钢带嵌缝加固砌体结构抗剪性能试验研究

为提高砌体结构抗剪强度,同时保留原有风貌,采用“弓”字型钢带或钢筋对砌体试件进行嵌齿缝加固。利用数字图像相关方法对加固后的砌体结构进行沿通缝截面抗剪强度试验研究,并建立砌体抗剪试件有限元模型,分析钢带宽度对砌体抗剪强度的影响。结果表明:嵌入钢筋或钢带,均能够有效限制层间分离,提高砌体完整性,破坏模式由单剪破坏转化为双剪破坏。承载能力大幅提高,单面钢带、双面钢带、双面钢筋加固的试件极限荷载分别提高了23.63%,61.18%,35.02%,极限荷载对应位移提高了16.38%,23.41%,16.95%。钢带或钢筋的拉结作用可以提高砌体结构的延性,改善砌体结构脆性破坏的特征。

碳纤维发热电缆-玻纤格栅对沥青混凝土抗裂性能的影响

为研究内置碳纤维发热电缆-玻纤格栅沥青混凝土的抗裂性能,对不同结构沥青混凝土进行半圆抗拉试验,并用数值模拟的方法建立热力耦合作用下的路面结构,分析升温性能和抗车辙能力。结果表明:碳纤维发热电缆的开槽效应、分层作用和本身材质给混凝土带来的不利影响抵消了发热电缆的加筋作用,使混凝土抗裂性能降低了10%左右;发热电缆升温性能较好,但在加热过程中使沥青路面变软,路面抗车辙能力降低;玻纤格栅较高的抗拉强度提高了混凝土的抗裂能力,并且格栅的网格作用限制了集料移动,提高了混凝土抗变形的能力。

车辆荷载作用下土石混填路基累积变形研究

为研究土石混填路基在车辆通行期间的累积变形发展规律,首先通过开展室内大型静动三轴试验分析了土石混合料的静强度及循环荷载下累积塑性应变发展规律,建立适用于土石混合料的累积塑性应变经验模型并验证了模型的准确性;其次采用数值模拟确定车辆动载对路基不同深度处动偏应力的影响;最后结合工程实用的分层总和法,提出累积变形计算方法,并对典型柔性基层沥青路面在不同车辆荷载作用下长期累积变形进行预测。结果表明:在不同含石量下,静强度随着围压的增加,呈现出线性增长规律;随着车辆荷载的增加,动偏应力也逐渐增大;车辆荷载引起的路基变形在荷载作用初期先迅速增加,随后逐渐趋向稳定;车辆超载对路基累积变形影响显著,当车辆超载率为100%时,路基累积变形为24.65 mm。

移动车辆荷载下土石混填路基动力响应分析

为研究车辆荷载下土石混填路基的动力响应,利用ABAQUS有限元软件建立沥青路面系统三维数值模型。采用移动均布荷载模拟车辆荷载,分析不同的行车速度和车辆荷载作用下土石混填路基动应力、变形的响应规律,并确定路基工作区深度。结果表明:在路基横断面,车轮作用位置处竖向应力最大,远离作用点时应力减小;动应力和变形在路基深度1 m范围内衰减最快;车辆荷载对路基的影响程度要大于车速对路基的影响程度;随着车辆超载率的增加,路基的动应力响应也就越大,路基的工作区深度在2.33 m~4.15 m之间。

空心陶瓷微珠隔热层对碳纤维电缆融雪路面升温速率影响研究

为分析空心陶瓷微珠隔热层对碳纤维电缆融雪路面升温速率的影响,综合考虑公路路面、外部环境及碳纤维发热电缆的传热特性,利用红外热成像技术与数值模拟,分析了隔热层对融雪路面升温速率的影响,揭示了空心陶瓷微珠的隔热机理。研究结果表明:空心陶瓷微珠隔热层能够显著提高融雪路面的升温速率,增设隔热层升温速率提高23.4%~35.3%,在电缆间距200 mm、埋深5 cm的试验路段,经过2 h升温试验,路面最高温度从-5.2℃达到1.8℃,平均升温速率为3.5℃/h。空心陶瓷微珠组合形成的反热隔热层,能很好地吸波反射、降低导热率,减小热量向下传播,使热量多集中在路面上层,温度场分布更加均匀。增设空心陶瓷微珠隔热层较减小电缆间距可节约88.3%~91.7%的材料成本。

喷涂聚脲弹性体H型钢柱抗爆性能研究

为研究聚脲涂层对H型钢柱的抗爆效果,基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对喷涂聚脲弹性体H型钢柱进行抗爆数值分析。研究了H型钢柱在爆炸荷载作用下的动态响应,并分析了不同聚脲厚度对H型钢柱的防护作用及其机理。研究结果表明:当冲击波沿钢柱弱轴方向传播时,冲击波对钢柱的最大破坏作用出现在柱脚附近腹板中心,聚脲涂层能够有效提高H型钢柱的整体刚度和抗爆能力,大幅降低钢柱的整体和局部变形,并减小钢柱吸收的内能。