利用X射线微型计算机断层扫描技术(Micro-XCT)进行钢筋的通电腐蚀行为及裂缝的三维分布研究

为了揭示钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀情况及裂缝的三维分布,采用无损检测技术中的X射线计算机断层扫描技术(Micro-X-ray computed tomography)对水泥净浆包裹的钢筋试件在微米尺度进行了三维重构和定量分析,研究了钢筋腐蚀产物与裂缝之间的关系,并将钢筋质量腐蚀率的实际值与理论值进行了对比。结果表明:X射线微型计算机断层扫描技术(Micro-XCT)能够从微米尺度反映水泥净浆试件中的钢筋腐蚀产物及裂缝的三维分布情况;裂缝的存在为氯离子进入钢筋表面提供了通道,是导致钢筋腐蚀的重要原因;分析计算所得钢筋质量腐蚀率的实际值与理论值较为符合。

硫酸盐溶液干湿循环对FRP加固混凝土梁抗剪性能的劣化作用

为了研究和分析CFRP加固混凝土梁在沿海恶劣条件下的耐久性问题,进行了人工模拟硫酸钠溶液干湿循环试验,重点研究了硫酸盐溶液干湿循环因素对CFRP加固混凝土梁抗剪性能的劣化影响.研究结果表明:硫酸盐溶液干湿循环对加固梁极限荷载有明显影响,极限承载力有明显下降,对FRP的有效应变也有较大影响,但没有改变应变的分布规律.

锈蚀钢筋混凝土框架柱滞回性能的数值模拟研究

以某钢筋混凝土框架柱为例,采用非线性有限元分析软件ABAQUS研究了框架柱在4种不同锈蚀程度(未锈蚀、轻微锈蚀、中等锈蚀和严重锈蚀)下的滞回性能,并与文献中描述的试验结果和框架柱的实际震害进行了对比。研究表明:钢筋锈蚀将导致框架柱的滞回承载力大幅度降低,而且随着锈蚀率的增大,这种承载力降低效应逐渐增强,其中锈蚀引起的钢筋与混凝土之间的粘结性能退化在这种滞回承载力削弱过程中起着重要的作用。就滞回曲线的特点来看,随着钢筋锈蚀程度的增大,框架柱滞回环的饱满程度降低、内缩增加,滞回曲线由弓形逐渐变成反S形,滞回环的包络面积变小,说明框架柱抗震耗能能力降低。

FRP筋-钢筋增强ECC-混凝土组合柱抗震性能研究

提出一种在塑性铰区域采用高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)替代混凝土来改善FRP筋-钢筋增强混凝土柱抗震性能的新方法。对FRP筋-钢筋增强ECC-混凝土构件进行了低周往复荷载试验,系统地考察了基体材料、筋材种类、轴压比对构件破坏模态、裂缝模式、承载力、残余变形、延性和耗能能力的影响。结果表明,将ECC替代塑性铰区域混凝土能够有效避免FRP筋的受压屈曲,进而显著提升组合柱的抗震性能。与钢筋增强ECC-混凝土组合柱相比,复合筋增强ECC-混凝土组合柱的残余变形明显更小,且屈服后的刚度更高。随着轴压比的增大,构件极限强度升高但变形能力降低。通过有限元参数分析可知,组合柱的承载力和变形能力均随着ECC抗压强度及总配筋率的增大而增大;在总配筋率不变的情况下,FRP筋占比越高,构件的延性越好。

锈蚀钢筋混凝土框架柱恢复力模型研究

在对锈蚀钢筋混凝土框架柱进行低周往复荷载试验和滞回性能数值模拟研究的基础上,通过理论分析和数据拟合建立了能较好地反映锈蚀钢筋混凝土框架柱滞回性能的退化三线形恢复力模型。该模型主要包含屈服剪力Py、屈服位移Δy、峰值剪力Pu、峰值位移Δu、破坏剪力Pcu和破坏位移Δcu6个关键参数。在确定模型骨架线上的承载力和位移特征点参数时考虑了钢筋锈蚀率、轴压比等因素的影响。根据拟合恢复力模型计算得到的骨架曲线与试验结果较为接近,最大误差在10%以内。

锈蚀钢筋混凝土框架结构抗震性能Pushover分析

以某六层三跨RC框架结构为例,在对锈蚀构件的材料力学性能劣化处理的基础上,采用SAP2000结构分析软件静力弹塑性分析方法,对不同锈蚀工况下的RC框架结构抗震性能进行分析,得到不同锈蚀工况下RC框架结构在罕遇地震下的抗震性能指标退化规律。研究表明:纵筋锈蚀将导致RC框架结构抗震性能退化,而且随着锈蚀率的增大,结构的抗震承载力退化效应愈加显著,楼层层间位移角增加;同时锈损结构的塑性铰(梁铰/柱铰)发展速度加快,程度亦加深,使得结构在相同地震作用下变形加剧,不利于结构抗震性能的发挥。

摩擦阻尼器-拉索系统振动特性试验研究

为研究拉索摩擦阻尼器的减振效果,开展了附加摩擦阻尼器拉索的自由振动和强迫振动特性试验.首先进行铜-钢金属摩擦阻尼器模型的力学性能试验,得到螺栓扭矩与摩擦力之间的关系.然后进行摩擦阻尼器-拉索系统模型自由振动特性试验研究,由试验测得的自由振动位移衰减曲线得到对数衰减率,分析得到对数衰减率随振幅的变化规律,并与现有理论进行对比.通过快速傅里叶变换和小波变换对自由振动加速度时程进行频谱分析和时频分析得到模态频率变化情况.最后进行拉索-摩擦阻尼器系统的不同激振力-控制强迫振动试验,通过扫频方式得到拉索振幅与激振频率的关系,研究摩擦阻尼器对拉索共振幅值的影响.试验结果表明摩擦阻尼器可以有效地减小小幅与大幅激振力时强迫振动的共振幅值;两者相比,摩擦阻尼器在大幅激振力作用下减振效果更显著.

