泄水建筑物抗冲磨混凝土降粘抗裂性能研究

为改善抗冲磨混凝土的施工性和抗裂性、延长泄水建筑物衬砌混凝土的使用寿命,选用了一种新型的抗裂降粘剂,并以掺硅灰、纤维、HF剂的混凝土为比较对象,对四种混凝土的工作性能、力学性能、抗冲磨性能及抗裂性进行对比试验。结果表明,掺加抗裂降粘剂可大幅降低抗冲磨混凝土的塑性粘度,改善混凝土施工性能;掺硅灰+抗裂降粘剂的混凝土抗压强度和抗拉强度整体上优于其余混凝土,且抗冲磨强度比HF混凝土提高40%;就抗开裂能力而言,硅灰+纤维混凝土>硅灰+抗裂降粘剂混凝土>HF混凝土。因此,抗裂降粘剂能有效降低抗冲磨混凝土的粘度、提升力学性能和抗冲磨强度,降低早期开裂风险。

横向静载作用下轨道交通预应力混凝土U型梁裂缝开展研究

为探究轨道交通预应力混凝土U型梁结构在腹板横向受力情况下的裂缝开展状况,通过回顾总结其裂缝开展成因,并以实际工程中的某标准梁段为例,进行了横向静载破坏试验,分析了U型梁结构在横向受力下的应变、挠度变化规律以及裂缝发育和损伤状况。研究结果表明,在横向对称荷载作用下,随着加载级的增大,U型梁展现出良好的整体性能和横向抗裂性能;该梁的裂缝损伤首先出现在腹板和底板处,随后逐步扩展到底板与腹板的连接部位;在破坏加载级下,腹板与翼缘发生破坏性裂缝损伤和明显的外扩变形;在高于规范撞击力建议值2倍的横向静载作用范围内,试验梁能够保持弹性工作状态,验证了采用美国ACI规范中对于列车脱轨撞击力的建议值进行U型梁横向抗撞设计的合理性。该研究成果可为轨道交通预应力混凝土U型梁的力学性能研究和结构优化设计提供更多参考。

过渡料特性对沥青混凝土心墙开裂的影响

沥青混凝土心墙的应力水平变化不仅受自身材料特性影响,也受相邻过渡料特性的制约,改变过渡料特性会对心墙水力劈裂产生较大影响。为探明过渡料特性变化与心墙开裂之间的关系,采用邓肯张E-B模型对庙堂心墙堆石坝进行有限元计算,提出了抗裂安全系数Kn来表征心墙发生水力劈裂的危险程度,并在此基础上采用正交实验的方法比较了过渡料E-B模型各个参数与心墙开裂的相关性,得出结论:过渡料刚度越大,心墙发生水力劈裂可能性越大;在过渡料选择上,应当优先考虑高敏感性因素破坏比(R_(f))、卸荷再填筑时的弹性模量指数(n)、土体内摩擦角(φ_(0))、初始弹性模量(K),在满足沥青混凝土心墙坝设计和施工规范的前提下,选取R_(f)较大,K、φ_(0)较小的过渡料,能够有效提升沥青混凝土心墙坝抗裂性能。

抗裂剂对干热环境抗冲磨混凝土性能影响研究

结合我国西南某流域干热河谷地区某大型水电工程,深入开展了高效抗裂剂对水工混凝土力学性能、变形性能和抗冲磨性能的演化规律研究。结果表明,掺加高效抗裂剂的水工混凝土,其自生体积变形和抗冲磨强度较基准组有所增加,增加量与高效抗裂剂的掺量呈正相关;单位面积上的总开裂面积、干缩率较基准组有所减少,减少量与高效抗裂剂的掺量呈正相关。从孔结构分析角度阐释了抗冲磨性能提升的细观机理。综上,高效抗裂剂对水工混凝土的抗冲磨性能有较好的改善作用。

