配筋混凝土轴向拉伸试验条件下的应力-应变关系研究

混凝土应力-应变关系是混凝土构件承载力、变形分析及裂缝研究的重要参数.本文设计制作了配筋混凝土试件开展配筋混凝土试件轴向拉伸试验,通过分离钢筋与混凝土分别承受的荷载,获得不同配筋率下的混凝土轴向拉伸应力-应变关系曲线,分段拟合得到对应的应力-应变曲线方程,并探讨了配筋率对混凝土轴向拉伸应力-应变关系曲线的影响规律.

极慢速加荷混凝土轴向拉伸试验研究

本文介绍极慢速加荷条件下混凝土轴向拉伸试验方法，它能测定混凝土受载时的特性曲线。各种加荷条件下，标号为Ｃ２５混凝土试样的抗拉强度、极限拉伸和弹性模量的测定结果显示：该方法稳定、可靠，能用于混凝土抗裂性能研究。

混凝土轴向拉伸试验夹持方式的研究

进行混凝土轴向拉伸试验时,由于试件夹持方式不当存在较高概率从试件埋件处或夹持部位破坏的情况,通过对几种试件夹持方式的受力分析,发现确实存在局部拉应力集中的现象。针对拉应力集中的问题,通过改进混凝土轴向试验试件夹持装置可以明显降低夹持部位的拉应力集中现象,从而大大降低试件从夹持部位破坏的概率。

土工膜单向拉伸力学评价方法试验研究

针对土工合成材料轴向拉伸试验结果分析方法对力学特性真实性的影响,分别开展聚氯乙烯(PVC)土工膜和高密度聚乙烯(HDPE)土工膜材料的力学特性研究,获取两种材料在两种不同分析方法下的关系曲线,并对比两种分析方法下材料抗拉指标的误差。结果表明,考虑厚度变化的真应力应变分析方法所得试验曲线能更真实地反映材料拉伸变形过程;在材料不同时,两种分析方法下材料模量误差也截然不同,但真应力应变曲线变化规律相较于规范方法更具一致性,能更真实地评价材料适应荷载变形的能力。

钢纤维增强RPC受拉应力—应变曲线试验

为得到钢纤维增强活性粉末混凝土(RPC)的受拉应力—应变曲线,采用自行设计的试验装置,完成了不同钢纤维体积掺量(Vf)时活性粉末混凝土的轴向拉伸试验,测出了Vf=1%、2%的活性粉末混凝土受拉应力—应变全曲线。试验结果表明,钢纤维增强RPC的受拉应力—应变全曲线分为上升段、峰值后应力骤降段、应力稳定段和下降段;随钢纤维掺量的增加,钢纤维增强RPC的抗拉强度、峰值应变、弹性模量增大,受拉破坏形式从脆性转变为延性。RPC的受拉峰值应变与其他混凝土相比无明显提高,其裂后延性优势应结合配筋形式发挥。

全级配混凝土轴拉应力-变形全曲线试验研究

全级配混凝土拉应力-变形全曲线是大坝非线性反应计算与极限抗震能力分析中的一个重要指标。本文利用先进的全数字化闭环控制大型材料试验机,采用位移控制的加载方式,对最大骨料粒径为150 mm的Ф450 mm×1 300 mm的圆柱体试件进行轴向拉伸试验,研究应变率约为10-7s-1时混凝土试件测距内的受拉变形随拉应力变化的全过程曲线。达到峰值荷载后,在不同的应力水平下对试件进行往复多次加、卸载,研究全级配混凝土软化段加、卸载曲线的特点。拟合全级配混凝土轴拉应力-变形全曲线及加、卸载曲线的计算式,为数值分析中大坝混凝土模型的建立提供可参考的试验依据。

