既有铁路隧道健全度评价

结合某引水隧洞下穿既有铁路隧道的实际工程,采用超声回弹综合法、地质雷达物探法、激光断面仪法等无损检测方法,对预测的既有铁路隧道受下穿引水隧洞施工影响段进行了检测,检测结果：混凝土强度推定值为31.7MPa,大于设计强度（C20）;混凝土厚度均大于设计值,且衬砌背后无明显缺陷;净空断面均大于设计净空断面;衬砌表面存在裂缝及渗漏水情况,部分裂缝长度达到5m,但缝宽均小于3mm。采用劣化度的方法来判定隧道结构物的功能状态,该段技术状况能满足运营要求。将该段铁路隧道健康状况评定为C级。可为类似工程提供参考。     

某隧道围岩模量和松动圈厚度测试

为了解小相岭隧道围岩变形参数和损伤深度等数据,利用刚性钻孔弹模计和单孔一发双收声波法对隧道掌子面附近围岩开展现场试验,并结合室内单轴压缩试验,分析围岩松动圈厚度和岩体动、静弹性模量值及其随深度分布规律。测试结果表明:钻孔弹模计测得的压力-变形曲线规律性良好,大致分为低压区、中压区和高压区;水平孔沿着洞轴线方向变形模量和弹性模量值为5.00～13.37 GPa、6.45～22.51 GPa,铅直方向变形模量和弹性模量值为5.00～13.37 GPa、6.45～22.51 GPa;铅直孔沿着洞轴线方向变形模量和弹性模量值为5.90～15.92 GPa、6.87～22.43 GPa,垂直洞轴线方向变形模量和弹性模量值为6.66～26.56 GPa、7.63～35.75 GPa;围岩整体有各向异性。围岩松动圈大致呈圆形分布,厚度为5 m。底板松动厚度明显大于洞壁,建议适当调整爆破参数,对松动圈进行加固处理,尽量减小开挖对围岩造成的损伤,本试验成果可为类似工程提供参考。     

基于正交试验方法的柔性神经电极优化设计

对柔性神经电极进行优化设计,综合弹性模量、电极厚度、楔形角这3个参数进行研究,利用正交试验设计的思想设置试验组,采用ANSYS软件研究不同试验组的脑组织最大应变,并根据试验结果提出组合式柔性神经电极的设计思路.研究结果表明,在弹性模量为8.5 GPa、电极厚度为15μm、楔形角为45°的情况下,微动造成的脑组织最大应变最小,为5.562 7×10~(-2).一种中间层聚合物弹性模量为5.5 GPa,两边层聚合物弹性模量为8.5 GPa的三明治结构的组合式柔性电极,在微动损伤以及植入形变上均具有一定的优势.     

超量塌陷区铁路桥结构的检测与评估

为确定一期加固处理后的淮南超量塌陷区某铁路桥现阶段的结构性能,采用超声-回弹综合法、钻芯法、钻孔检测法、超声法等分别检测了该桥体的相关结构参数。结果表明,该桥一期加固混凝土强度小于35MPa,未达到设计要求;混凝土碳化深度小于0.5 mm,可忽略混凝土碳化引起的钢筋锈蚀及其对回弹测量的影响;钢筋直径、间距和混凝土保护层厚度,基本满足设计要求;4号孔3个箱体内的超声波速和波幅变化较小,顶板混凝土内部没有明显缺陷。该桥可正常运行。     

冻融循环作用下混杂纤维粉煤灰混凝土力学性能试验

为了研究混杂纤维和粉煤灰增强混凝土在冻融循环作用下的损伤程度,通过对基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土试样在冻融循环条件下进行抗压强度试验及超声波检测试验,得到冻融破坏后混凝土的抗压强度和相对动弹性模量,分析抗压强度损伤量、相对动弹性模量损伤量和内部结构破坏机制,建立了基于相对动弹性模量的强度衰减方程。试验结果表明：基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土的抗压强度和相对动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而减小;经历60次冻融循环时,其抗压强度和相对动弹性模量都有不同程度的下降;混杂纤维粉煤灰混凝土抗压强度和动弹性模量的损伤量在粉煤灰掺量小于10%时整体小于基准混凝土,而在粉煤灰掺量为20%和30%时大于基准混凝土;通过对冻融循环作用下混凝土相对抗压强度与相对动弹性模量的关系拟合,得到相关系数良好的相对抗压强度与相对动弹性模量的指数函数关系表达式;分析了混凝土冻融损伤、纤维和粉煤灰增强混凝土抗冻融机理。掺入适量纤维和粉煤灰能增强混凝土的抗冻融破坏能力。     

