合加载下裂隙煤岩的力学特性和破坏演化特征,以不同倾角预制裂隙冲击倾向性煤岩为试验对象,利用岩石动静三轴力学试验系统,开展“分级预静载+动力扰动”组合加载试验,并辅以高速摄像机研究煤岩的裂纹扩展特征。结果表明:分级静动组合加载下,完整煤岩和部分含预制裂隙煤岩显现应力-应变强化现象,峰值强度有不同幅度的提高,表现出显著的应变率效应,但随着动载振幅水平增大,强化阶段提前显现,强化现象持续时间大幅缩短,加速煤岩的破坏过程;随着煤岩预制裂隙倾角增大,峰值应力整体先减小后增大,而变形能力与其峰值应力变化趋势呈负相关;裂隙煤岩裂缝扩展尺度随着预制裂隙倾角的增大呈先增大后减小,高水平动载振幅下,随着预制裂隙倾角增大,拉伸裂纹向剪切裂纹过渡,破坏模式发生转变。试验结果有助于深入理解深部煤岩体承受高地应力和增幅动力扰动作用下的力学特性及破裂演化特征,可为矿井开采动力灾害预报与控制提供理论参考。

一种新型大吨位单桩抗拔试验快速连接装置的研究与应用

针对传统大吨位灌注桩竖向抗拔静载试验存在耗材大、造价高、效率低、工作量大、安全风险大等问题,论文提出了一种新型大吨位基桩抗拔静载试验快速连接装置。该装置主要由抗拔拉杆、抗拔护筒等部分组成,试验前对装置的抗拔拉杆和抗拔护筒进行强度校核验算。通过在广州白云某工程项目大吨位抗拔静载试验的实际工程应用,试验表明该快速连接装置可大幅度降低大吨位抗拔静载试验的耗能耗材,适应性强,灵活性高,降低了基桩抗拔静载试验前准备工作的工作量,从而提高了检测、施工效率。

某大跨径组合梁斜拉桥承载能力试验研究

某长江公路大桥跨江主体设计为(78+228+638+228+78)m双塔双索面半漂浮体系PK箱组合梁斜拉桥,首次采用一种纵向多阶约束竖向弹性支承的斜拉桥结构体系,为评估桥梁结构的承载能力和工作状态,采用静动载实桥试验的方式判断桥梁结构的整体性能和舒适性。试验结果表明:结构体系总体受力特性与理论计算基本一致,各控制截面变形、应力实测值小于或接近计算值,结构动静力各项指标良好,满足设计及规范要求,验证了主桥两侧辅助墩顶弹性支座对结构工作性能的影响,为同类型桥梁结构的设计及建设提供参考。

基于荷载试验检测的钢-混凝土组合梁桥承载力分析与评定

在长期荷载和环境的作用下,桥梁结构存在材料性能退化、结构失稳、承载能力降低的安全风险。以某钢-混凝土组合梁桥为例采用多种检测试验方法对桥梁的外观、材质、恒载变异状况、桥梁动力特性、静力特性进行检测,重点阐述了载荷试验过程中采用的相关方法及注意事项,测试获得的桥梁基频、主截面应力、应表和残余变形的测试结果真实反映出桥梁结构特性,为桥梁实际工作性能客观评价提供了有力支撑,为同类工程的实施提供了有益参考。

基桩现场静动载试验技术研究

原位试验是获取桩基设计参数、了解桩基力学行为最客观、最可靠的方法。但在桩的现场试验中 ,钻孔灌注桩和预制桩桩周侧向土压力盒以及预制桩钢筋计的埋设一直是现场试验中的难题 ,至今没有很好解决。笔者所在课题组结合多起科研实践工作 ,研究了预制桩桩身应变计和侧向土压力盒设置方法和工艺 ,提出了一种简单可靠的钻孔灌注桩侧向土压力盒安装器。同时 ,基于现有试验设备 ,研制了桩顶静载和动载组合加载装置 ,为基桩在静载作用下进行大吨位动载试验解决了一个关键性试验技术难题。使用说明 ,上述试验技术和装置 ,可靠性高、效果好。本文比较详细的介绍这些试验技术成果 ,期与大家交流和共同探索 。

一种单桩竖向抗拔静载试验荷载装置的应用

自从2019年广州实行检测数据实时上传这个规定以来,单桩竖向抗拔静载由于其试验设备设计安装不当和提供反力地基土承载力特征值偏低等原因,试验失败的概率较大,进而影响到项目施工进度和公司的劳务成本,本篇主要介绍了一种800t级别的单桩竖向抗拔静载设备的应用,分别从试验装置的注意事项、可行性、安全性、经济型等多种角度进行展开分析研究,为后续单桩竖向抗拔静载试验设备的选用做一个参考。

基于静动载试验的钢-UHPC组合桥面应用研究

为评估钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面体系(通过剪力钉将配筋UHPC薄层与正交异性钢桥面板组合而成的新型桥面结构)的实桥应用效果,以太原摄乐大桥为背景,分别建立80 mm厚SMA铺装层、60 mm厚UHPC+80 mm厚SMA铺装层2种铺装方案有限元模型进行静力性能分析,并对桥面行车道开展静、动载试验研究。结果表明:设置UHPC铺装层能显著提高结构刚度,大幅降低正交异性钢桥面板各构造细节应力;实桥静载测试数据与计算值吻合度较高;当车辆以60 km/h设计速度行驶时,钢-UHPC组合桥面无明显动力冲击效应;钢-UHPC组合桥面体系在实桥上应用效果良好。

