热-湿-力耦合作用对高温后方钢管混凝土短柱轴压力学性能影响试验研究

火灾发生时钢管混凝土内部会产生水蒸气,为探讨热-湿-力耦合作用对高温后方钢管混凝土轴压力学性能的影响,进行了10根高温后方形钢管混凝土短柱轴压力学性能试验,研究排气孔数量、布置位置、轴压比和升温时间等参数对其破坏形态、轴压刚度与剩余承载力等力学性能的影响。试验结果表明,试件破坏形态表现为压溃破坏;在其他参数相同的情况下,与升温前相比,随着排气孔数量从2个增加至4个和6个,轴压刚度分别降低了69.1%、73.3%、76.4%,剩余承载力分别降低了15.8%、16.2%、21.7%。轴压刚度随轴压比的增大而降低;随着升温时间的延长,剩余承载力先随轴压比的增大而增大,后随轴压比的增大而减小。研究结果可为钢管混凝土柱的抗火设计和该类结构火灾后的损伤评估与加固提供参考。

荷载与湿热环境耦合作用下粘钢加固RC梁的耐久性能

粘贴钢板在钢筋混凝土结构加固领域得到了广泛的关注,但关于加固结构耐久性的研究较少涉及,尤其是荷载与湿热环境耦合作用下的耐久性研究。为探究粘钢加固RC梁在湿热环境与荷载耦合作用下的耐久性与损伤机理,开展了空载、静载和交变荷载与湿热环境耦合作用下7片粘贴钢板加固钢筋混凝土梁的15、30 d高温高湿老化试验,最后进行了加固梁的三点弯曲试验,获取了不同荷载与环境工况耦合作用下加固梁的破坏形态、挠度、钢板与钢筋应变等力学参数,进一步分析了荷载与湿热环境耦合作用对加固RC梁的力学性能及耐久性能的影响。结果表明:经过15、30 d的湿热老化后,粘贴钢板加固RC梁的力学性能有所退化,耦合静载作用的加固梁力学性能退化更加明显,耦合交变荷载作用的加固梁力学性能退化最为显著;交变荷载与湿热环境作用下加固梁的极限强度、弯曲性能、钢板极限应变较对比梁分别下降17.26%、17.21%、41.92%;荷载与湿热环境耦合作用对梁体受力性能影响较大,对破坏模式影响较小,加固梁在荷载与湿热环境耦合作用下的破坏模式分为混凝土开裂、裂缝发展、钢板剥离破坏3个阶段;湿热腐蚀介质渗透入钢筋混凝土梁及粘结界面,对加固结构耐久性造成了损伤,荷载耦合作用进一步加剧了损伤演化。

湿-热耦合作用下SBS改性沥青老化性能及老化机理研究

在沥青路面服役过程中,高温环境和水的作用可能加速沥青的老化。为探究高温多雨环境下SBS改性沥青的老化性能并揭示其老化机理,本研究将SBS改性沥青进行旋转薄膜烘箱老化和压力老化处理后,再进行80℃高温水浴老化24 h,以模拟湿-热耦合环境下沥青的老化过程。对经过上述处理的沥青和不同老化状态下(未老化、短期老化、长期老化)SBS改性沥青进行高温流变性能试验和红外光谱试验,对比分析湿-热耦合作用下SBS改性沥青的老化性能及老化机理。试验结果表明:在四种不同老化状态中,高温水浴老化后的SBS改性沥青具有最大的复数模量和最小的相位角;在高温和水环境耦合作用的影响下,SBS改性沥青的热氧老化进一步加剧;SBS改性沥青在各老化阶段的复数模量的增长规律与亚砜基和羰基的增长规律一致;同样温度条件下,水的存在会加速SBS沥青老化。

考虑热湿影响的氯盐侵蚀下混凝土中多相传输与相变模拟

在富含氯化物的环境中,氯离子引起的钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构性能退化的主要原因之一。如何预测氯离子侵蚀过程以及提高结构抗侵蚀能力是混凝土结构工程师所必须面临的最严峻挑战。为此,本实验建立了一个用于数值分析混凝土中氯离子传输过程的计算模型。为能再现混凝土结构在非饱和、非等温条件下的真实状况,模型控制方程中考虑了氯离子、湿分、空气、热量在混凝土中的耦合传输过程,以及相互间的耦合作用。控制方程中所涉及的耦合系数均来自已有的材料模型和实验数据,而方程的数值求解使用了有限单元法。模型计算结果与试验数据显示出良好的吻合度,研究结果可为混凝土结构的减防腐蚀灾害设计提供重要的参考。