具有超高强度超高模量的聚对苯撑苯并双噁唑

综述了聚对苯撑苯并双噁唑的制备、性能及应用。该聚合物被干喷湿纺成具有抗张强度达5.7GPa,弹性模量达360GPa的纤维;并被浇污成具有抗强强度达2GPa,弹性模量达270GPa的簿膜。     

复合助剂改性混凝土的韧性与刚性研究

采用正交试验研究了水胶比、胶粉掺量、硅粉掺量以及消泡剂掺量对混凝土的韧性与刚性的影响规律。结果表明:四个因素对混凝土的折压比影响的主次顺序是胶粉掺量最大,消泡剂掺量次之,水胶比第三,硅粉掺量最小;而对于弹性模量影响的主次顺序是胶粉掺量最大,硅粉掺量次之,消泡剂掺量第三,水胶比最小。胶粉能显著提高混凝土的折压比,改善混凝土的韧性;且胶粉掺量越大,效果越明显。组成参数为水胶比0.35、胶粉掺量8.0%、硅粉掺量6.0%、消泡剂掺量0.8%的复合助剂改性混凝土混凝土,其抗折强度为7.05 MPa,折压比为0.159,弹性模量为20.16 GPa,其综合力学性能良好,韧性最大,适合用作混凝土路面材料。     

隧道衬砌裂缝的远距离图像测量技术

针对远距离数字照相所采集的隧道衬砌裂缝图像自身特点,结合实验数据拟合标定曲线的相机标定方法,采用图像增强预处理、循环迭代法裂缝区域提取、数学形态学修整、亚像素边缘检测等图像处理手段,提出隧道衬砌裂缝识别及宽度量测新算法.经室内试验验证,当拍摄距离小于8m时,算法精度较高,裂缝宽度量测误差一般小于0.40mm;根据现场实际情况可知,该算法误差最大为0.37mm,最小为0.08mm,平均误差为0.20mm,满足工程测量的要求.     

自燃煤矸石制备轻集料混凝土的试验

为推广自燃煤矸石粗、细集料在混凝土中的应用,参照国标,通过试验对阜新市高德矿堆积的自燃煤矸石进行了轻集料品质评定.试验结果表明,阜新高德矿自燃煤矸石SO3质量分数<1.0%,因此能保证该自燃煤矸石集料配制混凝土的结构安全性;在掌握了自燃煤矸石基本性质的基础上,将其破碎、筛分、级配,加工成粗、细集料.按轻集料混凝土配合比设计方法设计了5组试验,进行了大量的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈拉强度和弹性模量检测.研究结果表明,由于阜新高德自燃煤矸石粗、细集料与中等级混凝土基体的强度和弹性模量差距较小,虽然其自身强度不及天然砂子及碎石,但因充分发挥了集料和基体的协调作用,仍可配制出LC15-LC40的混凝土,且早期强度发展的更理想.     

回弹法检测泵送混凝土专用测强曲线研究

在大规模的建设中,结构混凝土强度非破损检测技术应用日趋普及,目前主要有回弹法、超声脉冲法、超声—回弹符合法等,回弹法因其具有设备简单,操作方便的优点,所以被广泛应用。用回弹法检测混凝土强度是对常规检验的一种重要补充,有关规范中建议通过实验建立地区专用测强曲线。本文通过实测检验数据,利用最小二乘法原理,推断出混凝土强度与回弹法检测的平均回弹值之间的专用测强曲线,与通用测强曲线相比较,该曲线比通用测强曲线更接近实验数据,能更好的推算本地区混凝土的实际强度。     

冻融损伤后引气混凝土三轴强度准则研究

青岛海湾大桥为我国北方冰冻海域建设的第一座跨海大桥,为了有效评估冻融后承台引气混凝土的力学性能,开展了引气混凝土在冻融作用后各项基本力学性能衰减规律的试验研究。研究了海水冻融循环次数分别为0、100、200、300次的混凝土应力一应变关系,基于大型动静载伺服刚性试验机,测试受海水冻融后的混凝土应力应变曲线关系,根据混凝土应力应变曲线,总结混凝土弹性模量、抗压强度的衰减规律。根据试验结果建立了引气混凝土考虑冻融循环次数的OTTOSEN强度准则模型。试验现象表明：随着冻融循环次数的增多,混凝土轴心抗压强度、弹性模量等力学性能指标的下降程度均逐渐加大。该强度准则可为建立符合实际工程的混凝土结构冻融后抗裂设计理论提供基础资料。     

