聚丙烯纤维混凝土单轴受压疲劳寿命分析

为研究聚丙烯纤维混凝土(PFRC)单轴受压疲劳寿命,考虑聚丙烯纤维的长径比和体积分数两种因素,共制作180个试块,考察聚丙烯纤维混凝土的疲劳破坏形态,阐明变形规律,建立疲劳强度和疲劳寿命方程.研究表明,聚丙烯纤维混凝土疲劳破坏形态分为劈裂破坏、楔形破坏和剪切破坏三种,试块的破坏断面上可以分为疲劳源区、疲劳裂缝稳定扩展区和瞬时断裂区三个区域;在聚丙烯纤维长径比为280、体积分数为0.2%时疲劳性能提升最明显,疲劳强度相较于素混凝土提高33.83%;建立了含纤维特征参数的疲劳方程,可以较好地描述疲劳应力水平、疲劳寿命、失效概率、纤维特征参数之间的关系,为工程中承受重复动荷载的聚丙烯纤维混凝土结构设计及分析提供相应的依据.

UHPC直拉试验方法与本构关系研究

超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete, UHPC)单轴拉伸(直拉)试验是分析UHPC抗拉性能和直拉本构关系的基础性试验,经过对其试件形状与尺寸的优化,试验成功率已得到了较大提升。但由于试件连接方式和局部加强方式的差异,各机构试验成功率参差不齐。为进一步保证直拉试验成功率,采用试验研究和数值模拟的方法系统分析了常见的四种试件连接方式和三种试件局部加强方式对试验成功率的影响,比选出最优试验方法。结果表明:面内夹持装置具有连接可靠、操作简单的优点,适合推广。但夹具的尺寸加工误差或微变形可能导致其与试件的接触面变窄、加剧夹持引发的试件应力集中,致使主裂纹位于测距范围之外;试件与夹具的接触区域进行柔性加强(粘贴碳纤维布)和刚性加强(粘贴铝片)均能有效解决上述问题,提高试验成功率。此外,采用比选的直拉试验方法,探究了钢纤维长径比和体积率对UHPC直拉损伤本构关系的影响。通过声发射(Acoustic emission, AE)监测探究了UHPC在直拉荷载作用下的损伤演化规律,利用声发射参数(累积计数比)构建损伤因子,得到了考虑钢纤维影响的UHPC直拉损伤本构关系。

玄武岩纤维混凝土梁斜截面受剪试验

目的研究玄武岩纤维的掺入对混凝土梁斜截面开裂荷载和极限荷载的影响.方法以玄武岩纤维长度及纤维体积掺率为参数,设计并制作了4根掺有纤维长度分别为12 mm和30 mm,纤维体积掺率分别为0.1%和0.2%的纤维混凝土梁.通过受剪试验,获得了相关试验数据.结果与普通钢筋混凝土梁对比,随着纤维特征参数的增大,玄武岩纤维混凝土梁斜裂缝开裂荷载及极限荷载均有显著增大,且裂缝宽度发展较缓慢,同级荷载作用下裂缝宽度减小.纤维长度为12 mm,体积掺率分别为0.1%和0.2%的纤维混凝土梁与普通钢筋混凝土梁相比,抗剪承载力分别提高了5.93%和13.43%;纤维长度为30 mm,体积掺率分别为0.1%和0.2%的纤维混凝土梁与普通钢筋混凝土梁相比,抗剪承载力分别提高了19.06%和21.88%.结论玄武岩纤维的掺入增大了砂浆与粗骨料之间的粘结力,提高了混凝土的抗拉强度,从而抑制了梁斜裂缝的开展,并使箍筋和纵筋与混凝土的机械咬合力增大.提出的玄武岩纤维混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法,为工程实践提供理论依据.

无腹筋BFRP筋玄武岩纤维混凝土深梁抗剪性能试验研究

为研究玄武岩纤维对无腹筋BFRP筋混凝土深梁裂缝开展、破坏形态、跨中挠度、剪切开裂承载力及抗剪极限承载力的影响,以玄武岩纤维体积掺率和纤维长度为参数,设计并制作了5根试验梁,通过四分点集中力加载研究深梁的抗剪性能。结果表明:随着纤维特征参数的增大,构件破坏形态出现由斜压破坏向剪压破坏转变的趋势;与普通混凝土深梁相比,相同荷载作用下,玄武岩纤维混凝土深梁跨中挠度和裂缝宽度均随着纤维特征参数的增大而减小;构件剪切开裂承载力和抗剪极限承载力随着纤维特征参数的增大均有所提高。在考虑玄武岩纤维增强作用的基础上,参照GB 50010—2015规范对玄武岩纤维混凝土深梁抗剪极限承载力进行计算,实测值与计算值基本吻合。

纤维沥青混凝土疲劳性能试验及寿命计算方法

通过应力控制模式下的劈裂疲劳试验,分析了不同掺量(纤维体积与沥青混合料体积之比)和长径比的聚酯纤维沥青混凝土劲度模量的衰减特征;结合损伤力学理论,提出了纤维沥青混凝土的疲劳破坏准则;在应力比-疲劳寿命(S-N)方程的基础上,建立了考虑纤维含量特征参数影响的纤维沥青混凝土疲劳寿命计算方法.结果表明:纤维含量特征参数能综合反映纤维掺量和长径比对沥青混凝土疲劳性能的综合影响;AC-13F型聚酯纤维沥青混凝土的最佳纤维掺量为0.35%,长径比为324,纤维含量特征参数值为1.13.

