氯盐干湿循环作用下表面开槽CFRP-混凝土界面抗剪性能试验

为探究氯盐干湿循环作用下表面开槽CFRP-混凝土界面抗剪性能,开展干湿循环(0 d、60 d和120 d)不同沟槽形状(矩形、正梯形和倒梯形)的单搭接拉伸剪切试验,研究失效模式和断裂能的变化及影响最大剪应力的因素,结合试验结果推导了考虑干湿循环的界面黏结滑移本构方程,并通过数值模拟验证其有效性。结果表明:随干湿循环进行,表面开槽法失效模式由CFRP断裂破坏转变为剥离破坏;120 d界面断裂能下降量较未开槽法减少60.04%~69.42%;正梯形组120 d最大剪应力相比其他表面开槽形状提升7.18%~9.48%。表面开槽法在氯盐干湿循环作用下具有较好的抗剪性能,建立的界面本构劣化方程适用于氯盐干湿循环作用下表面开槽CFRP-混凝土界面黏结性能的分析和模拟。

四翼内凹刻槽钻杆高效排渣钻进技术研究

为解决松软煤层钻进钻孔排渣通道堵塞这一制约钻孔施工效果的关键难题,基于优化钻杆截面形状以增大排渣空间、预防钻孔堵塞这一理念,提出四翼内凹刻槽钻杆几何设计构想,通过孔内排渣阻力力学方程计算验证、钻杆排渣效果数值模拟,分析钻杆结构参数对排渣性能的影响,研制四翼内凹刻槽钻杆并在某矿进行工业性试验。研究结果表明:相较于传统圆状刻槽钻杆,四翼内凹刻槽钻杆在施工过程中具有更大的排渣空间,通过孔内沿程阻力计算对比,四翼内凹刻槽钻杆孔内沿程阻力较圆状刻槽钻杆低13%;数值模拟计算结果表明,当弧形内凹切槽对钻杆的圆心角α=35°、切入深度|EF|=4 mm时,渣体运移距离最大,平均运移速度最大,排渣性能最优;工业性试验表明,使用四翼内凹刻槽钻杆施工钻孔,班进尺长度和终孔深度得到显著提升。研究结果可为煤矿瓦斯抽采钻孔钻具设计提供参考。

基于ABAQUS的新型密拼叠合板承载能力比较研究

为优化密拼式叠合板侧向拼缝处的连接构造,设计一种在拼缝处设置抗剪键槽的密拼式钢筋桁架叠合楼板。利用ABAQUS有限元软件对7个密拼叠合楼板进行四点弯曲模拟研究,针对普通密拼式叠合板与不同形式的抗剪键槽密拼式叠合板的承载能力进行对比分析。结果表明:新型密拼式叠合楼板的承载能力较好,相较于普通密拼式叠合板提升了17%左右;当达到极限荷载时,其内置钢筋所受应力明显低于普通密拼式叠合板。通过对不同开槽形式叠合板的受弯性能进行对比分析,明确了新型抗剪键槽叠合板拼缝处设计的合理性,为新型拼缝叠合楼板在工程实践中的应用提供了理论依据。

基于单缝法的混凝土工作应力微损测试

混凝土工作应力是相对于无应力状态的应力增量。为准确测定混凝土工作应力,基于“应变部分释放”的理念,提出一种用于混凝土工作应力的微损伤测试方法——单缝法。该方法通过切割一条较浅的弧形狭缝来释放应力,根据测试应变来计算应力。采用数值模拟验证了单缝法的有效性,并分析了混凝土弹性模量等参数对应变释放率的影响。应变释放率为切缝释放应变与混凝土初始应变的比值。通过试验研究了应力大小、切缝深度等参数对测试精度的影响。研究结果表明:应变释放率由切缝形状与大小唯一确定,与混凝土弹性模量、应力大小、切缝宽度等参数无关;给定切缝形状与大小,就可以借助数值模拟或试验确定相应的应变释放率。释放应变沿切缝两侧呈“M”形分布,远离切缝,释放应变呈先增加、后减小的趋势。应变片应尽量布置在应变较大且单调变化的位置,故建议选用50 mm的应变片,布置在距切缝边缘25 mm的位置。切缝深度越大,切割产生的扰动应变越大,当切缝深度小于35 mm,扰动应变为12~18με的压应变;扰动应变可在测试应变中扣除,以消除其对测试精度的影响。切缝深度越大,测试精度越高,但对混凝土的损伤也越大,若采用直径125 mm切割片,建议切缝深度控制在30~35 mm。单缝法能够有效测试混凝土工作应力且具有较高的精度,对于测试试样,测量误差少于8.5%。