基于胶粘拔出法的桥梁结构混凝土强度测试

 在进行桥梁结构检测时,采用胶粘拔出法进行混凝土强度测试,不但可以避免破损检测法对结构造成的严重破损,还能够弥补常规非破损法,如回弹法等测试精度不高等缺点。为了便于实际操作,通过比对试验,将一种有机植筋胶作为胶粘拔出法的锚固胶,并设计出了一套可重复利用的钢质锚固件的拉拔系统。比较结果表明,该方法可取得较好效果。在对一批双向钢筋混凝土板的拔出力及其对应的混凝土立方体试块抗压强度进行统计研究分析的基础上,运用最小二乘法,绘制出胶粘拔出法的桥梁结构混凝土强度与拔出力的测强曲线,曲线相关性较好,且相对标准差较小。最后,运用测强曲线,对野外暴露试验站的2片预应力混凝土梁进行胶粘拔出法试验研究,计算值与试验值吻合较好,为胶粘拔出法在桥梁结构混凝土强度测试工程实践中的应用奠定了基础。     

沿河公路钢筋混凝土悬空路面板等效方法研究

弹性模量是钢筋混凝土路面板的重要物理参数,常在数值模拟和力学分析中使用。将钢筋混凝土路面视作复合材料,采用细观力学方法求解其弹性模量,进而等效为均质板。结合裂纹发展规律和钢筋阻裂效应,将钢筋下部混凝土体积分数作为钢筋的体积分数,对传统的混合率模型进行改进。按照骨料含量不同,概化为并串联模型和串联体模型两种等效模式,得出了相应的等效弹性模量预估模型计算公式。对骨料弹性模量和下部钢筋混凝土体积分数进行研究,得出如下结论:1串联体模型计算值在趋势上与实测值符合较好,略大于实测值;2当骨料弹性模量小于60 GPa时,并串联模型计算值小于实测值,且在10%范围内;3当骨料弹性模量大于60 GPa时,并串联模型计算值大于实测值且偏离较大,预估计算公式不再适用;4对于并串联体模型,钢筋体积分数可取(0.1~0.16),对于串联体模型,钢筋体积分数可取0.1以下的正值。     

某公路运营隧道结构病害检测及安全分析

运用无损探测技术如探地雷达法、极坐标法、回弹法等和常规探测技术对某公路隧道出现的病害进行了详细的调查、检测,确定了各类病害的分布特征及部位。运用荷载结构法对该隧道二衬病害的典型断面进行了结构安全性分析。分析结果表明,隧道结构病害断面的安全系数小于规范值,不安全;隧道拱顶的安全系数最小。     

高强轻骨料混凝土收缩和徐变试验

对大跨桥梁等结构中强度等级为48.7-72.2MPa的高强轻骨料混凝土的收缩和徐变进行应力试验。试验持续时间270-1080d。结果表明,轻骨料的含水率直接影响轻骨料混凝土收缩的发展速度,对徐变影响则较小。高含水率的轻骨料混凝土早期收缩小于相同强度的普通混凝土,但最终收缩大于普通混凝土;低含水率的轻骨料混凝土收缩始终大于普通混凝土。轻骨料混凝土的徐变系数小于普通混凝土,但由于轻骨料混凝土的弹性模量低于普通混凝土,徐变应力仍可能大于普通混凝土。     

高强轻骨料混凝土收缩和徐变试验

对大跨桥梁等结构中强度等级为48.7~72.2MPa的高强轻骨料混凝土的收缩和徐变进行应力试验。试验持续时间270~1080 d。结果表明:轻骨料的含水率直接影响轻骨料混凝土收缩的发展速度,对徐变影响则较小。高含水率的轻骨料混凝土早期收缩小于相同强度的普通混凝土,但最终收缩大于普通混凝土;低含水率的轻骨料混凝土收缩始终大于普通混凝土。轻骨料混凝土的徐变系数小于普通混凝土,但由于轻骨料混凝土的弹性模量低于普通混凝土,徐变应力仍可能大于普通混凝土。     