先简支后桥面板连续体系桥面板抗裂性能研究

先简支后桥面板连续体系是一种新型钢混组合结构,在该体系的中支点处设置一定长度的钢梁-混凝土桥面板分离段,可以改善桥面板负弯矩区的受力状态。目前对于该体系桥面板负弯矩区这一薄弱环节的试验研究尚属空白。本研究首先根据实际一座先简支后桥面板连续的钢混组合梁桥,设计制作了两跨1/4比例的缩尺模型,并通过安装、拆除带套筒剪力钉对中支点处的分离段长度进行调节。然后通过在两跨桥面上模拟单轮重轴荷载进行逐点加载试验,研究了分离段长度对桥面板受力状态和抗裂性能的影响。最后对原桥的抗裂性能进行了分析。结果表明,中支点处设置分离段的先简支后桥面板连续体系可显著改善结构的抗裂性能。本研究有助于推广先简支后桥面板连续体系在钢混组合结构中的应用、推动桥梁结构预制装配技术的发展。

低热硅酸盐水泥水工衬砌混凝土抗裂性文献综述

对低热硅酸盐水泥的技术要求进行阐述,综述了前人对低热水泥进行的宏观微观抗裂性试验,对低热水泥抗裂性方面的研究成果文献进行归纳和总结,对国内外低热水泥在水利工程中的应用和研究现状进行回顾,指出低热水泥在水工衬砌混凝土抗裂性上研究不足,展望未来低热水泥在水工衬砌混凝土中的应用研究前景。

组合箱梁负弯矩预制板结构与施工期预应力损失研究

组合箱梁在桥梁建设中应用广泛,然而在施工阶段张拉预应力时,预应力损失现象严重。针对预应力损失现象,提出新型预制板抗裂结构体系,分别对预制板、剪力钉和剪力槽进行尺寸设计,并应用于实际工程。其实质为将钢箱梁和上部现浇混凝土隔开,张拉预应力阶段将减少钢箱梁分担的预应力,达到缩小预应力损失的效果。对监测数据和有限元模拟数据对比分析,中支点处预制板增大了1.67 MPa压应力储备。预制板的使用有效降低了预应力损失,对桥梁抗裂产生良好的效果。

基于导电油墨层电阻层析成像的混凝土裂缝损伤识别

为解决混凝土裂缝损伤的监测问题,提出利用石墨烯碳油墨在混凝土表面制备导电层,利用电阻层析成像技术进行裂缝损伤识别。通过比较损伤前后导电层边界电压变化,利用TV-SB正则化算法重建损伤引起的电导率变化分布图像以确定裂缝损伤情况。分别进行人工模拟裂缝和混凝土梁弯曲裂缝检测实验,来验证所提方法对裂缝损伤识别的效果。实验结果表明,导电油墨层性能良好,电阻层析成像技术重建的电导率变化图像能够较好地反映裂缝损伤的位置和长度等信息,可为混凝土裂缝损伤的监测和识别提供一种有前景的技术。

水电站用PVA纤维水工混凝土的抗裂性能与泵送性

为探究水电站用水工混凝土掺加聚乙烯醇(PVA)纤维后的使用性能改良效果,结合某地水电站4座调压井施工为例,分析掺入不同掺量PVA纤维水工混凝土抗裂性能的差异,分析PVA纤维最佳配合比并判断各龄期下水工混凝土的抗折强度、劈裂抗拉强度差异,结果显示,掺加质量分数为0.9%的PVA纤维,水工混凝土使用性能达到最佳。并进一步分析了PVA纤维水工混凝土的配合比,提出改良PVA纤维水工混凝土泵送性的建议。

抗冲磨超高性能混凝土在水工建筑物过流部位的应用研究

水工建筑物过流面受含砂水流的冲刷磨蚀,常规水工抗冲磨混凝土使用寿命较短,结构修补频繁。通过水下钢球法试验和工程现场洪水冲刷检验,结果表明,常温养护条件下,C130超高性能混凝土的抗冲磨性能约为常规掺聚丙烯纤维C30水工抗冲磨混凝土的8倍。采用抗冲磨超高性能混凝土作为水工建筑物过流面的结构功能层,有助于延长水工结构使用寿命,减少修补频次,保障运行安全,降低全寿命周期成本。

