双磁场控制的磁流变减震结构振动台试验研究

传统磁流变减隔振器通常由线圈持续供电,不仅增大耗能,也会减少器件的使用寿命。基于磁流变凝胶(MRG)的剪切工作原理,运用剪切型结构设计一种新型磁流变凝胶减震装置,采用永磁体和线圈共同控制磁场大小和方向,通过改变磁流变凝胶的磁化程度实现阻尼力大小的控制。将该装置安装在一2层钢框架结构模型的底层,采用恒定电流控制法开展磁流变减震结构振动台试验研究,分析不同电流下减震结构系统对不同地震波的振动控制效果。试验结果表明:该磁流变凝胶减震装置能够显著降低结构的动力响应,对于不同的地震波其减震效果有所差异,随着峰值加速度的增加其减震效果有所下降。

市域(郊)铁路桥梁选型及其上部结构施工关键技术

基于对市域(郊)铁路特点、桥梁结构体系、梁型及其施工方法的分析,提出了市域铁路桥梁选型思路和原则。并以天津市第一条市域铁路项目—天津中心城区至静海市域(郊)铁路首开段工程为例,总结归纳了大跨度连续梁桥上部结构悬臂浇筑施工关键技术,尤其对0#块支架预压方法、墩梁临时固结措施、预应力智能张拉工艺、管道智能压浆工艺以及挂篮预压方法进行了详细说明,这对于指导我国市域(郊)铁路大跨度连续箱梁桥设计和建造具有重要借鉴意义。

新型磁流变隔震支座的力学动态性能研究

永磁体可对磁流变隔震支座提供一个初始磁场,设计一种利用永磁体和电磁线圈形成混合磁场功能的新型隔震支座,线圈产生的磁场调节永磁体的磁场以改变磁流变弹性体层的刚度,实现隔震支座的可变刚度性能。利用ANSYS Electronics软件对隔震支座进行仿真分析,模拟出不同电流强度下试验装置内部的磁感应强度、绘制其磁通量密度云图并计算其饱和点。制备羰基铁粉体积分数为23%的磁流变弹性体,研究隔震支座试验过程中励磁电流强度、剪切幅值及激振频率对其剪切性能的影响。结果表明:隔震支座的刚度随控制线圈电流增强而实时降低,实现磁流变弹性体隔震支座的变刚度特性;刚度软化条件下励磁电流强度、剪切幅值及激振频率对磁流变弹性体隔震支座等效刚度及等效阻尼具有显著影响。

反向消磁条件下磁流变脂隔震模拟试验研究

采用电磁线圈及永磁体共同控制磁场,自主设计一种可反向消磁的磁流变脂(MRG)剪切试验装置。利用ANSYS Electronics软件对该试验装置磁场分布进行仿真分析,并制备不同羰基铁粉质量分数的MRG,采用振动台对反向消磁条件下MRG的动态剪切性能开展试验测试,分别研究励磁电流、激振幅值和激励频率对MRG动态性能的影响。结果表明:羰基铁粉质量分数对MRG的动态性能影响显著;MRG的剪切应力随励磁电流的增大先快速增大后趋于平缓,阻尼力则逐渐减小;MRG的耗能能力随位移幅值的增加而增强;随着加载频率的增大,其阻尼力略有增加。

混凝土的微生物腐蚀:机理、影响因素、评价指标及防护技术

混凝土的微生物腐蚀不仅会使混凝土中的氢氧化钙与微生物新陈代谢形成的生物硫酸发生反应生成石膏和钙矾石,而且会使混凝土中的水化硅酸钙(C-S-H)发生分解,生成不溶且无胶结作用的胶体,从而造成混凝土性能的劣化。因此,本文从混凝土的微生物腐蚀机理、影响因素(材料和环境)、评价指标(腐蚀速率、H2S吸收速率、化学成分)和防护技术(混凝土改性、保护涂层和生物灭杀技术)等方面详细阐述了国内外混凝土的微生物腐蚀研究现状,以期引起国内学者对混凝土微生物腐蚀的关注。

