重复推出下钢管再生混凝土黏结-滑移性能影响因素

为研究钢管再生混凝土(RACFST)在原生混凝土强度等级、锈蚀率和膨胀剂掺量影响下的黏结-滑移性能,开展了重复推出试验,分析了荷载-滑移曲线、耗能能力、应变分布和各因素对RACFST峰值荷载的影响,并建立了黏结强度计算模型.结果表明:混凝土奇数次推出时的耗能能力和钢管表面应变分布大于偶数次推出时;峰值荷载随着原生混凝土强度的提高而增大,随着锈蚀率和膨胀剂掺量的提高分别呈先增大后减小、先减小后增大趋势;基于Rational函数和Expdec1函数建立的黏结强度计算模型具有较高可靠性.

峰值强度与残余强度对边坡加固的影响研究

现有的边坡加固方案中,基本上都是用岩土的峰值强度来确定边坡的临界滑面和锚固长度。实际上,边坡出现滑动后,滑面保持残余变形和抵抗外部载荷的能力出现了衰减,滑面上的强度只是残余强度,采用一种混合方法进行边坡加固,即用峰值强度来确定边坡的临界滑面,用残余强度来确定锚固长度。研究表明,采用混合方法对边坡进行加固可以提高边坡加固工程的安全性,具有较大的实际意义。

高温后单向侧压作用下混凝土与钢筋黏结-滑移性能研究

高温后混凝土与钢筋间的黏结性能影响钢筋混凝土结构的安全评估,实际工程中钢筋混凝土常承受侧向约束作用。为此,该文以高温温度和侧压力为参数,完成了48个钢筋混凝土试件的中心拉拔试验,分析侧压力对高温后试件破坏形态、峰值黏结应力、峰值滑移、残余黏结强度的影响规律,建立了峰值黏结应力随高温温度和侧压力变化的经验公式。将侧压下钢筋-混凝土黏结应力场简化为肋前混凝土挤压力和侧压力的线性叠加,并基于微观传力模型及高温后混凝土的多轴强度破坏准则推导计算了无侧压及单向侧压下的黏结强度理论。研究结果表明:侧压作用和高温温度直接影响试件破坏形态;随着侧压力增加,高温后混凝土与钢筋间的峰值黏结应力、残余黏结强度、峰值滑移逐渐增大,但温度达到500℃后,有侧压试件峰值滑移较无侧压试件小;黏结强度理论计算值与实测值较为吻合,能较好地预测高温后混凝土与钢筋间的黏结强度。

高强灌浆料与钢筋黏结滑移试验研究

高强灌浆料被普遍用于装配式混凝土结构节点连接,用以提高钢筋连接的锚固性能。文中采用控制变量法设计了87个中心拔出试件来探究抗压强度、钢筋强度等级、钢筋直径、横向配箍和黏结长度等因素对钢筋-灌浆料黏结性能的影响。结果表明:提高灌浆料的抗压强度(85.8~122.7 MPa)不能提高黏结强度,这区别于以往混凝土拔出试验的研究结论;对于钢筋屈服前拔出和屈服后拔出2种破坏模式试件,提高钢筋强度等级仅对后者的黏结强度有提升作用;增加钢筋直径将降低黏结强度;设置箍筋并改变箍筋密度对拔出破坏试件的黏结强度没有影响;随着黏结长度的增加,黏结强度先增加后减小。通过参数分析提出黏结强度和峰值滑移的计算公式,计算值与试验结果吻合良好。

滑带土残余强度参数试验研究

研究目的:评估滑带土残余强度,为滑坡稳定性研究和滑坡防治工程设计提供可靠的强度参数。研究方法:滑坡现场调研,以现场大剪试验与室内土工试验为主,理论分析为辅。研究结果:滑带土的峰值强度和残余强度比较接近,成线性关系;塑性指数能较好的用来估算残余强度。研究结论:沿古滑坡滑动带复活或滑坡存在一定的蠕动变形情况下,滑带土的抗剪强度可近似采用残余强度值。现场试验表明,剪应力-剪位移曲线具有明显的峰值,且经过一定的剪切位移后,残余强度才出现。残余强度试验值与反算法得出的参数值较为吻合,现场试验被证明是评估滑带土残余强度的有效途径。

