浅谈桥梁大体积砼裂纹成因及防治措施

针对桥梁工程而言,其最为常见的问题就是砼裂纹,即混凝土裂纹,成因复杂,且难以控制,严重降低了桥梁的安全性。基于此,本文主要对桥梁大体积砼裂纹成因进行了分析,并根据实际情况提出了针对性的防治措施,以期能够为相关人员提供一些有价值的参考。

边帮控制爆破裂纹扩展模拟及参数优化

在大直径深孔边帮控制爆破过程中,为降低爆破后冲破坏作用、提高边帮控制效果以及破岩效果,在采用逐孔延时起爆的前提下,需要选取合理的爆破参数。采用ANSYS/LS-DYNA对不同径向不耦合系数的单孔爆破方案进行数值模拟研究,其中炮孔直径为165 mm,抵抗线为2.0 m,通过统计分析裂纹体积发现,不耦合系数为1.65时爆破效果最好,保护区爆生裂纹体积少(0.017 m^3),开挖区爆生裂纹体积较多(0.085 m^3),炸药破岩(开挖区)的能量利用率最高。基于1.65的径向不耦合系数,对不同边孔间距的双孔爆破方案进行模拟分析,综合考虑原自由面、先爆孔提供的新自由面以及后爆孔破损等因素,从边帮控制效果、开挖区破岩效果的角度对不同方案进行探究分析,发现边孔间距为2.0 m、2.5 m时,孔间能够形成良好的贯穿裂隙且破岩效果好。结合数值模拟分析结果在现场做了部分试验,得出不耦合系数为1.65、边孔间距为2.0 m时边帮平整且爆后临空面炮孔完整性好。

脉冲电流对Al-Cu-Mg合金凝固过程中热裂纹的影响

通过施加脉冲电流,采用自行设计的低频中压脉冲电源研究了脉冲电流对Al-Cu-Mg合金凝固过程中热裂纹的影响。结果表明,脉冲电流可以有效抑制热裂纹的产生与扩展,在脉冲频率0~400 Hz范围内,随着脉冲频率的增加,裂纹体积在下降,在400 Hz的时候,裂纹体积最小达到43.18 mm^3,但继续增加脉冲电流频率,裂纹体积在增加。

大体积混凝土池体裂缝处理

通过对裂缝成因、危害进行分析,提出合理的治理方案即:裂缝处理首先采用环氧树脂压力灌注,对裂缝的结构进行补强;采用聚氨酯压力灌注,对裂缝的渗漏修补。通过在安哥拉污水厂1,2号奥贝尔氧化沟裂缝处理中的实际应用取得了良好效果,为以后类似池体裂纹的处理总结了经验,同时对于在非洲炎热地区施工大型池体、大体积混凝土裂纹防止也提供了借鉴经验。

铁路桥墩裂纹产生的原因分析及治理

对西北某铁路线桥墩墩身裂纹情况进行了论述，从原材料、环境及水泥混凝土桥墩施工过程三方面分析了水泥混凝土桥墩墩身裂纹产生的原因，提出了治理方案，经实践证明，该治理方案行之有效。

煤储集层起裂强度和损伤强度的各向异性特征

综合采用裂纹体积应变法和声发射法分析了煤储集层起裂强度、损伤强度、破坏模式和声发射特征的各向异性特征。研究表明,煤储集层抗压强度、起裂强度和损伤强度均表现出明显的各向异性特征,抗压强度随层理倾角的增加而减小,但层理倾角为45°与90°时抗压强度相差不大,起裂和损伤强度均随层理倾角的增加先减小后增大,层理倾角为0°时起裂和损伤强度最高,90°时次之,45°时最低;层理倾角为0°时煤储集层破坏模式为大尺度破裂的稳步扩展,层理倾角为45°时部分为小尺度破裂稳步扩展,部分为大尺度破裂的突发式失稳扩展,层理倾角为90°时主要为小尺度破裂的突发式失稳破坏;与声发射计数相比,声发射能量更适合用来确定煤储集层的起裂和损伤强度。

Ca对Mg-Zn合金热裂敏感性的影响

为了研究Ca元素对Mg-Zn二元合金热裂敏感性的影响,采用自制的"T"字形热裂仪器,以Mg-1.5Zn合金为基础合金,通过添加1%~4%的Ca元素来研究Mg-Zn-Ca系合金的热裂行为.采用金相显微镜及扫描电镜观察热裂区域的显微组织,分析Mg-Zn-Ca三元合金的热裂形成机理.结果表明,对于Mg-1.5Zn-xCa合金而言,随着Ca添加量的增加,热裂纹体积不断减小,合金的热裂敏感性降低;热裂发生时,Mg-1.5Zn-xCa合金中剩余液相体积分数逐渐增加,补缩效果不断提高,热裂敏感性随着Ca添加量的增加而逐渐降低;对于Mg-Zn-Ca合金而言,裂纹处的补缩物质为α-Mg和Ca2Mg6Zn3、Mg2Ca相的混合物.