不同水压力下混凝土水力劈裂扩展阻力分析

基于水力裂缝扩展准则,建立混凝土三点弯曲梁水力劈裂断裂过程反演分析模型,进而获得混凝土水力裂缝扩展阻力计算方法。利用混凝土三点弯曲梁水力劈裂测试方法,开展了15组初始水压力为0~0.5 MPa的混凝土水力劈裂试验,反演分析了各组试验的水力劈裂扩展过程,进而计算得不同水压力下裂缝的扩展阻力。研究结果表明:提出的计算模型可以准确反演水力裂缝的扩展过程,计算得混凝土梁P-CMOD曲线与实测曲线的误差小于10%;不同水压力下混凝土水力裂缝的扩展阻力变化规律基本相近,当水压力由0 MPa增加至0.3 MPa,裂缝扩展阻力降低明显,当水压力由0.3 MPa增加至0.5 MPa,裂缝扩展阻力的变化较小。这表明环境水压力会降低混凝土水力劈裂的抗裂性能,但是在低水压力条件下该效应的影响有限。

不同含气量对水工混凝土性能的影响研究

文章通过多种试验方法,全面探究了含气量对水工混凝土强度、孔隙结构及其抗冻性的影响规律。结果表明,引气剂的掺入会增加混凝土含气量、总孔面积、总孔体积及孔隙率,使得平均孔径、孔间距系数减少以及内部孔径更均匀分布,有效提升整体抗冻性能,但是受限于强度条件,在合理范围内的含气量既不会导致明显的强度损失,又能够提高抗冻能力。

预制梁拼接部超韧性混凝土力学性能试验

预制梁拼接是非预应力钢筋的不连续端,为结构的薄弱点。现提出超韧混凝土拼接,设计不同界面构造形式的正交试验,研究预制梁C50混凝土拼接部的结构性能。通过“8”字型黏结试验、狗骨型轴拉试验、OT法裂缝扩展性能试验,评估预制梁拼接的界面黏结强度、结构整体性能、疲劳开裂性能。结果表明:糙面胶接作用的黏结强度相比普通混凝土,整体增大35%;糙面胶接配筋应力峰值比未配筋的试件提升34%;OT试验测试糙面胶接配筋,拼接1000次作用的荷载损失率仅为10%,界面疲劳寿命达2.05×10^(19)次,具有高抗开裂能力和低开裂指数。利用凿毛界面涂布湿黏结剂,能够提升预制梁拼接界面的黏结强度、结构整体性能和疲劳抗裂性能。钢筋的作用是强化结构性能,降低拼接处的开裂风险。

超长预应力水池温度效应分析与设计

为探讨超长水池结构在温度荷载效应作用和池内水压力作用下的受力特点和抗裂设计,以中山市某污水处理厂为例,介绍了超长预应力水池温度效应分析与设计的过程。结果表明,温差荷载的取值需综合考虑环境温差、混凝土收缩及徐变的影响;对桩筏基础的水池,桩基水平刚度可折算为附加地基水平阻力系数,以使温度效应有限元分析结果更合理;预应力技术的应用能有效解决超长水池结构在温度荷载及内水压力组合下的开裂问题。

混凝土抗裂性能评估的新方法及其应用研究

混凝土作为现代建筑行业的主要建筑材料,其抗裂性能对结构安全稳定具有关键性影响。本研究提出一种混凝土抗裂性能评估的新方法,并探讨其在实际工程应用中的效果。首先,通过分析混凝土裂缝的成因与机理,选取了影响裂缝发展的多种关键参数。其次,基于实验数据和现有评价体系,构建了一个综合性能指标,用于量化评估混凝土抗裂性能。在此基础上,采用数学建模和优化算法对评价体系进行了优化,并验证了该方法的有效性。最后,将新方法应用于多个具体实际工程案例,包括混凝土梁、柱、板等结构体系,并对比分析了新旧评价方法在实际应用中的差异及优越性。