中墙顶部回填混凝土弹性模量对连拱隧道稳定性的影响

根据某高速公路连拱隧道衬砌结构形式,建立有限元计算模型,通过改变回填混凝土单元的弹性模量模拟回填混凝土的不同密实程度,采用数值模拟方法研究回填混凝土弹性模量变化对连拱隧道稳定性的影响.研究结果表明:围岩的变形和应力以及衬砌内力均随着中墙顶部回填混凝土弹性模量的增大而大幅度降低;当回填混凝土弹性模量比由0(完全脱离)增加到100％(完全密实)时,拱顶沉降和围岩拉应力分别降至75％和20％左右,内衬弯矩可降至17％左右;当弹性模量比达到60％以上时,内衬弯矩基本保持不变;中墙应力随着回填混凝土弹性模量的增大而增大,且弹性模量比越低,中墙应力变化幅度越显著,回填混凝土完全脱离时中墙两侧最大压应力仅为完全密实时的33％左右,中墙承受的荷载主要来自上方围岩通过回填混凝土传递到中墙的压力.在实际施工中,应使中墙回填混凝土的弹性模量比至少达到设计标号混凝土标准值的60％以上方可进行隧道正洞开挖.     

基于山岭隧道高性能喷射混凝土应用研究进展

喷射混凝土因其高效、低成本和高质量,广泛应用于山岭隧道工程中。目前喷射混凝土强度低、回弹率高且对运营期隧道耐久性影响差,已成为亟待解决的问题。针对目前喷射混凝土存在的一系列问题,对高性能喷射混凝土在山岭隧道工程中应用取得的重大进展进行综述。以喷射混凝土在山岭隧道工程应用为背景,首先从掺液体速凝剂、优化材料组分及掺纤维增强材料三个方面系统阐述提高隧道喷射混凝土力学性能实现途径;然后从抗渗性能、抗冻性能、抗碳化性能以及硫酸盐侵蚀性能四个方面系统阐述改善隧道喷射混凝土结构耐久性保障技术。最后结合当前喷射混凝土在山岭隧道建设中存在的问题和发展需要,指出山岭隧道工程喷射混凝土结构应用技术的发展方向。     

自密实混凝土加固碳化混凝土界面剪切性能试验

为研究混凝土构件长期暴露大气中表面形成的碳化层对自密实混凝土加固混凝土黏结界面剪切性能的影响,为该类结构加固设计提供依据,设计不同碳化程度Z形黏结试件进行直剪试验,考察混凝土碳化深度、混凝土强度和界面处理方式等对黏结试件破坏形式和抗剪强度的影响,并在试验基础上建立碳化混凝土黏结界面抗剪强度预测模型。研究结果表明:混凝土碳化引起黏结界面剪切裂缝分布形式的改变;混凝土碳化后强度和弹性模量均有所增强,在黏结界面间形成一个局部强化区域,剪切裂缝由原来的界面裂缝逐渐向老混凝土内部转移,扩展至碳化强化区与未碳化区交界面;混凝土碳化使得黏结界面抗剪强度增强,碳化初期,黏结界面抗剪强度增长迅速,达到一定碳化深度后,其增长幅度变小;黏结界面抗剪强度与新老混凝土的强度、界面处理方式等也密切相关,对于Ⅰ类和Ⅱ类界面,一定范围内增大新混凝土强度对于提高界面抗剪强度具有积极作用;当新老混凝土强度相差超过2个标号时,继续提高新混凝土强度作用不大;Ⅲ类界面植筋能有效提高抗剪强度,且其抗剪强度由较低强度混凝土控制。     

沿海混凝土结构耐久性现场试验方法的优选

为了有效地进行沿海混凝土结构的耐久性检测与评估,通过分析和对比目前国内外混凝土结构常见的耐久性检测方法,结合沿海混凝土结构的特点,提出了一种对沿海混凝土结构进行检测与评估的实用方法.该方法通过人工环境室内加速与现场取样检测、现场暴露试验等,建立人工气候环境与自然环境条件下混凝土结构性能劣化的相似关系,从而通过短期实验实现对新建或待建结构的耐久性评估与寿命预测.为今后对混凝土结构耐久性进行有效的评估提出了一种新的思路.并以一实际工程的耐久性试验方案为例,分析了该方法的具体实施过程.