全天候冷补沥青性能特性研究

本文研究了冷补沥青与基质沥青的基本性能和粘度的变化,进而得出冷补沥青的粘温曲线,指出冷补沥青的最佳拌合温度;基于沥青与集料的粘附力、液体表面张力理论以及沥青与集料接触角理论,通过接触角分析仪和表面张力仪试验测定冷补沥青与集料接触角、冷补沥青表面张力等数据,应用冷补沥青与集料的粘附功来定量地评价两者间的粘附性程度;为有效控制柴油型全天候冷补沥青的质量,根据大量试验结果和分析,制定出冷补沥青性能特性指标.

温度对大掺量粉煤灰大体积混凝土强度影响研究评述

温度显著影响胶凝材料,尤其是粉煤灰的的水化反应速率。文中阐述温度对大掺量粉煤灰混凝土强度影响的研究现状及存在的问题。现行的强度评价标准不能真实的反应大掺量粉煤灰大体积混凝土的强度发展,温度是影响粉煤灰混凝土强度发展的重要因素,在检测评价大掺量粉煤灰大体积混凝土强度时应重点考虑。如果考虑大体积混凝土内部的温度历程,大掺量粉煤灰混凝土的早期强度有望满足工程需要。

硬弹簧滑移系统稳态随机响应的等效化预测及适用性分析

以高斯白噪声作用下的刚性滑动摩擦体系为例,利用相对刚度硬化系数指标同时定义了系统位移响应的峰值与差值累计量指标。基于蒙特卡洛模拟结果,对比分析了硬弹簧滑移系统对高斯白噪声作用稳态响应的几种等效化预测方法的精度。分析表明:对于取定的相对刚度硬化系数η,当其值较小时,阻尼等效线性化法的峰值差和差值累计量一般较其它两种等效化法的相应值大;当η值增大时,等效非线性系统法的峰值差和差值累计量最大,而完全等效线性化法的峰值差和差值累计量最小。与数字模拟的失效概率相比,等效非线性系统法将低估不同阈值下滑移系统的滑移失效概率,完全等效线性化法在预测阻尼弱非线性系统及噪声强度较高的滑移系统的滑移失效概率时,与数字模拟的结果吻合较好。

以高炉钢渣为骨料的沥青混合料性能研究

本文主要研究了高炉钢渣的物理和微观性质,讨论了其作为沥青混合料的材料和路面骨料的可行性。采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和压汞分析等测试方法对高炉钢渣进行了研究。采用高炉矿渣为集料制备沥青混合料,通过车辙试验、浸水车辙试验、高温稳定性和耐水性等试验对混合料进行了测试,应用单轴压缩试验和间接拉伸试验对低温抗裂性能和抗疲劳特性进行了评价。综合分析后,本文认为利用高炉钢渣作为沥青混合料的骨料是可行的。

养护方式对施工缝早期水分蒸发速度及孔隙率梯度的影响

本文系统分析了不同的养护条件对水泥砂浆早期水分蒸发速度的影响并利用扫描电子显微镜观察及计算了砂浆沿深度方向的孔隙率梯度。通过对比不同养护条件下的普通水泥砂浆及粉煤灰砂浆发现:密封养护、使用养护剂养护、启封养护以及在有风的条件下启封养护,水分蒸发速度以及在相同深度的孔隙率依次增加。从深度10mm到表面孔隙率增加速度加快,这是导致伸缩缝靠近表面处经常发生脱落的原因。相同的养护条件下,粉煤灰砂浆与普通砂浆对比早期水分蒸发速度加快,21天孔隙率变大。因此,对伸缩缝进行养护宜采取密封养护以及使用养护剂,而掺入粉煤灰也会导致早期强度低于普通水泥砂浆。

堆载作用下含断桩的群桩负摩阻力特性分析

断桩的出现对群桩中负摩阻力的影响不容忽视。针对目前含断桩的群桩基础中负摩阻力特性研究较少,通过有限元软件ABAQUS,建立三维的2×2群桩模型,模拟了包含断桩的群桩基础在受到堆载作用下的工作情况,分别从断桩长度、群桩桩间距以及断桩布置形式对群桩的负摩阻力影响进行数值分析。结果表明,断桩长度减小使得断桩上部拉力增大,桩间距的增大使得桩身负摩阻力降低,两者均使得断桩桩顶最大弯矩值增大。而在不同的布置形式中,单根断桩及两根断桩对角布置的情况下断桩所受拉力最大,两根断桩同侧布置的情况次之,而在三根断桩中离正常桩较近的两根断桩所受拉力最小。

海砂混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

采用淡化海砂、原状海砂和河砂分别配制了强度等级为C30和C50的普通混凝土,通过硫酸盐干湿循环试验,对比研究了采用不同砂配制的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:在硫酸盐侵蚀作用下,混凝土质量损失率的大小与其表面劣化的程度相关,但并不能有效评价混凝土抗硫酸侵蚀能力;混凝土强度等级相同时,淡化海砂混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力略好于河砂和海砂混凝土;原状海砂引入的氯离子对混凝土抗硫酸盐侵蚀有一定的不利影响。