大型钢-砼组合连续梁弯桥静动载试验分析

本文阐述了大型钢-砼组合连续梁弯桥静动载试验的方法和过程，对检测结果进行了详细的分析计算，并得出了检测结论，为广大桥梁检测检测工作提供参考。

波形钢腹板-桁式弦杆组合梁桥静动载试验研究

以波形钢腹板-桁式弦杆组合梁桥为研究对象,对其进行成桥静动载试验。首先,采用MIDAS/Civil软件建立波形钢腹板-桁式弦杆组合简支箱梁空间梁格模型,通过有限元模型计算实桥在试验荷载下的变形、应变、频率,并通过与实测值的对比考察实桥的静、动力性能。试验结果表明:挠度校验系数介于0.36~0.71之间,满足刚度要求;应变校验系数介于0.32~0.73之间,满足强度要求;各阶振型实测频率均大于相应的理论计算值,结构动力性能良好。

城市高架钢——混组合梁桥静动载试验应用研究

对于既有公路桥梁结构是否满足其运营性要求的最有效、最直接的方法是对桥梁进行静动载试验,即静载试验和动载试验。静载试验测得桥梁结构在静力作用下挠度与应力是否满足设计要求;而对桥梁结构进行动载试验,可以明确桥梁结构在正常运营情况下变形或应力的变化规律。文章以某高架桥主线桥为例,对其进行荷载试验,测得数值与理论值相对比,可以得到桥梁结构在运营期是否满足运营性要求,从而保证了桥梁结构的安全。

薄煤层动静组合诱发冲击地压的机制

理论分析了动静组合诱发冲击地压的应力条件和能量转化过程,揭示了动静组合诱发冲击地压机制,数值计算分析了工作面应力分布特征与煤厚之间的关系,采用微震监测数据分析了卸压爆破产生的应力波传播规律,并分析研究了薄煤层动静载特征及诱发冲击地压过程。结果表明:薄煤层工作面应力集中程度较厚煤层高,峰值应力区距离煤壁较近,应力梯度较大;采动动载直接与高应力叠加,且开采导致的应力降以及单位体积煤体释放的弹性变形能远高于厚煤层,在动静组合作用下,薄煤层工作面易于达到动静组合诱发冲击地压的应力和能量条件,显著符合动静组合诱冲机制。最后基于动静载组合诱发薄煤层冲击地压的机制,探讨了薄煤层冲击地压防治原则和技术方法。

预制静压桩静动载现场试验分析

原位试验是获取桩基设计参数和了解桩基力学性能的最客观、最可靠方法。基于现有疲劳机和千斤顶等试验设备,研制了桩顶静载和动载组合加载装置,为现场静、动载试验解决了一个技术性难题。利用该装置对某工程混凝土预制静压桩进行了模拟交通荷载的现场静、动载试验。通过单桩竖向抗压静载试验和动载试验,分析了静动载对桩身轴力分布、桩身侧摩阻力和基桩沉降的影响及其变化规律。试验结果表明:在静动载作用下桩身侧摩阻力的分布规律基本一致,并且随着振动次数的增加,桩身上部侧摩阻力减小、下部略有增加,但动载循环超过 30 万次后,侧摩阻力趋于稳定。

在役梁拱组合体系景观桥梁荷载试验分析

为了研究在役梁拱组合体系景观桥梁的承载能力,选取主拱跨中、腹孔主梁跨中和拱肋根部三个截面进行测试,基于三种不同工况进行试验。通过静载试验测得桥梁结构的微应变和挠度,通过脉动试验分析桥梁的振动特性。试验结果表明:桥梁结构的强度、刚度和整体刚度都满足使用要求。试验分析结果可作为桥梁状况评价的依据,也为同类桥梁荷载试验在测试截面选取、测点布设、加载试验、脉动试验等方面提供参考。

大吨位竖向抗压静载试验反力装置承载能力的研究

以福州市某医院门诊综合楼桩基检测工程单桩竖向抗压静载试验检测为背景,进行了大吨位竖向抗压静载试验反力装置系统的设计及现场试验过程中反力装置受力情况的分析。并通过试验加载过程中反力装置及场地地基受力的现场实测值和模型计算理论值的比较,讨论分析了反力装置系统中受力主次梁的实际强度、刚度,以及场地地基处理情况的承载能力,检验这些指标能否满足相关规范规定,以此来确定所配置的反力装置的承载能力。

基桩大吨位静载试验加载时压重反力平台产生的地基变形试验研究

由于场地表层地基土含较厚淤泥质土,基桩大吨位静载荷试验加载过程中压重平台反力装置会引起附近地表竖向位移,会使传统方法测得的桩顶沉降值不够准确,对于沉降要求较高的项目,可能影响基桩极限荷载的正确取值,甚至引起试验误差。对加载过程中压重反力平台引起的地基变形进行试验研究,把精密水准仪量测系统引入到静载荷试验当中。通过对静载试验数据的分析,得出了两套量测系统地表位移的大小以及地基变形的特征,从而提出用精密水准仪观测的沉降值对相应加载级的位移表数值进行修正,得到更为准确的Q-s曲线。

锚杆反力装置在基桩静载试验中的应用

应用锚杆—反力梁组合装置代替传统堆载法进行桩基静载试验,不但工艺简单、施工方便,而且工期短、成本低。结合湘潭市某大桥,采用该方法对试验桩施加持续荷载,记录荷载、位移与时间的关系,从而确定桩的极限承载力。研究表明,锚杆反力装置适合于大吨位的桩基静载试验,具有较大的工程实用价值。