堆石坝混凝土面板施工期裂缝成因及预防方法

针对堆石坝混凝土面板施工期普遍存在开裂的问题，在前人以温度应力为主要研究对象的基础上，考虑了干缩应力，编制了温湿耦合程序并进行验证.从混凝土面板长度，面板两侧横缝约束强度，环境相对湿度和保温保湿措施方面对某堆石坝混凝土面板进行了温度应力、干缩应力以及温湿耦合应力仿真计算，并对计算结果的温度、湿度、应力进行了综合的对比与分析.结果表明，当环境相对湿度为0.3,温湿耦合应力最大值是温度应力最大值的近2.46倍.当环境相对湿度为0.6,相对湿度下降相同的幅度5%,第60天拆模拉应力涨幅为第5天拆模拉应力涨幅的近2.28倍.此外，横缝约束作用将导致面板最大拉应力最大涨幅约为75%.解释了该堆石坝混凝土面板施工期裂缝成因，得出了“半定量”的关系，并提出相关的预防方法，可为类似工程提供参考.     

基于毛细孔张力理论的混凝土干缩模型

以毛细孔张力理论为基础,采用ANSYS有限元软件建立了混凝土内单个毛细孔的数值分析模型,对混凝土的干缩应变和干缩应力进行了模拟计算.假定混凝土内液体表面张力为定值,凹液面主曲率半径依次下降为不同值,利用ANSYS有限元软件计算毛细孔相应的径向收缩位移,据此计算单个毛细孔的体积干缩应变及相应混凝土的体积干缩应变.其次,计算当凹液面主曲率半径下降幅度不变,而使毛细孔隙内液体表面张力依次降低,利用同样的方法计算相应的单个毛细孔的体积干缩应变及相应混凝土的体积干缩应变.根据上述计算结果,分别绘制混凝土的体积干缩应变随混凝土毛细孔隙内凹液面主曲率半径及液体表面张力的变化曲线,从而近似地找出了混凝土干缩应变与毛细孔内液体表面张力、凹液面主曲率半径之间的关系.从微观角度建立了混凝土干缩应变的估算模型.     

干缩和徐变对隧道喷射混凝土支护安全的影响

针对以位移为基础的隧道支护结构安全性分析方法,探讨了喷射混凝土的收缩和徐变变形对隧道安全性的影响.根据喷射混凝土的干缩和徐变特性,推导了考虑干缩和徐变时支护内力的计算公式,给出了支护结构截面失效的功能函数,并进行了工程实例分析.结果表明,研究工作提高了施工期隧道喷射混凝土支护安全性评价位移方法的计算精度.     

等温条件下混凝土质扩散系数研究

混凝土的质扩散系数（Dm）是混凝土材料的一种湿物性，它反映混凝土内部的湿份在空间上趋于均匀的能力。在混凝土温度保持不变的条件下，混凝土质扩散系数取决于材料的微观孔隙结构、初始含湿量的大小及其在空间上分布的均匀性。对同一种混凝土材料而言，混凝土质扩散系数强烈地依赖于混凝土内部的初始含湿率。本首先从湿度扩散矩的概念上论证了混凝土的质扩散系统与其平均值（Dm）的关系；接着研究平均质扩散系数代替质扩散系数以后，混凝土湿度场的变化趋势；最后讨论了两种不同质扩散系数下混凝土干缩速度、干缩应变、非均匀干缩引起的约束应力等。以北方地区拆模后的大体积混凝土为例，计算了混凝土表面最大干燥应力与干燥深度，其成果可以为混凝土表面保护设计提供参考。     

混凝土结构温度应力仿真分析

提出了线性损伤－应变耦合模型，可计算结构损伤场随荷载变化的全过程，给出了考虑损伤行为特征的混凝土结构温度应力仿真计算方法，并对混凝土拱坝进行了考虑损伤后的温度应力仿真计算，从而为复杂混凝土结构的真正仿真分析研究奠定了理论基础。     

钢筋混凝土柱壳的非线性分析

混凝土受拉开裂及多向压力作用下混凝土的非线性应力－应变关系是产生钢筋混凝土结构非线性反应的两个主要原因，据此建立混凝土破坏的一般准则，用这些准则建立非线性有限元分析的应力－应变增量关系，对于钢筋混凝土构件的有限元分析，文中介绍的方法可以直接考虑钢筋的作用，钢筋和混凝土两种不同材料的应力－应变关系可以分别考虑，便于有限元计算程序的编制。     