单轴压缩下岩石裂纹扩展应力阈值识别与验证

准确识别岩石在单轴压缩变形破坏过程中几个典型阶段的应力阈值,能更好地理解岩石渐进破坏过程中内部裂纹扩展力学行为和岩石破坏机制。通过对5种岩石开展单轴压缩试验,在裂纹体积应变法的基础上引入岩石裂纹轴向应变和裂纹径向面积应变2个参数,并结合声发射监测手段对5种岩石的应力阈值进行识别。依据岩石破坏时裂纹径向面积应变曲线斜率的关系,把岩石分成类型I和类型Ⅱ岩石。研究表明,对于类型I和类型Ⅱ岩石,分别利用其裂纹轴向应变和裂纹径向面积应变曲线特征点能较准确识别出岩石裂纹稳定扩展应力σ_(sd)、裂纹不稳定扩展应力σ_(usd)以及岩石裂纹相互贯通应力阈值σ_(ct),其结果与利用声发射特征现象所识别的应力阈值相近。该方法合理解释了利用体应变法、裂纹体积应变法与声发射法识别的应力阈值不匹配现象,实现了岩石压缩过程中利用应力、应变数据与声发射数据对应力阈值识别结果的一致性。

单轴荷载作用下盐岩声波与声发射特征试验研究

利用自主研发的声波与声发射一体化测试装置,通过单轴加载及循环荷载试验,对盐岩变形破坏特征及声波、声发射活动规律进行深入研究。研究结果表明:(1)加载初期,盐岩裂纹体积减少,超声波波速显著增加,声发射事件极少,约占声发射事件总量的0.04%;弹性压缩阶段时,盐岩体积应变增大,而裂纹体积应变恒定,纵横波波速保持稳定,声发射活动较弱,约占声发射事件总量的2.49%;裂纹稳定增长阶段时,横波波速缓慢下降,盐岩声发射开始活跃,约占声发射事件总量的17.3%;裂纹加速增长阶段时,纵横波波速均开始显著降低,声发射活动最为激烈,并呈现震群型特征,数量约占声发射事件总量的76.5%;峰值应力后,岩体波速降至最低,有少量声发射事件产生。(2)循环加卸载条件下,盐岩的波速特征、声发射活动与应力状态表现出良好的一致性。加载过程中,纵横波波速上升,声发射活跃;卸载过程中,纵横波波速下降,声发射平静。统计应力与声发射事件的数量规律,论证盐岩的Felicity效应;比较分析Felicity比的变化,验证盐岩的累计损伤。

基于流变试验的向家坝砂岩长期强度评价

基于向家坝砂岩的常规三轴压缩试验和三轴压缩流变试验成果,分别通过应变等时曲线簇、稳态蠕变速率与应力水平的关系、裂纹损伤应力、流变荷载与破坏时间关系确定砂岩的长期强度,并比较这4种方法的适用性。结果表明:砂岩体积应变等时曲线簇的拐点比轴向应变、侧向应变等时曲线的拐点更为明显,而且其对应力水平和时间的反应更敏感;轴向稳态蠕变速率和侧向稳态蠕变速率与应力的关系符合指数函数关系,采用给定稳态蠕变速率阈值确定岩石长期强度比利用稳态蠕变速率-应力曲线的拐点确定长期强度更为合理;岩石的裂纹体积应变等时曲线簇以及其稳态蠕变速率与应力的关系也可以作为确定岩石长期强度的一种方法;岩石的裂纹损伤应力反映长期强度所在应力水平,为蠕变试验荷载分级提供依据。

Ca和Y对Mg-1.5Zn合金热裂行为的影响

采用具有凝固收缩力和凝固温度采集系统的约束杆(CRC)热裂测试装置研究了Ca和Y(2%,3%,质量分数)两种元素对Mg-1.5Zn合金热裂行为的影响,并通过石蜡渗透法测定合金裂纹体积。实验结果表明Mg-1.5Zn合金中添加Ca和Y元素后,由于脆弱区凝固温度范围缩小(△T)使合金的热裂敏感性(HTS)显著降低。另外,随着Ca和Y含量的增加合金的热裂敏感性进一步降低。通过热裂区域的微观组织观察发现由于MgZn-3Ca和Mg-1.5Zn-3Y合金的低熔点共晶相增多使热裂纹可以在凝固末期被共晶液相补缩。热裂纹的微观断口表明热裂是由于凝固末期枝晶分离和液膜撕裂引起的,并且沿着晶界萌生和扩展。