纤维取向分布对水泥基复合材料力学性能的影响及其评价方法的研究进展

纤维增强水泥基复合材料是以水泥净浆、砂浆或混凝土为基材,外掺钢纤维、聚乙烯醇纤维或碳纤维等纤维,从而提升基材力学性能和耐久性能的一种新型水泥基复合材料。基于纤维增强基体理论,当纤维均匀分布且取向平行于基体受力方向时,其在微观层面能有效抑制因水泥基复合材料内部拉应力低而产生的微裂缝,同时传递裂缝间的应力以防止其进一步发展;在宏观层面,纤维可显著提高水泥基复合材料的抗拉抗弯强度及延性。然而,纤维的类型、长径比和掺量以及施工工艺等因素均会影响纤维在基体中取向分布,严重削弱其在微裂缝间的桥接作用,增加其掺量。这不仅对水泥基复合材料的抗拉抗弯强度、韧性增强效果等工作性能造成不利影响,而且提高其生产成本,极大限制其应用。基于国内外学者对纤维取向分布与水泥基复合材料的力学性能之间的关系的大量探究,本文系统阐述了纤维取向和空间分布对水泥基复合材料力学性能的影响,总结了影响纤维取向分布的主要因素,同时介绍了评价纤维在基体中取向分布情况的各类检测手段,并分析了不同检测手段的优劣性,最后论述了当前纤维取向分布预测模型的发展现状。本文可为调控纤维在水泥基复合材料取向分布、提升结构的抗拉抗弯强度及韧性、降低纤维增强水泥基复合材料的生产成本的相关研究提供参考。

典型预防性养护措施路用性能后评估

预防性养护措施可以改善路面性能,延长路面使用寿命,但实施预防性养护措施后,路面使用性能的变化规律尚不明确。为了解其变化规律,保障行车安全,通过对8条试验路段进行为期1年检测的方式,采集实施预防性养护措施后抗滑性能、构造深度及渗水系数的检测数据,并进行评价。结果表明,实施预防性养护措施后,大部分试验路段存在抗滑性能及构造深度下降,而渗水性能与实施养护措施前相比表现较好的情况。

悬索桥主缆与鞍座抗滑移安全系数的确定方法

为准确评估主缆与鞍座间的抗滑移安全性,确保多塔悬索桥结构受力安全,对主缆与鞍座间的摩擦抗力特性进行了研究。通过分析索股间微元体的应力-应变关系,建立侧向压力和索股拉力间的微分方程,推导了主缆索股和鞍座侧壁接触面间的侧向压力表达式,并据此建立了主缆与鞍座间的摩擦抗力方程,提出了悬索桥主缆与鞍座之间的抗滑移安全系数确定方法。通过模型试验结果对摩擦抗力方程进行了验证,并对主缆与鞍座抗滑移安全系数的确定方法以及鞍座设计参数对于抗滑移安全系数的影响进行了探讨。结果表明:所提出的摩擦抗力方程能够准确确定鞍槽内设置和不设置竖向摩擦板2种典型情况下主缆与鞍座间的实际摩擦抗力;现有的抗滑移安全系数定义方法物理含义模糊,计算值偏于保守,无法计入鞍座参数优化对提高抗滑移安全性的影响,可能对多塔悬索桥的结构设计造成困扰;所提出的抗滑移安全系数表达式,物理意义明确,便于工程应用,可以作为确定抗滑移安全系数的依据;主缆与鞍槽接触面间的摩擦因数和鞍座结构设计参数是主缆与鞍座间摩擦抗力的重要影响因素,改善鞍座设计参数和设置竖向摩擦板是提高主缆与鞍座抗滑移安全性的有效途径。