回收轮胎聚合物纤维混凝土干缩性能研究

为研究回收轮胎聚合物纤维(RTPF)对混凝土干缩性能的影响，对素混凝土、RTPF混凝土(体积分数分别为0.1%，0.2%，0.4%和0.8%)和聚丙烯纤维(PPF)混凝土(体积分数为0.1%)进行干缩试验和纤维作用机理分析.结果表明:不同掺量RTPF混凝土比素混凝土坍落度降低8.1%~62.2%，含气量增大11.2%~47.9%；RTPF混凝土的干缩率在0~7d时增长速率较快，之后逐渐平缓，RTPF的加入降低了混凝土干缩的早期增长速率；混凝土干缩率随RTPF掺量的增加出现先降低后升高的趋势，当RTPF体积分数为0.2%时混凝土干缩率出现最小值，不同掺量RTPF混凝土在7d和28d时的干缩率分别比素混凝土降低了14.2%~36.0%和2.9%~27.2%；相同体积分数(0.1%)下PPF混凝土的干缩率比RTPF混凝土低，在抑制混凝土干缩方面体积掺量0.2%的RTPF可替代体积掺量0.1%的PPF；扫描电子显微镜测试表明，RTPF可与混凝土基体有效黏结，并承担来自混凝土基体的收缩应力；通过干缩率的拟合值与实测值对比得到适合RTPF混凝土的干缩计算模型.     

大体积混凝土干缩裂缝控制措施

在桥梁、地铁等项目施工过程中,一般现浇的大型墩台、连续墙式结构、地下基础等是容易由温度收缩应力引起裂缝的结构,通称为大体积混凝土结构。由于碳化和钢筋锈蚀的作用,干缩裂缝也会使大体积混凝土的表面裂缝发展成为更加严重的裂缝,影响结构的耐久性和承载能力。本文对大体积混凝土干缩裂缝控制措施进行探讨。     

混凝土防裂的实践与探索

混凝土干缩变形对结构物的危害很大,它可使混凝土表面出现较大的拉应力,从而引起表面开裂,直接影响结构物的耐久性。近几年,对于如何做好混凝土的防裂工作,倍受大家的关注,提出了一些如何控制干缩变形的措施,有的已在工程中得到应用,并取得成效。     

砌体结构温度应力分析

为探讨砌体结构温度裂缝机理,对一砌体结构墙体与屋面板的温度场进行了实测,得到了砌体结构墙体与屋面板随时间的温度分布,给出了砌体结构建筑温度场的变化规律,在实测温度场的基础上,用有限元法对整体结构进行了温度应力分析,并给出了考虑干缩影响的温度应力计算方法.研究结果为控制砌体结构温度裂缝提供了参考.     

混凝土收缩徐变和温度对外墙瓷砖性能及安全性研究

采用ANSYS Workbench软件平台的Fluid Flow(Fluent)分析系统件对夏季极端高温下外墙瓷砖温度进行模拟,并进行温度实测,相互验证模拟值与实测值准确性;提出了外墙柱混凝土收缩徐变各龄期的有效模量计算公式,选取6种不同尺寸的柱-砂浆-瓷砖模型,采用有效模量法模拟混凝土柱收缩徐变对外墙瓷砖剪应力和侧向变形的影响,计算外墙柱混凝土收缩徐变和夏季极端高温作用下瓷砖层剪应力值与侧向变形值。结果表明：外墙瓷砖层实测温度值略低于模拟值;极端高温和混凝土收缩徐变作用下的剪应力值与变形值相差较小,因此,在外墙瓷砖设计时要考虑温度及混凝土收缩徐变两大因素,砂浆层厚度和柱纵向配筋率均是影响剪应力值和侧向变形值大小的主要因素;夏季极端高温环境下外墙瓷砖极有可能发生水平漂移,房屋周边道路均在瓷砖脱落范围之内。     

长期受弯构件应力应变分布及变形规律研究

通过全面考虑混凝土徐变收缩、裂缝影响及应力重分布变化过程,推导了适于不同应力分布条件下钢筋混凝土受弯构件截面长期应力应变分布规律的计算方法.提出了钢筋混凝土构件收缩翘曲变形影响系数曲线及曲率计算公式,并建立了分析预测受弯构件初始及长期总变形的通用分析方法.考虑截面非线性应力分布曲线,对各类受弯构件长期徐变收缩效应及变形进行分析,通过了试验验证.研究归纳了配筋率、截面尺寸等影响受弯构件长期挠度变化规律的主要因素.分析表明,钢筋能有效约束受弯构件长期徐变变形,而收缩翘曲变形大小及方向则主要取决于拉、压钢筋配筋率比值;在同等的初始抗弯刚度或截面积条件下,宽扁梁长期变形增长较普通梁显著.     