纤维含量特征参数对纤维沥青混凝土黏弹性力学模型的影响

通过聚酯纤维沥青混凝土小梁的弯曲蠕变试验,研究纤维体积率和长径比对沥青混凝土黏弹性力学模型参数及黏弹性能的影响.结果表明:随纤维体积率和长径比的增大,纤维对沥青混凝土弯曲蠕变变形的约束能力先增强然后减弱;纤维含量特征参数能综合反映纤维体积率和长径比的影响.在此基础上,建立了考虑纤维含量特征参数影响的纤维沥青混凝土黏弹性力学模型.试验研究和理论分析表明,聚酯纤维沥青混凝土的最佳纤维体积率为0.35%、长径比为324、纤维含量特征参数为1.128.

3种核桃木材纤维形态和气干密度的比较分析

利用光学显微镜和图像测量分析软件对3种核桃木材的纤维形态进行测量与分析,对3种木材的纤维长度、纤维宽度、纤维壁腔比和气干密度等进行对比研究,以期为核桃的定向培育提供基础数据。结果表明,泡核桃(Juglans sigillata)的纤维长度、纤维宽度、纤维腔径和双壁厚均最大,分别为1053μm、31μm、19.3μm和11.9μm;薄壳山核桃(Carya illinoinensis)的纤维长宽比和壁腔比均最大,分别为48和1.05;云新核桃的气干密度最大(0.66 g/cm^3)。3种核桃木材的纤维均适合造纸,可作为纸浆材;云新核桃和泡核桃木材的纤维长宽比均大于33,纤维壁腔比均小于1,为优等造纸原料;薄壳山核桃木材的纤维长宽比大于33,纤维壁腔比约等于1,为中等造纸原料。总体来说,泡核桃最适合制浆造纸。

弹体对钢纤维混凝土侵彻深度的计算研究

对钢纤维混凝土抗侵彻性能进行了研究,将钢纤维含量特征参数和钢纤维混凝土韧度的概念引入到侵彻深度计算公式中,在试验的基础上给出了弹体对钢纤维混凝土侵彻深度的别列赞修正计算式。该公式的各项参数均具有明确的含义。最后,运用侵彻深度公式对钢纤维含量高达6%时的情况下,弹体对钢纤维混凝土的侵彻深度进行了验算,计算结果证明了该公式的有效性、合理性和适用性。

纤维沥青混凝土蠕变性能试验研究

通过不同纤维体积率和长径比的纤维沥青混凝土的弯曲蠕变试验,研究纤维体积率和长径比对混凝土蠕变变形、蠕变速率、蠕变柔量和卸载瞬时回弹模量的影响,建立了纤维沥青混凝土蠕变速率、蠕变柔量和卸载瞬时回弹模量的计算模型。试验研究和理论分析表明:纤维含量特征参数能综合反映纤维体积率和长径比对沥青混凝土蠕变速率、蠕变柔量和卸载瞬时回弹模量的影响。在本文试验范围内,纤维沥青混凝土最佳纤维体积率为0.35%,长径比为324,纤维含量特征参数为1.13。

基于贝叶斯模型的羊绒羊毛识别

探讨一种基于贝叶斯模型鉴别羊绒羊毛的方法。利用扫描电镜对羊绒羊毛纤维进行图片采集,然后对羊绒羊毛纤维图像进行预处理,提取羊绒和羊毛纤维参数的5个直观特征参数,再利用直观特征参数得到4个相对特征参数。对这些特征参数的分布进行统计分析,对各参数的正判率进行比较和相关性分析,最终选择纤维直径、鳞片高度、鳞片密度、周径比、面积比、径高比这6个参数建立贝叶斯模型。试验结果表明:该方法鉴别羊绒羊毛正确率达到95%左右。认为:基于贝叶斯模型的羊绒羊毛识别具有较高的精确度。

纤维沥青混凝土五单元八参数粘弹性力学模型

为了准确描述纤维沥青混凝土的粘弹性变形性能,在分析其蠕变全过程变形特征和常用粘弹性模型的基础上,提出了纤维沥青混凝土五单元八参数粘弹性力学模型。通过不同纤维体积率和长径比的纤维沥青混凝土小梁弯曲蠕变试验,求解模型参数,研究纤维体积率和长径比对模型参数及沥青混凝土粘弹性能的影响,建立了五单元八参数模型表征的考虑纤维含量特征参数影响的纤维沥青混凝土粘弹性本构方程,并进行了粘弹性分析。研究结果表明:五单元八参数模型能表征纤维沥青混凝土蠕变全过程的粘弹性变形特征,与蠕变试验结果具有较好的相关性;纤维含量特征参数能综合反映纤维体积率和长径比对沥青混凝土粘弹性能的影响,在所研究的试验范围内,纤维沥青混凝土最佳纤维体积率为0.348%,长径比为324,纤维含量特征参数为1.128。

纤维沥青混凝土弯曲性能试验研究

通过聚酯纤维沥青混凝土小梁弯曲试验,分析温度、纤维体积率和长径比对沥青混凝土弯曲性能的影响,建立了考虑纤维含量特征参数影响的纤维沥青混凝土弯曲试验参数计算模型。试验研究和理论分析表明:纤维含量特征参数能综合反映纤维体积率和长径比对沥青混凝土弯曲性能的影响。文中试验范围内,聚酯纤维沥青混凝土的最佳纤维体积率、长径比和纤维含量特征参数分别为0.35%、324和1.13。