低热大体积混凝土微应变特性分析

为减少锚碇大体积混凝土结构内外产生较大温差而引起的混凝土收缩开裂,本文将粉煤灰与自主研制的水化热抑制剂掺入到混凝土中,探究水化热抑制剂对水泥流动度与凝结时间及不同掺量的粉煤灰与水化热抑制剂对大体积混凝土温缩变形性能的影响。结果表明：大体积混凝土早期水化温度随粉煤灰与水化热抑制剂掺量的增加而降低,且水化温度峰值出现后移现象;大体积混凝土的微应变随粉煤灰与水化热抑制剂掺量的增加而降低,且水化热抑制剂在较低掺量时对水化的抑制效果更明显;未掺粉煤灰的混凝土7d龄期的收缩值已超过180d龄期的70%,而掺粉煤灰的混凝土在7d收缩值仅占180d龄期的50%左右,在28d才达到180d收缩值的70%,在此基础上复掺水化热抑制剂的混凝土要达到180d的收缩的70%需要45d。综合作用效果与成本考虑,推荐采用内掺40%粉煤灰与外掺0.2%的水化热抑制剂进行锚碇大体积混凝土的配制。     

内养护剂、膨胀剂、减缩剂对高强混凝土早期收缩的影响

文章采用非接触式混凝土收缩变形测定仪研究了内养护剂、膨胀剂、减缩剂及内养护剂与膨胀剂双掺、内养护剂与减缩剂双掺、膨胀剂与减缩剂双掺对高强混凝土早期收缩性能的影响。研究结果表明:内养护剂、膨胀剂、减缩剂的掺入均能明显降低高强混凝土的早期收缩值;单掺条件下,减缩剂的效果最好;双掺条件下均能产生叠加效应,其中0.20%内养护剂与2%减缩剂、10%膨胀剂与2%减缩剂双掺减缩效果最好,48h早期收缩值分别降低了70%和76%,且内养护剂与膨胀剂、内养护剂与减缩剂双掺中内养护剂与膨胀剂、减缩剂之间存在一定的比例关系,不同的掺入比例对收缩有显著影响。     

纤维和外加剂对泡沫混凝土收缩性能的影响

运用正交试验方法研究了水灰比、砂胶比、减水剂掺量对干密度为800kg/m~3的泡沫混凝土收缩性能的影响,得出了利于泡沫混凝土收缩性能的最优配合比.基于该配合比,进一步研究了聚丙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、膨胀剂、减缩剂对泡沫混凝土收缩性能的影响,同时测试了其对流动性和抗压强度的影响,并利用雷达图分析了最佳外加组分,利用宏观孔结构和SEM电镜下的微观结构解释纤维和外加剂对其减缩的机理.结果表明:综合考虑3d自收缩和28d干燥收缩率,最优配合比为水灰比0.5,砂胶比1.0,减水剂掺量0.5%.纤维、膨胀剂、减缩剂均能有效降低泡沫混凝土的自收缩和干燥收缩,其抵抗收缩能力大小为:减缩剂膨胀剂纤维.最佳外加组分为1%质量掺量的减缩剂,其能够在满足泡沫混凝土的流动度和抗压强度的前提下,降低泡沫混凝土37%的3d自收缩和57.5%的56d干燥收缩.纤维的掺入引起部分泡沫的破碎,引起基体干燥收缩增大,但其对泡沫混凝土的物理约束作用使最终的干燥收缩降低.膨胀剂和减缩剂减缩机理在于其自身的化学作用.     

减缩剂对水泥浆体结构演变的影响

通过研究减缩剂对于水泥水化过程中水化热、电阻率、干燥收缩、可逆收缩的影响,分析了减缩剂对于水泥浆体结构发展演变过程的作用.试验结果表明:减缩剂能够显著地降低水溶液以及模拟孔溶液的表面张力;在水化反应初期,减缩剂降低了水泥的水化放热速率,随着水化的进行,水化放热总量逐渐增加,3天以后,总水化热有一定的增加;减缩剂能够显著降低水泥净浆的干燥收缩,其减缩能力随着龄期的发展逐渐降低;减缩剂增加了可逆收缩在总的干燥收缩中所占的比例,表明水化产物的形态发生了变化.减缩剂不仅通过降低孔溶液的表面张力的形式降低水泥浆体的干燥收缩,而且通过影响水泥水化的进程以及改变水化产物的状态来减少水泥浆体的收缩.     