钢筋混凝土的负泊松比设计与抗高速冲击性能

为增强钢筋混凝土的抗高速冲击性能,对钢筋混凝土的内部骨架进行负泊松比设计,得到两种内凹角数量不同的六肋及星型钢筋混凝土。利用霍普金森压杆试验对不同类型的钢筋混凝土进行抗高速冲击性能测试,并结合数字散斑相关方法对其场变化及微观泊松比进行分析,得到内凹角数量对钢筋混凝土破坏形态、承载力及耗能能力的影响规律和机理。结果表明:六肋和星型钢筋混凝土在抗高速冲击作用下出现了负泊松比,分别为-0.50和-1.00;从应变场来看,六肋和星型钢筋混凝土的最大应变均出现在内凹角附近,且以内凹角为中心向四周逐渐减小;随着钢筋结构内凹角数量的增加,钢筋混凝土的变形能力和能量耗散能力显著增强。单位体积内六肋和星型钢筋混凝土的耗能分别为1.76×10^(5)和1.86×10^(5) J/m^(3),是方形钢筋混凝土的1.17倍和1.23倍,表明负泊松比钢筋混凝土的耗能能力随钢筋内凹角数量的增多而增强。

蒸压加气混凝土条板施工质量控制

根据蒸压加气混凝土条板施工过程中遇到的特殊情况,重点阐述了加气条板在墙外墙(柱外墙)位置施工方法、外墙局部钢柱组合加气条板施工方法、外墙板内侧底刨槽工艺等多方面的施工技术要点,因此提高蒸压加气混凝土条板工程施工领域技术人员对外墙蒸压加气混凝土条板位置施工质量的重视程度,以期为蒸压加气混凝土条板施工提供质量控制参考。

ECC-NC气泡膜式接合面劈裂抗拉性能试验研究

由于水泥基复合材料(ECC)具有多重开裂与应变硬化等特性,其与普通混凝土(NC)组合成的ECC-NC组合结构具有广泛的应用前景。开展系列劈裂抗拉试验,研究ECC-NC气泡膜式接合面劈裂抗拉性能,分析浇筑顺序、混凝土强度等级等因素对接合面抗拉性能的影响。试验结果表明,混凝土强度等级与接合面劈裂抗拉强度有较强相关性,且浇筑顺序对接合面劈裂抗拉性能的影响不可忽略。同时,提出了先浇NC-后浇ECC气泡膜式接合面劈裂抗拉强度计算公式。

头部刻槽弹体高速侵彻混凝土实验研究

针对高速侵彻弹体提出了一种全新的花瓣形头部刻槽结构,利用火炮次口径发射实验技术,开展了头部刻槽结构弹体与传统尖卵形头部结构的弹体高速侵彻C80钢混靶侵彻能力的实验研究。结果表明:2种结构弹体以1000 m/s速度正侵彻3 m的C80钢混靶时,花瓣形头部刻槽弹体相比于尖卵形头部弹体具有更高的截面比动能,因此头部刻槽弹体侵彻余速提升4.49%~11.67%;弹体头部刻槽降低了混凝土碎块对弹体头部的摩擦作用力,导致头部刻槽结构弹体质量损失率为2.61%~2.00%,小于尖卵形头部结构弹体的质量损失率3.19%~3.79%。

