复合盐冻侵蚀下玻璃粉对混凝土孔隙结构影响分析

玻璃粉作为掺合料用于混凝土的改良已得到广泛关注和研究,然而关于复合盐溶液冻融循环下玻璃粉混凝土的孔隙结构特征尚未形成一致认识。针对不同玻璃粉掺量下的混凝土试样,开展室内复合盐溶液冻融循环试验和CT扫描试验,分析了不同玻璃粉掺量下混凝土孔隙结构特征参数分布变化规律,进一步揭示复合盐冻侵蚀下玻璃粉对混凝土细观损伤特征的影响机理。结果表明,玻璃粉掺量增加一定程度上降低了因复合盐冻侵蚀导致的混凝土孔隙结构分布波动变化;10%掺量的玻璃粉对混凝土受复合盐冻损伤影响抑制效果相对更好。相关研究成果可为盐冻环境下混凝土结构冻融侵蚀损伤防治及玻璃粉固废材料的资源化利用提供一定的理论支撑。

波纹钢-混凝土复合结构高温压弯性态研究

波纹钢-混凝土复合结构因其强度较高且施工高效已逐渐应用于隧道支护中,但波纹钢板由于无混凝土的保护,在高温下性能劣化严重。依托云南省普洱市高山寨隧道,利用ABAQUS软件建立有限元模型进行数值模拟分析,研究波纹钢-混凝土复合结构在不同温度和不同偏心距正负弯矩作用下的多工况高温压弯性态。研究结果表明,随着温度的升高,波纹钢-混凝土复合结构中和轴逐渐上移,初始抗弯刚度和极限荷载逐渐下降;当温度>500℃时,结构性能降低幅度最大,宜将500℃作为结构重点关注温度。

圆截面CFRP-钢复合管混凝土结构的研究

总结了国内外关于圆截面钢管混凝土结构和FRP筒内填钢筋混凝土结构的研究与应用现状,指出了两种结构体系的若干不足,在此基础上,提出了CFRP-钢复合管混凝土结构的研究设想;分析了CFRP-钢复合管混凝土结构实际应用的可行性,探讨了CFRP-钢复合管混凝土结构的一些关键技术问题及解决措施;最后,指出了CFRP-钢复合管混凝土结构的应用前景.

活性射流作用复合混凝土结构动态毁伤特性

为研究复合混凝土结构在活性射流侵彻与爆炸联合作用下动态毁伤行为,采用全尺寸毁伤实验和动能-化学能分段数值模拟相结合的方法,获取活性射流作用不同面层厚度复合混凝土结构动态毁伤特性。实验结果表明:在PTFE/Al活性射流侵彻-爆炸联合作用下,混凝土层出现中心侵孔、崩落、隆起、径向/环向裂纹等多种毁伤模式,随混凝土层增厚,崩落面积增大,但隆起高度与径向裂纹数量减少。基于有限元分析软件,引入改进RHT混凝土模型,结合活性射流反应特性,采用FEM-SPH算法对动能侵彻-爆炸增强毁伤行为进行分段数值模拟,结合实验和数值模拟结果,给出活性射流有效质量空间分布特性,确定动能侵彻和爆炸增强毁伤增益关系,研究表明,活性射流爆炸增强毁伤可在动能侵彻毁伤基础上,分别对侵孔直径和破坏区直径增大116%和59.7%,大幅提升对复合混凝土结构破坏效果。

接触爆炸下波纹钢⁃混凝土板复合结构水下防爆效果评价

为探究不同波纹钢⁃混凝土板复合结构的水下抗爆防护效果,采用有限元⁃光滑粒子流体动力学耦合算法(FEM⁃SPH)建立水下多介质耦合爆炸模型;设计不同波纹钢⁃混凝土板复合结构防护方案,探究不同复合结构防护层(含3,6,9,12 mm厚波纹钢复合结构、含30°,45°,60°,75°波纹钢复合结构和含10,30,50,70 mm波高波纹钢复合结构)的水下削波吸能效果,并提出耗能分担率对复合结构进行防护效果评价。研究结果表明:混凝土板迎爆面与背爆面的模拟结果与试验结果较为吻合,验证了水下接触爆炸模拟过程;不同复合结构防护方案下,含12 mm厚波纹钢复合结构、含75°波纹钢复合结构和含70 mm波高波纹钢复合结构防护方案较无防护方案测点峰值压力最大降幅为63.2%,60%和57.9%,最大防护率分别为63.2%,60.0%和57.9%,耗能分担率为69.48%,66.26%和63.51%;最优型式(厚度为12 mm/夹角为75°/波高为70 mm)复合结构的削波吸能效果及防护效果均显著优于单一因素影响下的复合结构。研究成果可为不同波纹钢⁃混凝土板复合结构在水下抗爆防护领域的应用提供理论基础。

