低强度模拟锚固材料抗弯荷载-位移全过程曲线试验研究

在大比例尺的地质力学模型中,由于相似模型材料的脆性和低强度,很难测得其抗弯应力-应变或者荷载-位移全过程曲线。对抗弯试验的过程进行力学分析,通过对增加辅助弹性元件方案的假设推导得到弹性元件刚度设计原则。依据该设计原则,组装出一台试验原理样机,测到不同节理(均质、层状和块状)含不同角度锚杆的试件的抗弯荷载-位移全过程曲线。此外,由于相似材料的低强度重度大特性,试验中适当考虑试件的自重对实验结果的影响。试验研究表明,弹性元件的增加对抗弯荷载-位移全过程曲线下降段有着质的改善;当弹性元件与台架的复合刚度大于试件的最大刚度,即可测得抗弯荷载-位移全过程曲线;在抗弯试验中试件自重荷载可以等效为集中力荷载,对于550 mm的标准试件其等效荷载相当于其自身重力1/2的集中荷载,相当于试验中均质试件峰值荷载的9%。

活性粉末混凝土与普通混凝土叠合T梁静载抗弯性能研究

通过12片T形活性粉末混凝土(RPC)-普通混凝土(NC)叠合梁试件和1片NC整浇梁试件的静载试验,研究RPC受拉区高度、NC强度等级、受拉纵筋配筋率对组合梁抗弯静载力学性能的影响.结果表明:随RPC受拉区高度增加,叠合梁的受弯开裂形态从接合面处NC先裂转变为梁底RPC先裂,且开裂荷载增加,但最终受弯破坏形态与整浇梁一致;叠合梁抗弯承载力随纵筋配筋率的提高而增大;提高NC强度等级对叠合梁抗弯承载力有一定提高作用.提出叠合梁开裂弯矩的计算方法,计算结果与试验吻合良好.使用有限元软件OpenSEES对RPC-NC叠合梁正截面抗弯破坏全过程进行分析,并基于扩展有限元理论(XFEM)对OpenSEES进行二次开发,分析叠合梁受弯开裂裂纹扩展全过程,分析结果与试验吻合良好,为进一步分析RPC-NC叠合梁开裂行为提供了理论应用基础.

钢筋增强混凝土-ECC组合梁抗弯性能理论与试验研究

为探讨ECC在结构新建、加固等领域的应用,开展钢筋增强混凝土-ECC组合梁的抗弯性能全过程理论研究,分析组合梁在弹性阶段、带裂缝工作阶段、破坏阶段的破坏现象,结合平截面假定和本构关系分析各阶段截面的应力-应变关系,依据力和力矩平衡原则建立抗弯承载力计算公式,通过组合梁和RC梁的抗弯试验验证理论的正确性,进一步理论分析不同ECC厚度对组合梁的抗弯承载力和延性性能的影响。研究表明:与RC梁相比,用ECC替代部分受拉区混凝土承载力可提高60%以上,位移延性可提高46%以上;ECC厚度在19%~38%梁高范围内可获得较为优越的抗弯承载力和延性;为发挥ECC材料的高延性应将其与高强混凝土和高强钢筋结合使用,并着眼于提高构件的阻裂、限裂、增韧等性能。