方钢管混凝土X型节点受拉力学性能的非线性有限元分析

为研究主管轴力、内填混凝土对方钢管节点受拉力学性能的影响,文章进行了X型节点受拉的非线性有限元分析。以方钢管混凝土X型节点受拉试验为研究原型,改变主管的轴力比、宽厚比、支主管宽度比等参数,设计了12个方钢管混凝土和12个方钢管X型受拉节点试件,分别从节点承载力、抗拉刚度、支主管应力分布等方面进行了对比分析。结果表明:改变主管轴拉比、支主管宽度比及主管宽厚比,方钢管混凝土相对于方钢管的节点承载力提高均不显著;主管受轴压力作用时,方钢管混凝土节点承载力高于方钢管节点;方钢管混凝土节点的抗拉刚度、抗疲劳性能显著高于方钢管节点。     

应力梯度对混凝土极限拉伸值的影响

本文通过轴拉、弯曲以及偏心受拉的对比试验,论证了混凝土的极限拉伸值随应力梯度增大而增大的规律,并用Weibull理论进行了定量分析.通过大试件(弯曲、轴拉)与小试件(弯曲、轴拉)的对比试验和理论分析,对小试件的试验结果能否适用于大体积混凝土进行了肯定的论证.考虑大坝温度应力的实际分布.建议将轴向拉伸试件测得的极限拉伸值乘以系数(1.23～1.35)作为设计采用.     

混凝土强度及疲劳寿命试验样本容量分析

根据样本容量理论，提出确定混凝土强度和疲劳寿命试验所需最少试件数量的方法。通过对29组486个试验数据进行算例分析，给出试件数量与试验置信水平、变异系数及相对误差的数量关系，表明在混凝土强度及疲劳寿命试验中科学合理地确定试件数量对降低误差的重要性，并由此提出对现有规范的修改建议。结果证明：相同条件下混凝土低周疲劳比高周疲劳试验所需试件数量要多。同时也为相关科学试验设计提供了简单实用的方法。     

钢纤维膨胀混凝土管状构件受拉应力-应变全曲线研究

成功地测出了钢纤维膨胀混凝土管状试件轴拉应力－应变全过程曲线,并应用微裂缝开展理论,对全过程曲线作了宏观过程和微观机理分析,在试验基础上,对钢纤维膨胀混凝土管状试件受拉应力－应变全曲线进行了数值模拟,给出了与试验结果符合较好的模拟方程。     

SRC构件偏心受拉试验及承载力研究

目的研究型钢混凝土偏心受拉构件各阶段受力性能,优化规范中提出的正截面承载力计算公式.方法利用自主研发一套拉-压转换架,对12根型钢混凝土偏心受拉构件进行单调加载试验,研究配钢率、偏心距、配筋率以及型钢腹板、翼缘厚度对型钢混凝土偏心受拉构件各阶段受力性能及承载力影响.结果型钢配钢率、腹板、翼缘各占比约8%、6%、9%,对轴拉试件的承载力有较为明显的影响,但对于偏心受拉试件影响较小;偏拉试件偏心距越大,试件破坏时间越早,局部破坏越显著.结论试验推导公式满足精度要求,为型钢混凝土偏心受拉构件在实际工程中的应用与推广提供了理论基础.     

轴拉荷载下混凝土徐变性能的研究

用轴心受拉混凝土试件,在标准条件下养护一个月后,进行了不同应力水平下轴心受拉徐变破坏试验,观测了混凝土在不同应力水平下的轴拉徐谈变形过程,通过分析得到了对应于不同轴拉应力水平时的混凝土的徐变变形规律,当持荷应力高于徐变长期强度时,混凝土地持续拉伸荷载作用下的徐变变形随时间的增长不断增加,直至发生徐变破坏,这类徐变变形过程一般可以分为３个阶段（即徐变减速阶段、稳定徐变阶段和徐变加速阶段）、根据试验结     

多轴疲劳寿命预测及验证

以薄壁管试件为研究对象,分析了拉扭联合加载作用下的多轴疲劳应变变化特性·根据多轴疲劳临界平面法原理,以临界平面上最大剪应变幅、正应变幅以及表征材料总体损伤水平的非比例度为参数建立多轴疲劳损伤参量,结合MansonCoffin方程建立了多轴疲劳寿命预测模型·该模型考虑了材料总体损伤程度·模型中表征材料总体损伤的非比例度是加载参数的函数,与多轴疲劳应变变化特性密切相关·试验验证,预测寿命误差因子小于15·     