复合混凝土材料及不同蜂窝夹芯结构的力学性能综述

为全面开展复合混凝土材料制备蜂窝夹芯板的研究,综述了国内外关于稻草秸秆纤维与纳米二氧化硅复合混凝土材料及蜂窝夹芯结构的研究,分析了各种检测方法,概述了稻草秸秆纤维与纳米二氧化硅复合混凝土材料及不同蜂窝夹芯结构的力学性能,对复合混凝土材料蜂窝夹芯板研究及应用趋势进行总结。

不同波纹钢-混凝土板复合结构水下抗爆机理及损伤等级预测

为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁伤过程及失效模式,揭示其水下防爆机理,并构建出墙面板损伤等级预测曲线。研究结果表明:模拟结果与试验结果较为吻合,验证了模拟方法的有效性;在含12 mm厚波纹钢的复合结构(T-12)、含75°夹角的波纹钢复合结构(A-75)和含厚70 mm波纹钢的复合结构(WH-70)三种防护方案下,墙面板的毁伤范围较未加固墙面板最大降幅分别为83.0%、81.6%和82.5%;预测曲线可以直观评估出炸药量和复合结构中波纹钢波高变化对墙面板损伤等级的影响。

复合式薄层沥青-水泥混凝土路面结构设计与评价

为更好地发挥薄层沥青-水泥混凝土复合路面的性能优点,以某地高速公路工程实践为例,分析了多雨、湿热等条件下薄层沥青-水泥混凝土复合路面的主要设计思路,并探究复合路面设计的难点,包括沥青混凝土加铺层性能、复合层间黏结、结构耐久性等。提出三种复合路面结构方案并设计实验比较方案优劣,从结构抗剪强度、层间黏结强度、高温稳定性以及路面结构承载力等方面评价方案应用效果,最终选择方案三作为工程设计方案,并将方案三中所用改性沥青混凝土罩面层调整为SMA-13改性沥青混凝土,以进一步强化路面结构抗剪切性能。

钢筋混凝土结构中复合材料的应用研究

随着建筑行业的发展,钢筋混凝土结构的使用日益普遍。但在具体应用过程中,钢筋混凝土结构往往面临着耐久性、强度和韧性等问题的挑战。为了改善这些问题,本文针对钢筋混凝土结构中的复合材料进行了深入研究。利用实验方法和理论模型,我们首先对各种复合材料进行分类和分析,然后研究了复合材料在钢筋混凝土结构中的应用,并通过对比试验和数值分析评估了其性能提升效果。研究结果表明,通过合理地选用和组合复合材料,可以显著提升钢筋混凝土结构的抗压强度、抗拉强度和耐久性。特别是一些高性能复合材料,如碳纤维复合材料、纳米粉末等,其改善效果更为显著。本研究通过理论研究和试验分析相结合,揭示了复合材料对钢筋混凝土结构性能提升的内在机理,有助于提供钢筋混凝土结构设计、施工及维修的理论支持,并对现场应用提供了科学依据。

纤维增强复合材料(FRP)配筋混凝土结构研究综述

新型建材纤维增强复合材料(FRP)具有高抗拉强度、低密度和耐腐蚀性能优良等特性,是一种具有巨大潜力的工程材料。如今,传统的钢筋混凝土结构面临钢筋易锈蚀的问题,给社会造成了较大的经济损失,维护和修复成本高昂。通过在特定环境中将钢筋替换为FRP筋,不仅能够有效解决钢筋混凝土结构的耐久性问题,而且能够进一步优化其工作性能,延长使用寿命,降低维护成本。首先简述了FRP筋混凝土结构的国内外研究进展,随后对FRP筋、FRP筋混凝土及预应力FRP筋混凝土结构的特性进行了阐述,最后对FRP筋混凝土结构的重要发展问题进行了总结,并对其未来的发展前景进行了展望。