混凝土蠕变理论的有效模量法

龄期调整有效模量法是计算与砼蠕变有关的长期效应的有效方法，美国砼学全的 ２０９委员会也推荐这种方法用于精度要求高的计算。本文通过对砼构件的干缩应力的 计算，指出该方法不适用于具有复杂应力历史的问题和早龄期问题。     

混凝土水灰质量比与其早期收缩关系的研究

研究早龄期收缩对于解决混凝土工程,尤其是高性能混凝土的早期开裂具有重要意义.采用新研制的非接触式微位移传感器法对不同水灰质量比的混凝土从成型6 h到3 d龄期内的自收缩、单面干燥条件下的总收缩进行测量,同时监测混凝土试件内部温度变化.结果表明:随着水灰质量比的降低,混凝土的自收缩、干燥条件下的总收缩及自收缩在总收缩中所占比例都明显增加,早期自收缩与水灰质量比的关系呈二次曲线关系;当水灰质量比较低时,早龄期的混凝土因表面干燥引起的水分散失会在一定程度上阻碍水泥水化进程,因而这时的总收缩并不是干燥收缩与自收缩的简单叠加.     

干湿循环下混凝土湿度与变形的测量

为考察干湿循环环境下混凝土内部湿度和变形的关系,该文采用自然干燥和液态水湿润的方法,模拟了混凝土的干湿循环环境,试验测定了3个强度等级的混凝土试件在干湿循环下自由变形和内部相对湿度随干湿龄期的变化。试验结果表明:混凝土在干湿循环下表现出干缩湿胀的特性;混凝土水灰比越小,干湿循环下其自由变形和内部相对湿度的变化幅度越小;混凝土干燥阶段内部湿度和变形的变化速率明显低于湿润阶段;混凝土强度等级越高,自干燥作用越明显,相应的变形越大;随着龄期的增长,密封条件下混凝土的变形逐渐超越干湿循环下混凝土变形,并且混凝土强度等级越高,该现象越明显。     

自密实混凝土收缩试验研究及收缩模型的建立

通过试验研究自密实混凝土自生收缩、干燥收缩的发展变化规律,所考察的配合比参数包括粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺、水胶比、胶结料用量等.基于试验结果对已有的模型进行修订,给出适合自密实混凝土的收缩模型.结果表明:随着矿渣复掺比例的增大、水胶比的下降,自密实混凝土各龄期的自生收缩显著增大,而干燥收缩则有明显减小的趋势;两种收缩都有随胶结料总量的增大而增大的趋势.配合比因素对两种收缩的影响规律并不相同,有必要进行分别研究.本文给出的模型能较好地考虑自密实混凝土的特点,与试验结果吻合良好.     

商品混凝土收缩应力试验研究

针对商品混凝土早期弹性模量是个变量,难以通过测其收缩应变直接得出收缩应力这一问题,提出了收缩应力的计算方法.通过量测81个配筋试件和素混凝土试件,从拆模起到180 d龄期内的收缩值,得到其各自的收缩应变.素混凝土试件可以自由收缩;配筋试件由于钢筋的约束,不能自由收缩,导致配筋试件比素混凝土试件收缩应变要小.利用配筋试件与素混凝土试件的收缩应变差值和钢筋混凝土间的拉压平衡条件,推导给出商品混凝土收缩应力计算公式和收缩应力时随曲线,并对收缩应力的影响因素进行了分析.     

单面干燥条件下受约束高强混凝土的早期开裂研究

在单面干燥条件下应用自行研制的混凝土早期收缩应力测试仪及非接触式混凝土收缩变形测试仪测试了水灰比为0.26、0.40的高强混凝土的早期弹性模量和自由收缩变形,通过改进的环向约束试验观测了受约束试件内部的收缩应力及应力梯度,并在上述试验基础上研究了单面干燥条件下受约束高强混凝土的早期开裂趋势.结果表明,高强混凝土水灰比越小,单面干燥条件下的早期自由收缩变形、弹性模量、受约束状态下的内部收缩应力增长越快,干燥表面越容易发生塑性收缩开裂,早期开裂趋势越明显.     

混凝土自收缩与干燥收缩的统一内因

为考察混凝土内部相对湿度与自收缩和干燥收缩的关系,实验测量了在表面密封(试件Ⅰ)和表面先密封后暴露于环境中(试件Ⅱ)2种干燥条件下早龄期混凝土试件的自由变形和内部温湿度变化规律。实验结果表明:在3 d龄期前,同处于密封状态的两试件的自由变形和内部温湿度变化相同;从3 d龄期开始,试件Ⅱ在水分散失作用下内部湿度下降明显大于试件Ⅰ,相应地,由于叠加了干燥收缩,其变形也明显大于试件Ⅰ的自收缩变形。这说明混凝土试件在近似相同的温度历程下,内部相对湿度与其湿度变形,可作为混凝土自收缩与干燥收缩的统一内因进行统一描述。