聚乙烯醇纤维和减缩剂对等强度混凝土徐变性能的影响

采用自制的徐变加载装置,研究了聚乙烯醇(PVA)纤维掺量、减缩剂以及两者双掺对7 d等强度达到C50混凝土徐变性能的影响规律,结合自然养护和加载状态2种条件下的净浆的化学结合水量分析了其影响机理.结果表明:混凝土7 d加载,其徐变系数在持荷60 d后趋于稳定;相比于基准混凝土,加载状态促进了单掺减缩剂混凝土的水化,极大地降低了其徐变系数,单掺适量(0.6 kg/m3)PVA纤维对混凝土徐变系数影响不大,而加载状态显著地延缓了单掺过量(1.2 kg/m3)PVA纤维混凝土的水化,明显增大了其徐变系数,双掺适量PVA纤维和减缩剂降低了其徐变系数,而双掺过量PVA纤维和减缩剂反而增大了其徐变系数.     

湿热地区水性环氧树脂对桥面板混凝土疲劳性能的改善

为解决湿热地区桥面板混凝土抗弯拉强度和抗疲劳性能不足的问题,对浆体进行水化热测试,分析水性环氧树脂掺量对水泥水化过程的影响规律;在室内模拟湿热地区桥面板混凝土工作环境,设计抗弯拉强度试验和疲劳试验,研究水性环氧树脂掺量对桥面板混凝土抗弯拉强度和疲劳性能的影响,并对其疲劳寿命采用S-N曲线进行拟合,研究应力水平S与疲劳寿命N间的关系;采用扫描电镜(SEM)观测浆体内部结构变化及混凝土界面过渡区微观形貌,从微观角度对水性环氧树脂改性桥面板混凝土疲劳性能进行剖析。试验结果表明:水性环氧树脂能够降低浆体水化放热速率和放热总量,起到延缓水泥水化的作用,有利于避免因水化热过高导致混凝土早期开裂;水性环氧树脂明显提高了桥面板混凝土抗弯拉强度且延长了疲劳寿命,当水性环氧树脂掺量(质量分数,下同)为3%时,改善效果最明显,7 d抗弯拉强度较普通混凝土提高20.4%,同时在0.75应力水平下,疲劳寿命也提高了1.7倍,S-N曲线可较好预估水性环氧树脂改善桥面板混凝土在不同应力水平下的疲劳寿命分布;水性环氧树脂改性桥面板混凝土内部分布着无规则形状的聚合物膜,与水泥石形成致密网状复合结构,增加了桥面板混凝土的黏聚性与保水性、细化了混凝土孔结构并可使混凝土界面过渡区更加紧实致密,有利于改善桥面板混凝土疲劳性能。     

纤维自密实混凝土力学性能及早期抗裂性能研究

对掺聚丙烯腈纤维、钢纤维和混杂纤维自密实混凝土的配制进行了系列试验,得到纤维自密实混凝土的配制方法及纤维的适宜掺量。试验结果表明,当聚丙烯腈纤维掺量不高于1.2 kg/m3、钢纤维体积掺量不高于1.5%的情况下,通过适当调整外加剂的掺量、类型以及砂率,可以使混凝土达到自密实的工作性能。纤维自密实混凝土的28 d立方体抗压强度、劈拉强度试验表明,聚丙烯腈纤维掺量对自密实混凝土抗压强度的影响较小,劈拉强度随掺量增大而提高,但当掺量达到1.2 kg/m3时,将导致其劈拉强度的降低,因此聚丙烯腈纤维的掺量宜控制在0.9 kg/m3时为佳;钢纤维体积率变化对自密实混凝土劈拉强度的增强效果明显,混杂纤维的掺入对自密实混凝土抗压强度的影响较小,但对劈拉强度有一定影响,即掺量越大,劈拉强度越高。纤维自密实混凝土早期抗裂性能试验结果表明,在自密实混凝土中掺入纤维,将有助于早期抗裂性能的提高。     