循环荷载下复合板剪力墙-混凝土围护结构对带头螺柱的剪力需求

文章旨在探究循环荷载下复合板剪力墙-混凝土围护结构对带头螺柱的剪力需求。通过分析研究对象和样本设计、实验流程和数据采集以及统计分析方法,提出了复合板剪力墙-混凝土围护结构在循环荷载下的剪力需求,并研究带头螺柱对其影响。结果表明,在复合板剪力墙-混凝土围护结构中,带头螺柱对剪力需求有显著影响。因此在实际应用中,可以在一定范围内选择带头螺柱以满足工程需求。研究结果对于复合板剪力墙-混凝土围护结构的设计与施工具有一定的指导意义。

冻融与硫酸盐侵蚀共同作用对再生混凝土的复合损伤研究

对于不同取代率再生混凝土在冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下的损伤,采用快冻法,对再生粗骨料取代率为0、30%、50%和100%的再生混凝土进行试验。试验测试了混凝土的质量损失、相对动弹性模量、立方体抗压强度,并利用电子显微镜和X射线衍射等方法分析混凝土的微观结构及侵蚀产物。试验结果表明:再生粗骨料对混凝土耐久性影响巨大,随着取代率的提高,再生混凝土的性能随冻融循环次数的增加逐渐下降,硫酸盐在一定程度上减缓了混凝土的劣化,冻融循环是混凝土劣化的主要原因,并提出了盐胀与冻胀、静水压及化学腐蚀复合作用下的损伤机理。

钢网构架混凝土复合结构多层住宅墙体抗震性能试验研究

钢网构架混凝土复合结构是一种免模板的新型钢-混凝土组合结构体系,由腹板开孔冷弯薄壁型钢和与之正交的型钢拉条构成钢构骨架,再外覆钢模网充当永久模板,最后浇入混凝土从而形成墙体和楼板等住宅建筑中的基本构件。通过4个钢网构架混凝土复合结构墙体在水平反复荷载作用下的拟静力试验,研究这种新型结构形式的剪力墙的破坏形态、滞回特性、延性、刚度退化等受力性能,分析其破坏机理。研究表明,此新型墙体在多层住宅结构中具有较高的承载力和较好的延性,其中型钢和钢模网共同影响着墙体的破坏形态,墙体中配钢能显著提高墙体的延性和承载力。在试验的基础上,对此墙体的设计计算方法进行研究,基于现行钢筋混凝土剪力墙的计算公式建议钢网构架混凝土复合墙体的承载力计算方法。

FRP-混凝土复合桥面板弯曲性能有限元分析

提出了一种新型的FRP-混凝土复合桥面板.新型桥面板下部由3个GFRP箱型构件共同组成,并构成桥面板的受拉层,上部浇筑混凝土作为桥面板的受压层,这种形式的截面设计可以充分发挥两种不同材料各自的优势,并可大大增加GFRP材料构件的刚度.采用有限元技术研究了新型桥面板在荷载作用下的受弯性能,结果表明有限元分析是进行新型桥面板在荷载作用下弯曲性能研究的有效途径.

FRP-钢夹层复合管混凝土桥墩轴压承载力试验

为改善现有钢管混凝土不耐腐蚀以及FRP约束钢管混凝土施工复杂的缺点,提出一种新型组合构件:FRP-钢夹层复合管混凝土.为探究其受力性能,进行了FRP-钢夹层复合管混凝土柱式桥墩轴压试验研究,并与FRP约束钢管混凝土以及钢管混凝土进行对比,分析3种结构形式的受力性能和破坏模式.试验结果表明:钢管混凝土短柱因含钢率较低而发生剪切破坏,而FRP-钢夹层复合管混凝土短柱与FRP约束钢管混凝土短柱由于外部FRP的附加约束作用均产生腰鼓型破坏; FRP约束钢管混凝土短柱树脂基体被挤压破碎,而FRP-钢夹层复合管混凝土短柱由于夹层的存在未发生树脂基体的挤压破碎;与FRP约束钢管混凝土短柱相比,由于夹层灌浆料的作用,FRP-钢夹层复合管混凝土短柱承载力提高35.3%,极限变形提高22.5%.此外,在现有钢管混凝土和FRP约束混凝土承载力计算公式基础上得到了FRP-钢夹层复合管混凝土短柱的承载力计算公式,计算结果与试验值吻合良好.