隧道预切槽法合理支护时机及管片接头结构研究

预切槽法是隧道暗挖施工的一种超前支护工法,此工法可大幅度降低地表沉降量,对隧道围岩土体及地表建(构)筑物影响较小。采用室内试验和数值模拟的方法,针对浇筑预切槽管片所用混凝土的前期强度、合理支护时机以及预切槽管片接头处合理的接茬方式进行了研究。研究结果表明,按C30配比的混凝土养护1.5~2 h时即具有6 MPa以上的抗压强度,满足拆模要求;粘接介质对管片环向位移的约束效果明显,环氧树脂可作为优良的管片粘接剂;榫槽式接头榫头角度α的理想范围为55°~70°,综合考虑预切槽工艺的可操作性,榫槽式接头深度B的理想范围为6~8 cm。

带凹槽剪力墙-混凝土梁节点性能分析

在高层、超高层钢框架-混凝土混合结构核心筒的施工中,滑模、爬模施工工艺得到广泛应用。但在实际工程中,核心筒内部往往采用混凝土次梁,这使得滑模、爬模施工工艺的应用受到限制。针对这一实际问题,提出了带凹槽剪力墙-混凝土梁节点。在对3个不同凹槽尺寸的带凹槽剪力墙-混凝土梁节点进行加载试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS模拟3个墙梁节点,将有限元计算结果与试验结果对比。结果表明:带凹槽剪力墙-混凝土梁节点拥有良好的承载能力,且屈服荷载与极限荷载相差较大。凹槽构造可提升节点抗剪能力,且凹槽截面尺寸的大小是带凹槽剪力墙-混凝土梁节点抗剪能力提高的主要原因。

水工筒井式超深地下连续墙施工关键技术研究

为提高软土、中风化泥质粉砂岩和高地下水位地层的水工筒井式超深地下连续墙施工技术水平,通过对超深地下连续墙的重点如成槽、钢筋笼吊放及对接、混凝土绕流等3个关键环节进行技术把控,找到各环节的技术难点,根据施工中遇到的实际问题,分析原因并提出对应防控改进措施。通过实践证明这些措施操作简便、行之有效,可为类似超深地下连续墙项目提供指导和借鉴。

基于网格空间的混凝土骨料投放侵入检测算法

为提高混凝土细观模型中骨料投放效率和体积率,提出基于网格空间的骨料投放侵入检测算法。该算法通过构建网格空间存放骨料信息,每次投放时仅取出相邻网格内骨料进行侵入检测,极大地减少了侵入检测次数,同时将骨料侵入检测分解为空间线段和三角形平面的侵入检测分析实现精确求解,实例证明该算法可实现体积率为65%的凹凸型混凝土骨料建模。

盾构隧道通用环管片凹凸榫槽变形及接头抗剪性能研究

凹凸榫槽对盾构隧道通用楔形管片环间接头变形及抗剪性能具有重要影响,但其设计尺寸及构造形式尚无统一标准。本文采用数值模拟方法,基于ABAQUS建立了混凝土管片-接头组合结构的三维数值模型,针对通用楔形管片凹凸榫槽的深度和角度对螺栓和混凝土受力、变形及接缝抗剪刚度的影响展开了系统系统分析。研究结果表明:与榫槽深度相比,榫槽角度对接缝抗剪刚度的影响更大;相同榫槽深度条件下,榫槽角度越大,螺栓竖向位移、横向应力越小,但纵缝抗剪刚度越大。在此基础上,针对盾构隧道凹凸榫槽尺寸进行了优化,并给出了依托工程管片接缝位置榫槽构造形式的建议。

龙潭长江大桥南北引桥钢混组合梁设计与施工研究

龙潭长江大桥南北引桥具有管线多、地面交通系统复杂、跨径布置控制因素多以及布墩位置条件受限等特点,经综合比选,采用结构简单、受力合理且施工便捷的钢混组合梁方案:30~60 m跨径采用等截面钢混组合梁,78~91 m跨径采用变截面钢混组合梁。主要从结构力学性能、安全性、经济性和施工便捷性等方面,分析、比选标准跨径和大跨径钢混组合梁的设计与施工方案。选用钢混组合梁时以标准化、工厂化、规模化、装配化作为设计理念,可提高生产效率和结构可靠性,减少高空作业风险,易于控制工程质量。项目中首次大规模将多主梁的槽形截面钢混组合梁应用于长江大桥,可为后续钢混组合梁设计与施工提供参考。