不同骨料对抗冲耐磨混凝土性能的影响

研究了天然花岗片麻岩、灰岩、花岗岩和玄武岩人工骨料对抗冲耐磨混凝土力学性能、抗冲磨性能和抗裂性能的影响。结果表明:花岗片麻岩天然骨料混凝土的强度和极限拉伸值较低,混凝土抗裂性和抗冲磨性较差,不适于用于抗冲耐磨混凝土;人工骨料中玄武岩骨料抗冲耐磨性能最好,但极限拉伸值较低,弹性模量较高,抗裂性较差;花岗岩人工骨料混凝土的极限拉伸值较高,抗裂性较好,抗冲磨强度仅次于玄武岩人工骨料混凝土;掺加人工合成纤维可以提高混凝土的抗冲耐磨性能,并可以极大改善混凝土的抗裂性能。采用高强度的人工骨料并掺加人工合成纤维是提高水工抗冲耐磨混凝土性能的重要技术途径。

水工建筑物混凝土新型防护材料研究与应用

水工建筑物由于经常受到水压、水流冲刷、冻融或干湿循环等作用,容易出现渗漏、老化、溶蚀破坏及腐蚀等问题,缩短了建筑物的服务寿命。以聚氨酯和聚脲为基体,通过聚合反应或物理添加的方式,开发出新型含氟聚氨酯和氟改性聚天冬氨酸酯聚脲两种防渗抗裂涂层材料;通过三氟氯乙烯与不同的乙烯基醚和乙烯基酯的共聚制得了绿色环保的水性氟碳树脂涂料;以聚脲和乙烯基酯树脂为基体,通过与纳米或微米级无机粒子复合的方式,研发了抗冲磨材料。上述一系列防渗抗裂、抗老化、抗冲磨新型防护涂层材料,已成功应用于丹江口大坝加高工程混凝土表面防护、三峡船闸闸墙混凝土抗冲撞等工程,经现场测试及较长时间的服役考验,效果良好。研究成果可为水工防护材料的开发和性能提升优化研究提供重要依据。

水工薄壁混凝土结构湿度及干缩应力非线性有限元分析

在简要论述水工薄壁混凝土结构干缩开裂原因及机理的基础上,对混凝土湿度场仿真计算时参数的选取进行了必要的讨论。结合姜唐湖退水闸这一工程,对其湿度、干缩变形及干缩应力场进行了非线性有限元分析。研究结果表明,干缩应力对水工薄壁混凝土结构裂缝产生和发展起重要作用,是薄壁结构混凝土及大体积混凝土产生表面或者贯穿性裂缝的必须重点预防的因素之一。

基于电阻率的混凝土裂缝测量方法

基于四探针电阻率测量技术,依据试验测得的混凝土表观电阻率变化确定裂缝位置.在考虑到干燥环境、潮湿环境和输入电流方向对裂缝导电能力影响的前提下,采用数值模拟技术探讨了表观电阻率随裂缝深度的变化规律,并将实际裂缝简化为等效裂缝,进而提出裂缝等效电路和等效电阻的方法,研究了表观电阻率与裂缝密实度的关系.结果表明,依据电阻率测量方法可以准确地找出裂缝位置,裂缝深度和密实度与表观电阻率变化有较好的相关性;在干燥环境下,输入电流方向垂直于裂缝时表观电阻率随着裂缝深度或裂缝等效电阻率的增加而增大,输入电流方向平行于裂缝时表观电阻率随裂缝深度或裂缝等效电阻率的增加而减小;在潮湿环境下,输入电流方向垂直于裂缝时表观电阻率不随裂缝深度或裂缝等效电阻率的变化而改变,输入电流方向平行于裂缝时表观电阻率随裂缝深度或裂缝等效电阻率的增加而减小.

混凝土仿真材料特性及其应用的试验研究

大型混凝土结构模型试验材料的选择对于试验结果有重要意义。本文作者对低强度仿真混凝土材料的材料配比、力学性能以及实际应用进行了分析研究 ,分析结果表明 ,仿真材料对于大体积混凝土结构的物模试验是比较理想的材料。