倒角半径对矩形FRP-钢复合管混凝土轴压性能的影响规律

通过对10个不同倒角半径的矩形纤维增强复合材料(FRP)-钢复合管混凝土试件的轴压性能试验,研究截面倒角半径对其轴压性能的影响。试验结果表明:在FRP断裂之前,钢管的局部屈曲能够得到有效的抑制,FRP的横向约束能够改善矩形钢管混凝土的受力性能,延缓其屈曲过程,相对于钢管混凝土,FRP对其承载力有提高效果;归因于角部的局部应力集中现象,FRP断裂位置都发生在试件中部的倒角部位,改变角部的倒角半径能够改善角部的应力集中,削弱FRP在角部的受力,提高FRP的约束效果;随着矩形截面倒角半径的增大,钢管混凝土或FRP-钢复合管混凝土的受力性能越好。

FRP-钢复合管混凝土轴压短柱试验及应用研究

进行4个不同纤维类型和层数的圆形FRP-钢复合管混凝土短柱和1个对比短柱的轴压试验研究。试验研究结果表明:FRP-钢复合管混凝土的破坏过程基本都从试件中部开始发生FRP断裂,FRP逐渐丧失对钢管的约束力,在FRP断裂后构件保持一定的残余承载力,随着FRP的层数增加,极限荷载随之增加,在相同FRP层数的情况下,CFRP-钢复合管试件和BFRP-钢复合管试件对比,CFRP-钢复合管试件的混凝土峰值荷载较大,后者的延性提高效果明显,同时介绍FRP-钢复合管混凝土桥墩在试点工程中的应用情况。

碾压水泥混凝土与沥青混凝土复合式路面结构研究

本文对碾压水泥混凝土与沥青混凝土复合式路面结构设计理论与方法进行了系统研究，采用三维等参元与弹性层状体系理论对复合式路面的荷载应力与温度应力进行了计算与分析，研制了临界荷位时板底最大应力计算诺谟图。结合室内试验、试验路及实体工程的研究，提出了复合式路面结构设计方法。

配置多重复合箍筋的钢筋混凝土框架结构抗震性能

设计并制作了3根配置多重复合箍筋的钢筋混凝土柱,进行了低周反复荷载试验,基于Mander模型和修正Kent-Park模型建立了框架柱在不同约束条件下混凝土的本构模型,采用OpenSees对混凝土柱试件进行了有限元分析;通过与混凝土框架柱的试验结果对比,验证了多重复合箍筋约束的混凝土本构关系和框架柱建模的合理性,进一步建立了配置多重复合箍筋的钢筋混凝土复杂框架结构的有限元分析模型,并进行了时程反应分析。结果表明:3根多重复合箍筋约束混凝土柱的滞回曲线均呈较为饱满的弓形,表现出良好的塑性变形性能和耗能能力;有限元模拟结果中的峰值荷载与试验结果较为接近,滞回曲线形状与试验结果基本吻合,建立的有限元模型能较准确地分析该类复合配筋柱的受力性能;复杂框架结构的顶点位移在天津波作用下最大,在X,Y方向分别为341 mm和500 mm,结构整体位移角分别为1/120和1/82;最大层间位移角出现在框架结构第3层,在X方向和Y方向分别为1/66和1/57,均能够满足现行抗震设计规范要求;该钢筋混凝土框架结构的屈服顺序为梁端先于柱端发生屈服,实现了预期的"强柱弱梁"地震破坏机制。

掺合料复合化对高强混凝土强度及显微结构的影响

本文主要讨论粉煤灰及沸石粉单一组分、复合组分对高强混凝土强度及显微结构的影响。在早期 ,掺合料的主要作用是微集料效应 ;特别是复合双掺时 ,次级颗粒级配更趋合理 ,叠合效应显著。在后期 ,掺合料的火山灰效应明显。沸石的独特结构使大掺量沸石粉的混凝土强度增幅较大。