凹槽形仿生针头减阻试验及机理分析

从仿生学角度出发,依据蚊子口器的形态结构,设计了凹槽形仿生结构针头。采用激光表面毛化处理机加工出凹槽形仿生针头,对仿生针头的穿刺阻力进行了测定,并对其刺入机理进行了分析。试验表明:凹槽形仿生针头较光滑针头具有减阻效果,且减阻效果随凹槽数量的增加而增大,凹槽宽度对针头的减阻效果呈先增后减的趋势;针头与刺入介质接触面积越小,针头减阻效果越好;凹槽结构在刺入过程中产生涡流效应,使滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了摩擦阻力。

沟槽式新老混凝土粘结面抗剪强度试验研究

采用自制的剪切夹具对72块150 mm×150 mm×150 mm沟槽式新老混凝土粘结试件进行了抗剪试验.研究了6种粗糙率沟槽处理方式,新混凝土等级,界面剂对新老混凝土粘结面抗剪性能的影响.结果表明,沟槽式新老混凝土粘结面具有较好的抗剪性能,其最佳平均灌砂深度为2.5 mm;其抗剪强度随着新混凝土强度等级增加而增大;水泥膨胀浆界面剂可使其抗剪强度达到整体的75%.最后,介绍了沟槽法在实际工程中的应用.近12年的实际运行表明,该新老混凝土叠合整修加固方法操作简单,便于施工及质量控制,经济可行.

新老混凝土粘结面粗糙度处理实用方法探讨

简要介绍了国内外对新老混凝土粘结面粗糙度的处理方法 ,在此基础上提出了一种适合工程大面积应用的简单易行的新老混凝土粘结面处理和评定方法 ,并把该方法应用于某路面工程的补强加固中。实践表明 。

开槽法测试混凝土工作应力的试验研究

为了解决混凝土结构工作应力测试中存在的困难,通过有限元数值模拟,分析了开槽法释放混凝土工作应力随开槽深度的变化规律,与环孔法进行了比较,得到了工作应力能全部释放的开槽深度.在分析了通过应力释放进行工作应力检测的各种影响因素后,着重就开槽引起的扰动应变展开试验研究,得到了混凝土骨料直径、开槽间距、工作应变大小等与扰动应变间的关系,据此可以估计检测时的扰动应变,进而对检测结果进行修正,试验验证表明:修正后检测结果的误差较小,完全满足工程中的要求.

凹槽栅MOSFET凹槽拐角的作用与影响研究

短沟道效应是小尺寸ＭＯＳＦＥＴ中很重要的物理效应之一，凹槽栅ＭＯＳＦＥＴ对短沟道效应有很强的抑制能力。通过对凹槽栅ＭＯＳＦＥＴ结构、特性的研究，发现凹槽拐角对凹槽栅ＭＯＳＦＥＴ的阈值电压及特性有着显著的影响。凹槽拐角处的阈值电压决定着整个凹槽栅ＭＯＳＦＥＴ的阈值电压。凹槽拐角的曲率半径是凹槽ＭＯＳＦＥＴ一个重要的结构参数。通过对凹槽拐角的曲率半径、源漏结深及沟道掺杂浓度进行优化设计，可使凹槽栅ＭＯＳＦＥＴ不仅能完成抑制短沟道效应，而且具有相当好的输出特性和Ｓ因子，使这种结构适合于深亚微米ＭＯＳＦＥＴ器件。

新老混凝土切槽法结合面抗剪性能试验研究分析

对72个沟槽式新老混凝土粘结试件进行了抗剪试验,给出了试验结果,并对其进行了分析。结果表明,沟槽式新老混凝土粘结面具有较好的抗剪性能。