配筋混凝土轴拉试验试件优化设计研究

配筋混凝土试件轴拉试验是研究钢衬钢筋混凝土压力管道外包混凝土力学性能的重要研究手段,但试验中存在着偏心、应力集中、破坏在非指定范围内等诸多难题,影响试验的成败及结果的准确性。为此,参照国内已展开轴拉试验的成功案例,针对试件的类型、夹持方式进行设计研究,并用有限元法对试件体形进行了优化设计,有效地改善了以上问题,对试验方案的设计起到了一定的指导性作用。

混凝土/花岗岩界面动态断裂性能的轴拉试验研究

为研究混凝土和花岗岩界面断裂的加载应变率效应,利用MTS试验机对带有双边预制裂缝的花岗岩试件、混凝土试件和混凝土/花岗岩复合试件等三种试件进行了轴向拉伸试验。通过裂缝张开口位移进行控制,获得了不同应变率(10'6~10-3 s")下的荷载-裂缝张开口位移曲线,据此计算了荷载上升段的吸能能力,并基于结构动力分析和断裂力学、界面力学理论获得了试件的断裂韧度;结果表明,三类试件的断裂面形态随着应变率的变化呈现不同的特征,三者的峰值荷载、吸能能力和断裂韧度均随应变率的提高而增加。对三类试件断裂特性在中低应变率范围内的率效应机理进行了分析,对比了准脆性材料界面断裂与母材断裂率效应的异同。

钢-玄武岩混杂纤维混凝土压力管道有限元分析

重点研究了掺入钢-玄武岩的混杂纤维混凝土对水电站压力管道外包混凝土承载特性、开裂后裂缝形态以及钢衬和钢筋应力的影响.对10组不同掺量的钢-玄武岩混杂纤维钢筋混凝土试件进行轴向拉伸试验,获得了钢-玄武岩混杂纤维混凝土的相关力学性能参数.以三峡水电站钢衬钢筋混凝土压力管道结构为例,利用有限元软件对钢-玄武岩混杂纤维的掺入对压力管道钢材应力、管道外包混凝土裂缝扩展与裂缝宽度的影响进行分析.结合三峡水电站压力管道结构的大比尺模型试验结果,对比分析了钢衬钢筋钢-玄武岩混杂纤维混凝土压力管道与常规钢衬钢筋混凝土压力管道两种方案下的钢衬及钢筋应力.结果表明,掺入钢-玄武岩混杂纤维后压力管道结构整体受力更加均匀,且管道外包混凝土的裂缝数量和裂缝宽度也有显著的降低,同时压力管道的钢衬及钢筋应力明显降低.

全级配混凝土轴向拉伸应力-变形全曲线试验研究

混凝土受力破坏过程中的应力-变形全曲线能够宏观地反映混凝土在各个受力阶段的变形、内部微裂缝的发展、损伤积累、最终破坏等一系列过程,同时又是分析和计算混凝土构件承载力和变形的重要参数,因而备受研究者们的重视。但由于受试验条件的限制,国内外对混凝土轴向拉伸全曲线的研究,目前一般限于截面为25cm×25cm及以下尺寸,对大尺寸、全级配混凝土试件的轴向拉伸应力-变形全曲线的试验研究资料还很有限。本文利用自行研制的试验装置,以锦屏拱坝为背景,成功地进行了两组尺寸为450 mm×450 mm×1350mm的全级配混凝土轴向拉伸应力-变形全曲线的测试,根据试验结果拟合出混凝土轴拉应力-变形全曲线经验公式。有关成果可供大坝安全评价和设计部门参考。

基于试验的钢衬钢筋混凝土管道裂缝宽度研究

基于水电站管道外围混凝土的承载特性,设计了配筋混凝土试件轴向拉伸试验,对混凝土裂缝进行研究。对国内几种现行规范中配筋混凝土受拉构件的最大裂缝宽度公式进行比较,分析各公式的特点,并在此基础上,针对水电站钢衬钢筋混凝土管道,提出了混凝土最大裂缝宽度计算公式的改进建议。