短切玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

玄武岩纤维混凝土(basalt fiber reinforced concrete, BFRC)是一种新型建筑复合材料,相比普通混凝土具有抗拉强度高、耐久性能好等优点。为探究玄武岩纤维掺量对混凝土基本力学性能的影响,分别对8种不同体积掺量的BFRC进行了立方体抗压和劈裂抗拉试验,基于试验结果,采用指数平滑预测模型对附加纤维掺量的混凝土强度性能进行预测。试验结果表明：随着纤维掺量的增加,混凝土抗压、劈拉强度和拉压比呈先增大后减小的趋势,存在最大值;对于立方抗压强度和劈裂抗拉强度而言,其峰值强度对应的纤维掺量有所不同,玄武岩纤维的掺入对混凝土劈裂抗拉强度影响较为明显;通过采用指数平滑预测模型对纤维体积掺量大于0.4%的BFRC强度性能进行预测发现,混凝土的抗压、劈拉强度及拉压比继续呈现出下降趋势。可见,适量掺入纤维提升了混凝土的强度性能,过多掺入纤维对混凝土的力学性能造成不利影响。     

减缩增强剂应用于钢渣路面基层材料的试验研究

为解决细料类精炼钢渣路面基层材料收缩开裂问题,以广西北海钢渣为研究对象,通过研究减缩增强剂各组分单掺、复掺对钢渣路面基层材料强度影响规律,研发水泥稳定钢渣路面基层材料专用减缩增强剂,提高基层强度,抑制收缩,验证其路用性能,利用电镜扫描通过路面基层材料微观结构探究减缩增强剂作用机理.试验结果表明:水泥稳定钢渣混合料中水泥...     

多种因素对大掺量粉煤灰混凝土早期力学性能及凝结时间的影响

大掺量粉煤灰混凝土由于其中的大部分水泥被粉煤灰取代,使得其早期性能偏低。为此进行了对高效减水剂、石灰石粉以及养护温度等因素对其早期力学性能及凝结时间的影响的研究。研究结果表明,大掺量粉煤灰混凝土凝结时间随粉煤灰掺量的增加而延长,掺量超过50%时,其早期抗压强度下降十分明显;减水剂掺量为1. 2%时,大掺量粉煤灰混凝土早期性能最好;石灰石粉的掺入使得大掺量粉煤灰混凝土在前期的强度降低,但其终凝时间缩短;适当提高养护温度使得大掺量粉煤灰混凝土早期性能得到明显提高,但60℃养护时对后期强度发展不利。     

防波堤顶墙上有块体掩护时的波浪力

本文通过模型试验对高基床防波堤顶墙前人工块体的防浪掩护作用进行了系统研究。根据总荷载(总水平力、总垂直力、总倾处力矩)的实测值,得到了无掩护的总荷载的变化关系曲线和不同掩护方式时掩护系数的经验计算式。本文的结论可供工程设计及港工规范修订时参考。     

振荡浮子式波能转换装置阵列的物理模型水池试验

 振荡浮子式波能转换装置在防波堤上进行阵列化布置时,各装置的浮子获能体之间会发生复杂的水动力相互作用,影响装置的运动和发电性能。开展物理水池试验,研究了防波堤前振荡浮子式波能装置阵列的水动力响应特性,着重分析了不同波浪条件下浮子尺寸和分布间距对装置运动性能和发电功率的影响规律。研究发现,在所考虑的参数范围内,相同波况条件下,小半径浮子波能装置的发电功率更高;窄频带波浪环境中,小间距布置有利于产生更大的功率峰值,且入射波高对装置的发电功率有显著影响。     

水流对立柱周围波浪爬升特性的影响

基于雷诺平均Navier-Stokes方程和连续性方程建立适用于波浪与水流相互作用的三维数值波浪水池,并在该数值波浪水池内对立柱周围的波浪爬升效应进行数值模拟;选用不同的波流组合方式,探讨了水流速度对柱体周围的波浪爬升效应及其所受载荷的影响,并与波浪单独作用时立柱周围的波浪爬升情况进行对比,分析了水流对柱体周围波面的扰动和水质点运动轨迹的影响.同时,对波浪单独作用下,立柱近壁面处的波浪爬升效应进行了模型试验,以验证数值计算结果的准确性.结果表明,其计算值与试验值吻合较好.     