考虑刚度软化的磁流变减震装置设计与动态剪切性能试验研究

基于磁流变胶的剪切工作原理,将剪切型结构运用到阻尼器上,设计一种新型剪切式磁流变胶减震装置。并利用永磁体及线圈共同控制磁场强度,通电后线圈产生与永磁体相反的磁通,磁流变胶中的磁通密度得以改变,从而调节磁流变胶的等效刚度,实现阻尼力大小的变化。利用Ansys Electronics电磁软件对该磁流变胶减震装置的磁场分布进行仿真分析。采用单轴振动台对该新型磁流变胶减震装置进行了典型动态性能试验测试。结果表明:磁流变胶刚度随励磁线圈电流增强而降低,实现磁流变胶材料的刚度软化特性;激振频率、电流强度、羰基铁粉质量分数、剪切位移对磁流变胶等效刚度及等效阻尼具有显著影响。

混凝土桥梁湿接缝钢筋锈胀行为研究

为研究不同类型混凝土湿接缝处钢筋锈胀行为,分别制备了整体成形试件、直接湿接缝试件和凿毛湿接缝试件,并开展了试件在氯盐溶液中的通电加速腐蚀试验及试件腐蚀后内部钢筋静力拉伸试验,对比分析了不同类型试件开裂模态、内部钢筋实际锈蚀率及力学性能退化程度。结果表明:在通电腐蚀作用下,2种接缝试件内部钢筋比整体成形试件锈蚀严重,这说明接缝是混凝土抵抗腐蚀环境作用的薄弱部位,其中凿毛湿接缝试件比直接湿接缝试件内部钢筋锈蚀严重且集中,这是因为凿毛接缝面对混凝土造成一定损伤,导致混凝土内部产生微裂纹,增加了腐蚀介质的传输路径。相较于直接湿接缝试件,凿毛湿接缝试件内部上层钢筋名义屈服强度、名义极限强度和伸长率分别下降2.58%、4.94%和4.76%。在锈蚀初期接缝为腐蚀介质提供了传输通道加速了钢筋锈蚀,当锈胀裂缝开裂到一定程度时,锈胀裂缝成为电化学腐蚀的主要途径,接缝对钢筋锈蚀的促进作用不再显著。研究成果可为实际工程中预制混凝土桥梁湿接缝耐久性设计提供参考。

钢纤维对超高性能混凝土动态压缩特性的影响

采用杆径为75,mm的分离式霍普金斯杆试验机和YAW-3000电液伺服压力试验机分别对5组不同配合比超高性能混凝土(UHPC)进行了动力压缩试验和静力压缩试验,详细分析了不同类型钢纤维和不同钢纤维掺量对超高性能混凝土动态抗压强度的影响.通过计算得出不同配合比的动态增长因子,绘制出超高性能混凝土动态增长因子曲线.结果表明:超高性能混凝土动态强度、峰值应变均随应变率的增大而增加;不同钢纤维类型和掺量对超高性能混凝土的动态抗压性能影响显著,但对其动态增长因子影响较小;同时,也清晰地观察到大长径比钢纤维对超高性能混凝土动态强度增强效果更好.

基于刚度软化试验建立磁流变弹性体的Bouc-Wen模型

采用自主设计的刚度软化剪切试验测试系统,对各向同性磁流变弹性体(MR E)进行剪切试验,得到不同电流、频率、位移幅值下的力-位移滞回环;采用Bouc-Wen模型对MRE的动态力学特性进行描述,基于试验数据验证模型的准确性,通过模型分析试验参数对MRE宏观性能的影响规律。结果表明:Bouc-W en模型拟合结果与试验数据吻合较好,剪切力的均方根误差都小于0.95,说明该模型可以较好地描述MRE的刚度软化和阻尼特性。当施加正向电流时,MRE的刚度随电流的增大呈线性递减,随频率的增加而增大,当电流大于0.66 A或频率大于1.0 Hz时,电流或频率对刚度的影响程度减弱;MRE的阻尼随电流的增大而减小,随频率的增大呈指数递减,当电流大于0.66 A或频率为2.0 Hz时,阻尼基本趋于定值。

磁流变弹性体刚度软化剪切性能试验研究

基于永磁体可对磁流变弹性体(MRE)提供一个初始磁场,通过对线圈加电流可使其磁场减弱的现象设计了MRE刚度软化剪切试验装置,线圈产生的磁场调节磁体的磁场以改变MRE的刚度,实现MRE刚度软化性能。采用Ansoft Maxwell对试验装置进行仿真分析,计算出不同电流强度下试验装置内部的磁感应强度及其饱和点。制备不同羰基铁粉(CPI)体积分数的MRE,研究了MRE刚度软化过程中CPI体积分数、电流强度、剪切位移及激振频率对其剪切性能的影响。结果表明:MRE刚度可有效地随控制线圈电流增强而实时降低,实现MRE材料的刚度软化特性;刚度软化条件下CPI体积分数、电流强度、剪切位移及激振频率对MRE等效刚度及等效变阻尼具有显著影响。