扭摆内耗仪的发明和内耗研究的开拓与发展

本文对笔者关于滞弹性内耗研究的早期工作（１９４５一１９４９年于芝加哥）作了历史回顾。概述用滞弹性测量方法研究了金属中晶粒间界和滑移带的力学性质，并为此目的而创制了扭摆内耗仪和转动线圈的扭转装置，从而可以用同一试样测定内耗、动态模量亏损，在恒应力下的蠕变和在恒应变下的应力弛豫。首次观测到晶粒间界内耗峰（作为温度的函数），测出了晶界弛豫的激活能，提出了大角晶界的＂无序原子群＂模型；在部分再结晶的冷加工金属试样中观测到与滑移带弛豫有关的内耗峰，在冷加工并经过部分退火的含铜的铝中发现了反常内耗峰（作为温度和应变振幅的函数）。最后指出，近年来在晶界弛豫和位错弛豫的研究中发现了大量非线性滞弹性现象，基本上奠定了非线性滞弹性理论的实验基础，标志着非线性滞弹性这一新学科领域的开端。

异形钢纤维粘结滑移性能试验研究

为了研究异形钢纤维从混凝土基体中拔出时的粘结滑移性能,选择剪切平直型和贝卡尔特双弯钩型两种形状的钢纤维以及不同的钢纤维埋角进行粘结试验.试验结果表明,钢纤维形状、钢纤维埋角是影响拔出荷载位移—曲线以及界面粘结强度的重要因素,贝卡尔特双弯钩钢纤维与混凝土基体界面粘结性能优于剪切平直型钢纤维,界面粘结强度随埋角的增大而减小.

除锈方法对钢筋与混凝土粘结性能的影响试验研究

对直径14mm和18mm的变形钢筋进行不同程度的锈蚀作用,然后选用角磨机、除锈剂和抛丸机三种方法进行除锈,并利用除锈后的钢筋制作中心拔出试件,对不同钢筋直径、不同锈蚀率和不同除锈方法得到的钢筋和混凝土的粘结性能进行试验研究。试验过程中观察记录了加载荷载、钢筋滑移量、峰值荷载、试件破坏形式和裂缝发展情况等。根据试验结果分析了钢筋直径、锈蚀率和除锈方法对钢筋和混凝土的极限粘结应力、峰值滑移量的影响。试验结果表明:直径14mm的钢筋角磨机除锈后发生劈裂破坏,除锈剂和抛丸机除锈后发生拔出破坏;直径18mm钢筋都发生劈裂破坏;随着锈蚀率的增大,除锈后试件的极限粘结应力减小,峰值滑移量增大。

持续荷载下CFRP-混凝土界面黏结性能试验与分析

为研究持续荷载对CFRP(碳纤维增强复合材料)-混凝土界面粘结性能的影响,首先通过3组双面剪切试件确定了界面极限剥离荷载P_u,然后进行了4种荷载水平下持载时间分别为5、10、15、30、60、90 d共24组双剪试验.结果表明:经过持续荷载作用,与界面峰值剪应力τ_(max)相应的界面滑移s0有所减小,减小幅度与荷载持续时间和荷载大小无明显相关,荷载作用90 d后,s0降低50%左右;当持续荷载大于0.5Pu时,靠近加载端15 mm范围内的界面峰值剪应力τ_(max)随荷载大小和持载时间的增加而降低,此范围以外τ_(max)未发生明显改变,基于试验数据,给出了持续荷载作用下界面的粘结滑移本构模型,对试件的破坏试验表明,在粘结长度大于有效粘结长度时,持续荷载的作用对界面的极限剥离荷载没有明显影响,但会降低剥离过程中界面首次出现剥离的荷载P_(db),在0.5P_u、0.7P_u、0.9P_u持续作用90 d后,P_(db)分别降低了42%、54%、66%.

深部围岩变形与破坏模型及数值方法研究

为很好地描述岩石的剪切变形局部化现象,给出一个非连续平面应变弹塑性模型。这个模型以经典滑移线理论为框架,采用光滑函数组合描述位移场在滑移线上的间断;其控制方程是在局部正交曲线坐标系下由物理定律推导得出。材料的变形被划分为3个阶段:弹性、塑性及峰后局部剪切阶段。材料在滑移线上服从库仑强度准则。峰后在滑移线上出现断裂,材料初始黏聚力线性减小并最终消失。对模型进行有限元离散,并用Newmark法求解。采用Fortran语言编写代码并做一个简单算例。与传统连续介质模型比较,该模型中材料的应变、应力均不对称,材料的塑性行为、能量耗散与间断界面的变形运动密切相关。非连续模型能够深刻地描述深部围岩峰后剪切变形局部化现象。