鼓泡塔中驻波声场调制大气泡的直接模拟

采用直接数值模拟的方法，同时计笋了鼓泡塔中高频驻波的生成、传播和一个直径5．55mm的大气泡与该驻波相互影响的行为．气液主流场采用考虑表面张力的粘性可压缩流体动力学基本方程和气液两相的状态方程来描述，可压缩气泡的界面行为由Levelset方法耦合界面作用模型来处理，驻波声场通过与时间相关的传感器速度入口边界条件形成．模拟结果显示，反应器中形成了一个稳定的驻波声场；由于气泡的存在，均匀的压力场变成了轴对称分布的压力场；气泡容积以很小的振幅周期性收缩与膨胀．模拟结果还揭示了对于在驻波声场中的大尺寸气泡，Bjerknes力与浮力之比为20％-25％，与实验结果21％基本相符．     

矩形浮箱式防浪堤消浪特性分析

利用特征函数法对矩形浮箱式防浪堤的消浪性能进行分析。建立了浮堤与波浪相互作用的数学模型,求解各部分流域速度势。根据速度势及浮堤的横摇、纵荡、垂荡运动对波浪的绕、辐射影响,分析了浮堤的水动力特性,确定浮堤的消浪性能。计算结果表明,这种方法能对浮堤消浪特性进行较好的预测,可为模型试验或工程设计提供技术借鉴。     

黏性水波场和水平方柱波浪载荷的数值模拟

随着海洋工程的快速发展,作用在建筑结构上的波浪力问题得到了广泛的重视．以N—S方程为控制方程,VOF法追踪自由面,通过在动量方程中加入简单动量源,建立了具有造波和消波功能的二维数值波浪水槽,模拟了水平方柱的波浪受力．通过实验验证：采用1倍波长造波区源项造波效果较好,解决了计算域内障碍物的二次波浪反射问题;光滑水平方柱的Morison公式推荐系数为CD=2．05和CM=1．9;作用于柱体上的黏性剪切力很小,可以忽略不计．表明建立的数值波浪水槽可用于水平方柱的波浪受力模拟。     

波浪作用下抛石基床直立堤沙质底床中孔隙水压力响应

利用波浪水槽试验,对波浪作用下抛石基床直立堤沙质底床的孔隙水压力响应进行了研究．试验中观测了在不同波高、周期、水深和泥沙粒径等条件下,自由底床和有抛石基床防波堤的土体孔隙水压力的变化．试验结果分析表明,随着波高和周期的增大,孔隙水压力幅值增大;随着水深的增大,孔隙水压力幅值减小．建堤后,底床中的孔隙水压力会增大,有效应力会降低,对防波堤的稳定性会造成严重影响．同时试验结果也表明,把基于Biot固结理论的多孔弹性介质模型用于研究波浪作用下海床的动力响应是合理的．     

汽车油箱流-固耦合模态及对外辐射噪声的仿真分析

以某款SUV车用油箱为研究对象,采用流-固耦合有限元和边界元分析方法,在Virtual.Lab仿真平台上分别对油箱的干模态、湿模态以及装满燃油时的流-固耦合模态进行仿真计算,得到3种情况下的油箱模态频率变化规律,并给油箱施加一定频率范围的激励力,研究其对外辐射噪声水平。结果表明,油箱干模态和湿模态的频率相差不大,而装入燃油后油箱的耦合模态频率大幅降低,油箱对外辐射噪声的高频成分得到很大衰减,但低频噪声成分有所增加。     

表面波诱导的近底高浓度泥沙水层内波动场的计算

随着水质恶化,底泥悬浮对水质的重要影响受到极大地关注.计算机的迅速发展为数值模拟底泥运动与再悬浮研究提供了可靠手段.利用连续性方程和N-S方程模拟流体质点运动,采用VOF法追踪自由面和水-泥沙水的相界面运动,建立了空气-水-高浓度泥沙水的数值波浪水槽,实现了波浪作用下的流场动力学响应模拟.利用波谱分析手段,分析了流场中表面波和内波耦合波场的波动特性,提出了小幅值线性波动场的计算方法.     

地震作用下海底悬跨管道水动力计算模型

在不同方向的地震动输入下海底悬跨管道的动力响应存在差别.基于Wake模型,提出了三维地震输入下的海底悬跨管道的水动力模型,并推导了有限元控制方程.建立有限元离散模型模拟模型试验工况,进行了正弦波和El Centro模拟地震波输入下海底悬跨管道的动力分析.通过数值计算和模型试验的结果比较可以看出,考虑地震动输入方向影响的Wake模型能够应用于海底悬跨管道的地震响应分析,其计算结果与试验结果符合得较好.