养护温度对铝酸盐水泥基砂浆性能的影响

通过对比两种养护温度下铝酸盐水泥基砂浆的力学性能、物相分析和微观结构,研究了不同养护温度(20、50℃)对铝酸盐水泥基砂浆性能的影响。结果表明:20℃养护温度下铝酸盐水泥基砂浆性能明显优于50℃。20℃养护温度下,铝酸盐水泥基砂浆中含有较多的钙矾石、铝胶和AFm,其抗压强度随着养护龄期的增长而增加,28 d龄期试件强度较高,最高强度可达89.1 MPa;50℃养护温度下,铝酸盐水泥基砂浆主要含有钙矾石、C_3AH_6、铝胶和C-S-H,其抗压强度普遍偏低,且随着养护龄期的增长,部分7 d龄期试件出现略微强度倒缩,28 d龄期试件强度逐渐增加,最高强度仅达46.2 MPa。

二水石膏和普通水泥复掺对铝酸盐水泥基砂浆性能的影响

以铝酸盐水泥为主要胶凝材料,复掺二水石膏(11%、13%、15%、17%)和普通水泥(2%、4%、6%、8%),制备出铝酸盐水泥基砂浆。通过测试宏观抗压强度,同时采用物相分析(XRD)和微观结构(SEM)两种表征手段,探究了二水石膏和普通水泥复掺对铝酸盐水泥基砂浆性能的影响。研究结果表明:改性铝酸盐水泥基砂浆试件抗压强度随着养护龄期的增长而逐渐增加,且二水石膏掺量在11%~13%,普通水泥掺量在2%~4%时,铝酸盐水泥基砂浆力学性能较好;各铝酸盐水泥基砂浆28d龄期试件内部主要含有AFt和铝胶,AFt、CAH_(10)及C_3AH_6等水化产物相互交叉、搭接,铝胶和C-S-H凝胶将各水化产物胶结在一起,且各水化产物数量的分布差异,造成其力学性能差异。

预制混凝土节段桥梁剪力键抗剪强度影响因素研究进展及展望

由于预制混凝土节段桥梁具有的优点,这种结构形式在桥梁工程中得到日益广泛应用;节段间接缝是结构薄弱部分,其受力行为是影响桥梁整体受力主要因素之一;剪力键通常设置于接缝部位,是桥梁节段间传递剪力重要构造,其抗剪强度直接关系到整个桥梁安全使用、耐久性。总结了目前国内外学者所做影响剪力键抗剪强度因素研究基础上,针对目前行业发展需求,对预制混凝土节段剪力键抗剪强度应开展的研究内容提出建议,以期为预制拼装混凝土桥梁的推广应用起到借鉴作用。

盐冻循环作用下混凝土桥梁接缝耐久性试验研究

通过对包含直接胶接缝、打磨胶接缝、直接湿接缝和凿毛湿接缝的混凝土试件以及整体成型试件开展氯盐侵蚀与冻融循环耦合试验,研究了盐冻循环作用下不同类型混凝土桥梁接缝的耐久性。结果表明:盐冻循环作用下的接缝为混凝土耐久性薄弱环节,随深度增加接缝处混凝土中氯离子含量与整体成型试件愈接近,尤其是深度达到45 mm后,与氯盐浸泡环境相比,氯盐-冻融循环耦合环境中整体成型、直接胶接缝、打磨胶接缝、直接湿接缝和凿毛湿接缝试件的氯离子扩散系数平均值分别增加了32.05%、33.64%、32.81%、33.12%和32.91%;冻融循环导致了各类接缝黏结界面不同程度损伤,并放大了其抗氯离子侵蚀能力的差异性;冻融循环作用对接缝试件的损伤要大于整体成型试件,接缝面不做处理的试件要大于对应的接缝面处理试件,且对直接胶接缝试件的损伤最大;3种环境下不同试件耐氯离子侵蚀性能为整体成型>凿毛湿接缝>直接湿接缝(打磨胶接缝)>直接胶接缝,其中打磨胶接缝耐氯离子侵蚀能力与直接湿接缝相当。