基于震源机制的断层滑移型岩爆岩体震动响应研究

为研究不同震源机制下巷道岩体在断层滑移型岩爆作用下的力学行为,基于Haskell断层模型开展数值计算。结果显示,处于S波辐射象限的岩体质点峰值振动速度(PPV)明显大于处于P波辐射象限的岩体的相应值。分析巷道在正断层、逆断层和走滑断层作用下的岩体震动响应机制,发现岩体处于正断层和逆断层作用时其PPV大小相等、方向相反,但远大于受走滑断层作用时的值。处于S波辐射象限的巷道岩体PPV计算值大于KAISER设计尺度率计算结果,同时发现,巷道顶板在受到逆断层作用时易发生失稳垮落,而拱肩和底板则在正断层作用下更容易发生失稳破坏。

高温后全轻页岩陶粒混凝土与钢筋的拉拔试验研究

钢筋与混凝土的高温粘结性能是结构抗火设计和灾后评价的依据。通过全轻页岩陶粒混凝土(ALWSCC)与335级Φ16 mm月牙肋钢筋(CRB)和光圆钢筋(PSB)分别经历20℃(常温)、300℃、400℃、500℃后的拉拔试验,分析了高温导致粘结性能劣化的特征参数,并与普通混凝土(NWC)和再生混凝土(RAC)进行了比较。结果表明:高温不仅造成混凝土色泽变化、表面疏松、缺棱掉角现象及沿CRB顺筋裂纹(宽度分别为0.03~0.1 mm、0.1~0.18 mm和0.18~0.22 mm),而且破坏形式从拔出破坏到劈裂破坏和劈裂-拔出破坏;τ-S曲线整体下降、峰值粘结应力残余强度(ατ0)降低、峰值滑移系数(βS0)增大和峰前耗能减小;但月牙肋对拉拔荷载的贡献率却均在85%左右;以ατ0和βS0作为评判指标,上述三种混凝土中ALWSCC具有更好的抗火性能;以抗压和劈拉残余强度及上述粘结性能指标作为判断条件,可将500℃作为临界温度以指导试验设计和火灾评价。

对提升主加速力和特殊过负荷起动力的分析

通过确定主加速级电阻的约束条件和电动机的起动持性推出了计算最大主加速力的方法.用最大主加速力分析了现行选型设计和实际运行中的问题.用电动机起动特性分析了特殊负荷起动力.提出了解决矿井提升机特殊过负荷起动困难的方法.

焊钉连接件峰值滑移及剪力-滑移本构关系

为了得到组合结构桥梁常用的焊钉连接件剪力-滑移本构关系,进行了35个焊钉连接件抗剪性能模型试验.比较分析了焊钉直径、高度、极限抗拉强度和混凝土抗压强度对焊钉峰值滑移的影响,提出了焊钉峰值滑移计算式及考虑其影响的剪力-滑移本构关系式.研究结果表明,峰值滑移随焊钉直径、高度和极限抗拉强度的增加而增大,随混凝土抗压强度的增加而减小;提出的峰值滑移计算式与fédération internationale du béton(fib)所建议公式相比,考虑因素更全面,与试验结果吻合更好.包含峰值滑移的剪力-滑移本构关系式,能够反映焊钉直径、高度、强度和混凝土抗压强度的影响,可用于考虑焊钉非线性作用的组合结构桥梁计算分析.

钢筋直径对保温混凝土冻融后粘结锚固性能的影响

钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能是二者共同作用的基础,冻融循环作用会对钢筋混凝土结构造成不可逆的影响。通过拉拔试验研究了不同直径的钢筋对冻融循环作用后保温混凝土(TIC)粘结锚固性能的影响,重点分析了钢筋直径和冻融循环次数对峰值荷载、粘结滑移曲线和峰值滑移的影响。研究结果表明:当钢筋直径不变时,随着冻融循环次数的增加,TIC的粘结锚固性能逐渐下降,峰值荷载减小,峰值滑移量增加;当冻融循环次数不变时,随着钢筋直径的增加,峰值荷载减小,峰值滑移量减小;冻融循环100次时,钢筋直径为10mm和12mm的TIC试件均发生拔出破坏,钢筋直径为16mm时,破坏形式为劈裂破坏;钢筋直径12mm的NC试件破坏形式为拔出—劈裂破坏;经过100次冻融循环后,TIC试件与钢筋的粘结性略优于普通混凝土(NC)试件。