自然锈蚀钢筋的轴向拉伸疲劳试验

为研究锈后钢筋疲劳性能退化规律,在考虑锈蚀率和应力范围影响的基础上,对28根混凝土中自然锈蚀钢筋试件进行轴向拉伸疲劳试验。经统计回归,建立了考虑锈蚀率影响的锈蚀钢筋疲劳曲线方程,给出了不同保证率、不同预期疲劳寿命下自然锈蚀钢筋容许应力范围的建议值。同时,通过锈蚀钢筋疲劳断口扫描电镜的对比分析,解释了锈蚀钢筋疲劳性能的退化规律。研究结果表明:锈后钢筋应力范围与疲劳寿命的对数关系仍呈线性,但疲劳寿命显著降低,且应力范围越大其降低幅度越大;断口瞬时断裂区面积比随着应力水平的提高而增加,且锈蚀越严重,其增长速度越快。

FRP胶栓混接节点疲劳性能试验研究

FRP胶栓混接节点兼具胶接节点和栓接节点的优点,静力性能优良,但疲劳破坏机理尚不明确;为了深入研究FRP胶栓混接节点在多种工况下的疲劳性能,文中设计制作了单搭接FRP胶栓混接节点试件。首先进行轴向拉伸及四边剪切作用下的静载试验,得到了相应的破坏模态和极限承载力;随后开展两种工况下的高周疲劳荷载试验,采用声发射技术测得了胶层的疲劳损伤发展过程,得到了试件的疲劳破坏模式、特征疲劳寿命以及刚度退化规律,并提出了疲劳寿命预测方法建议。结果表明:FRP胶栓混接节点的抗疲劳性能主要由栓接控制,其疲劳破坏过程可分为胶层累积损伤、胶层破坏、FRP累积损伤、FRP破坏4个阶段,其中胶层破坏阶段和FRP破坏阶段的声发射特征参数发生显著变化,可作为识别破坏发生的依据;当螺栓数量较少时两种工况下的试件均发生螺帽挤入FRP板的破坏,当螺栓数量较多时拉伸试件以FRP板孔边拉剪破坏为主,剪切试件以FRP板整体剪切破坏为主;螺栓数量增加能够显著提升拉伸试件的特征疲劳寿命,并有效抑制疲劳破坏过程中的刚度下降速度,但剪切试件的疲劳性能对螺栓数量不敏感;基于试验数据拟合得到的不同工况下的S-N曲线公式可为FRP胶栓混接节点疲劳寿命计算提供参考,有助于此类节点在桥梁等主要承受反复荷载作用结构中的应用。

聚丙烯纤维在面板混凝土中的应用试验

通过试验配制了掺聚丙烯纤维的面板混凝土,进行了混凝土抗压强度试验、轴向拉伸试验及耐久性试验,掺纤维后混凝土抗压强度提高了4.7%,极限拉伸值提高了22.8%,提高了面板混凝土的抗裂性能。

荧光标记碳酸钙/聚丙烯复合材料的应力发白研究

聚丙烯复合材料在使用过程中通常会出现应力发白,表征材料的应力发白现象、探究应力发白机制、监控材料的结构变化具有重要意义。利用稀土铕离子的荧光特性,通过熔融共混的方式实现了对碳酸钙/聚丙烯复合材料的荧光标记。通过轴向拉伸试验构筑了荧光标记碳酸钙/聚丙烯复合材料的应力发白现象,并结合激光扫描共聚焦显微技术对应力发白结构进行三维分析。结果表明:聚丙烯基复合材料应力发白是由于拉伸后出现空洞造成的,空洞的存在导致折射率变化而呈现白色,通过ImageJ统计得到拉伸轴向空洞的宽度约为4μm。荧光标记与激光扫描共聚焦显微技术联用,可以有效监控外力作用下复合材料的结构变化。

