硅酸三钙硬化浆体三维空间结构的连续切片成像研究

本文通过连续切片扫描电子显微镜(SBFSEM)对水灰比0.6、20℃恒温密闭养护7 d的硅酸三钙硬化浆体进行研究,并通过三维图像处理软件Avizo对获取的200张背散射电子(BSE)图像进行分析。结果表明,通过SBFSEM在高真空以及1 kV电压下获取的连续BSE图像经过Avizo分析处理后,获得的最小孔体积和最小未水化颗粒体积分别为3.6×10^4 nm^3和3.7×10^4 nm^3;93%的未水化硅酸三钙的体积介于3.6×10^4 nm^3和1.0×10^7 nm^3之间,88.9%的孔的体积介于3.7×10^4 nm^3和3.2×10^6 nm^3之间;三维重构所得的总孔体积占硬化浆体总体积的4.5%。

亚热带湿热环境桥梁混凝土锚碇碳化细观研究

混凝土碳化问题是目前基础设施长期服役中最为普遍的病害问题,也是相应结构耐久性设计的重点所在.碳化作用发展与环境温湿度关系紧密,在亚热带湿热环境中碳化问题尤为显著.现有研究难以考虑真实环境参数的复杂时变影响,在描述碳化作用空间随机分布和病害涌现时机方面存在不足.因此,本研究聚焦多尺度计算效率精度瓶颈以及亚热带湿热环境时变输入的仿真难点,建立材料碳化机理与结构服役退化的高效传递模型,提出适用于复杂服役环境下大体积混凝土结构碳化分析的扩散路径映射方法.研究依托我国东南沿海地区某桥梁锚碇结构开展细观碳化分析,对长期服役过程碳化深度和钢筋锈蚀概率特征进行预测,求解效率和精度均实现大幅提升.结合具体工程养护策略,预测了防护措施对耐久性能的提升效果,也展现了该方法在大体积混凝土结构耐久性能分析方面的优势.

木销半榫节点转动性能试验研究与有限元分析

为研究木销半榫节点平面内的转动性能和节点区域木材损伤演化,通过木销半榫节点试件的单调加载试验和有限元分析研究了此类节点平面内的转动性能。试验研究表明,加载初期预钻孔附近木材会发生横纹劈裂破坏,随着荷载不断增加,榫头变截面处木材会出现顺纹受拉破坏。节点有限元分析结果表明,采用弹塑性损伤模型建立的有限元模型对于节点刚度和受弯承载力具有较好的预测精度,误差在15.2%以内。该模型能够较为合理地反映木材顺纹方向和横纹方向的损伤演化过程。参数分析结果表明,节点受弯承载力会随顺纹和横纹抗拉强度的增加而增加,节点初始刚度会随横纹抗拉强度的增加而增加。

传统楼阁式木塔施工期性能监测和模拟研究

为研究传统楼阁式木塔施工期性能变化,通过55次现场监测分析新建唐式7层楼阁式木塔的施工工艺和施工期受力性能,基于结构响应数据的模态识别归纳了结构性能时变发展规律。基于已有试验结果,采用OpenSees软件pinching4滞回模型建立并验证了木塔三维有限元模型计算的合理性,并进一步研究了榫卯节点、斗栱节点和梁柱框架墙体的荷载效应和抗力的比值及其发展规律。结果表明,木塔框架核心筒和完整结构的自振频率比值约为80%,结构频率随构件安装就位而不断增加,并随非结构构件的增加而下降。其中,4层结构构件使结构第1阶自振频率增加27.3%;墙体安装使第1阶自振频率最大提高9.3%;屋面防水等非结构构件使结构第1阶自振频率最多下降10.5%,而楼板则对结构频率无明显影响。有限元模拟结果表明,结构主要构件在施工过程中荷载效应小于相应构件承载力的6%,结构施工期安全性风险小。