单峰过载对裂尖塑性区晶内损伤分布的影响

为探究金属材料受到变幅疲劳载荷时的晶内损伤状况,采用宏观Chaboche与细观晶体塑性有限元相结合的方法,建立了裂尖多晶模型,模拟的应力-应变曲线与实验基本一致。以修正的Fatemi-Socie准则为疲劳指示因子,筛出裂尖损伤最大的晶粒,统计了晶内总滑移变形量分布,并结合晶内纵向应力分布和广义施密特因子GSF分布情况来对其形成原因进行分析。结果表明,相较于恒幅循环,过载瞬间晶内的纵向应力及GSF最大值与均值的增大导致晶内易滑移的区域扩大和已滑移区域的滑动趋势增加,进而导致晶内总滑移变形量瞬间增大且滑移不均匀性增加。过载会导致后续循环拉伸峰值时刻纵向应力减小及GSF区间的扩大,提高滑移分布不均匀性,且卸载峰值时刻纵向拉应力的减小和压应力的增大会抑制晶内原有滑移增长速率。

考虑表面粗糙度的干气密封边界膜滑移效应分析

为了研究随机粗糙表面上的滑移流效应,针对符合高斯分布的粗糙度表面,考虑其影响对一阶滑移模型进行修正,建立适用于随机粗糙表面的有效滑移长度模型;建立流体润滑方程,采用数值分析方法对其进行计算,研究粗糙峰间距、粗糙度均方根对滑移流以及螺旋槽干气密封的密封性能的影响。研究结果表明:气体分子平均自由程较小、粗糙峰间距较小或者粗糙度均方根较大的情况下,密封端面更容易发生负滑移现象;在微尺度条件下,负滑移有助于提高密封的端面开启力和运行稳定性;滑移流对气膜刚度的影响最大,气膜承载力次之,泄漏率最小且可以忽略不计。

含能材料3D打印挤出模拟及安全性分析

采用POLYFLOW软件模拟含能材料3D打印流道挤出过程。研究结果表明:喷嘴口径对药料压力影响较大;当喷嘴口径在≤0.4 mm时,药料所产生的压力峰值大于2 MPa,安全性极差,必须考虑在安全范围内打印;适当地提高壁面滑移有利于含能材料药料挤出成型,出口速度均匀,安全性好。

单向受拉状态下钢纤维混凝土的二次峰值强度

不同于普通混凝土在单向受拉实验中的仅有唯一峰值强度,在大量钢纤维混凝土拉伸实验的应力应变曲线中均出现了两次峰值强度现象。本文采用黏结滑移模型考虑纤维在混凝土开裂面上的桥接作用,确定了钢纤维轴向应力与裂缝宽度之间的关系。钢纤维混凝土开裂后,将基体的软化模量与纤维增强作用的切线模量之和,作为判断第二峰值的依据。该值始终为非负时,钢纤维混凝土的应力-应变曲线具有唯一峰值强度;否则,应力-应变曲线中将具有二次峰值强度,并提出了钢纤维混凝土峰值强度的三种可能情况。建立了有限元模型以模拟钢纤维混凝土的拉伸试验,进一步研究了钢纤维掺量、长径比对混凝土开裂后力学性能的影响。并提出了钢纤维混凝土的抗拉强度的计算公式,可以有效地预测钢纤维混凝土的抗拉强度。

地震预警中P波位移峰值曲线特性研究

地震预警技术(EEW)是目前防震减灾相对有效的方法之一,研究震源破裂初始段波形信息可为EEW系统的震级实时估算提供理论支持。本文结合P波初动波形特征,分别计算日本和中国地震的强震动记录的位移峰值曲线,对比各震级的位移峰值均值曲线的特征,然后利用分段函数模型进行拟合,量化初动上升斜率B1和上升时间T1等特征参数,并统计此类参数与震级相关性。结果表明:当不考虑幅值差异时,随震级的增大,P波初动波形由简单变复杂,均值曲线初始上升段斜率逐级降低,初始上升时间变长,B1等特征参数与震级具有很好的相关性。此外在不同地质构造环境中地震的强震动记录此特征基本一致。因此P波初始段的特征参数可用于估算震级大小,同时证实震源初始破裂过程的信息可反映最终地震的强弱。