考虑端部缺陷的装配式建筑灌浆套筒力学特性研究

为解决装配式建筑构件节点连接施工时存在端部灌浆缺陷的受力性能问题,以肯尼亚内罗毕CBK基金大楼项目为研究背景,考虑全灌浆钢筋套筒端部存在灌浆缺陷对连接性能的影响,运用室内试验的方法,设计了6种不同工况进行了轴向拉伸试验,研究了钢筋直径、锚固长度和加载速率对极限承载力的影响。研究结果表明,试件的荷载-位移曲线均经历3个阶段,即加载初期的荷载线性增长阶段(Ⅰ阶段)、荷载非线性增加阶段(Ⅱ阶段)、荷载线性减低阶段(Ⅲ阶段),锚固长度减小会导致Ⅱ阶段缩短;随着锚固长度、钢筋直径的减小,加载速率的增加,灌浆套筒试件的极限强度不断降低,这3个因素对灌浆套筒的力学特性具有显著影响;相比于无端部缺陷的荷载位移曲线,存在端部缺陷时,同一工况下灌浆套筒试件的极限荷载会降低,表明存在端部缺陷时会加剧极限强度折减的不利影响。

削弱度和诱导片数量对碾压混凝土诱导缝等效强度影响研究

碾压混凝土拱坝通常采用预设诱导缝的形式缓解坝体内部的热拉应力,因此为保证坝体的安全和稳定,诱导缝的合理布设尤为重要。本文通过对9种不同诱导片布置形式的碾压混凝土双向间隔诱导缝试件进行轴向拉伸试验,并结合仿真模拟结果验证试验建立的双向间隔非穿透型诱导缝等效强度模型的正确性和可靠性,研究削弱度和诱导片数量对碾压混凝土诱导缝等效强度的影响。结果表明:碾压混凝土诱导缝等效强度随着削弱度的增大而减小,且两者为负相关线性变化,当诱导片为1片、2片、3片时,相关系数依次为-1.1446、-1.1084、-1.0973;诱导缝等效强度值随诱导片数量增加而逐渐降低,两者呈对数相关关系变化,诱导片由1片增加至2片、3片的过程中,相关系数依次为-0.246、-0.236、-0.238;诱导缝断裂时与自然裂缝变化规律相似,过程均为起裂-稳定扩展-失稳扩展。本文研究成果可为碾压混凝土坝诱导缝的布设提供参考依据。

多管相贯节点支管焊接前后主管受力性能变化研究

在相贯节点中,当与主管连接的支管较多时,主管的材料性能在焊接前后是否会发生改变是一个关系到结构是否安全的重要问题。以某火车站屋面网壳结构相贯节点为背景,通过对多管相贯节点的分析并进行试验,经对试验结果的分析得到了焊接支管对主管的材料性能影响的具体参数。试验主要分为两部分进行,一是未焊接支管的钢管轴向拉伸试验;二是焊接支管后钢管的轴向拉伸试验。通过实测比较分析两者的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率等性能指标。

声发射Kaiser效应在混凝土疲劳损伤中的研究

为了研究混凝土疲劳损伤,进行混凝土轴向拉伸试验,验证声发射Kasier效应的有效性,分析了Kaiser效应的影响因素,对Kasier效应与混凝土损伤的关系进行讨论。

ASTM规范下单桩竖向抗拔实验操作方法

ASTM英文全称是American Society for Testing and Materials,中文译名为美国材料与试验协会。本文主要介绍ASTM体系下D3689即基桩轴向静态拉伸载荷试验标准方法内的单桩竖向抗拔试验的标准操作程序。首先简述该规范的试验设备,试验方法等内容,其次从实际操作的角度与国内抗拔试验的一般做法进行简单的比较,同时介绍了在应用该规范进行抗拔试验时应该注意的事项,最后给出工程实例,对ASTMD3689这本规范的特点进行了归纳,并提出一些建议。