三级配混凝土单轴破坏的细观数值模拟

将混凝土看成是由骨料、界面和砂浆组成的非均质复合材料,采用非线性有限元软件Marc对东江拱坝三级配混凝土试件单轴受拉、单轴受压破坏的全过程进行数值模拟．按照试件的实际配比计算出各种粒径骨料的数目,采用蒙特卡罗法对混凝土骨料进行随机投放,生成试件的随机骨料模型．研究中,单轴受拉时采用最大拉应力准则,并考虑了材料的软化;单轴受压时采用线性莫尔-库伦准则．结果表明,混凝土的力学性能与其内部的细观结构组成密切相关,材料的宏观破坏是细观结构破坏累积的结果,无论是受拉时的开裂还是受压时的屈服,几乎都首先发生在界面上．     

钢管混凝土格构短柱轴力弯矩相关曲线的试验研究

进行了13根以偏心率为参数的钢管混凝土格构短柱试验,其中11根为偏心受压,2根为偏心受拉.试验结果表明,腹杆受力较小,处于弹性阶段,试件按柱肢破坏形式可分为压坏型和拉坏型.对于偏压试件而言,当偏心率小于界限偏心率时,为压坏型;大于界限偏心率时,为拉坏型.对于偏心受拉试件而言,均为拉坏型.继而对我国主要的钢管混凝土结构设计规范的有关计算方法进行了分析,提出了综合不同规程、更为精确的钢管混凝土格构短柱轴力弯矩相关方程.     

钢-薄层UHPC轻型组合桥面结构抗弯疲劳及剩余承载力试验研究

为探明栓钉间距对钢-UHPC轻型组合桥面结构受力性能的影响规律,完成了3个钢-UHPC组合梁试件变幅疲劳试验,主要试验变量为栓钉间距（100 mm、150 mm、300 mm）.在疲劳试验中,重点考察了栓钉间距对轻型组合桥面结构疲劳性能的影响,并关注了栓钉焊趾处钢面板受拉-短栓钉受剪耦合作用下的疲劳性能;而在疲劳后的剩余承载力试验中,探明了栓钉间距对疲劳后UHPC裂缝发展规律及抗弯承载力的影响.疲劳试验结果表明,当栓钉间距为300 mm时,单位荷载下的钢-UHPC界面滑移明显高于其他两个试件,但在疲劳加载过程中,界面滑移增长并不明显;对于U肋受压区底板应变,当栓钉间距为100 mm和150 mm时,整个疲劳试验过程无明显变化,而当栓钉间距为300 mm时,应变呈现微小的增大趋势;为分析试件中栓钉根部的钢面板拉-剪耦合疲劳受力状态,基于《公路钢混组合桥梁设计与施工规范》（JTG/T D64-01—2015）中的计算方法进行了分析,结果表明,该方法能够获得偏保守的计算结果.此外,疲劳后的剩余承载力试验表明,栓钉间距越小,试件的塑性变形能力越强,截面的抗弯承载力相应提高.分别按弹塑性理论和塑性理论计算了试件的剩余承载力,发现试件虽然经历了疲劳加载,但测承载力仍大于计算承载力,且基于塑性理论的计算结果更接近实测结果.     

混凝土高频疲劳加速寿命试验

车载循环作用下的混凝土疲劳强度问题越来越受到人们的重视,而针对混凝土高频疲劳性能的研究不是很多,将高频疲劳试验方法引入到岩石类非金属材料的试验中,针对混凝土圆柱试件进行高频疲劳加速寿命试验研究.通过分析疲劳频率变化曲线的规律,解释混凝土高频疲劳的破坏机理,建立混凝土的轴向压缩非线性疲劳损伤累积模型.同时考虑到存活率,得出混凝土疲劳加速寿命失效概率的P-lgS-lgN双对数疲劳方程.     

超低温下钢筋混凝土钢筋温度约束应力研究

利用自主研发的超低温力学加载试验设备,分别实现对钢筋混凝土受弯和轴拉试件同步施加力以及在0～-165℃范围内的降温作用.研究钢筋混凝土在超低温作用下的抗拉刚度和抗弯刚度随温度的变化规律,以及混凝土与钢筋在超低温条件下因线膨胀系数差异引起的约束内力发展情况.研究结果表明:在0～-100℃内,轴拉试件的抗拉刚度和受弯试件的抗弯刚度变化趋势相似,随温度降低呈非线性增长趋势,在低于-100℃后,两种刚度趋于稳定;随着温度下降,混凝土和钢筋热变形差异会越发显著,并导致在钢筋中产生不可忽略的约束应力,当试件从常温下降到-100℃以下时,其内部的钢筋约束应力更加显著,在设计中应予以重视.     

早期混凝土轴心受拉试件的制作

针对早期混凝土的特点,利用自行设计制作的混凝土轴心受拉试件,成功解决了实验中试件对中困难、应力集中和黏结力小等问题,得出了理想的早期混凝土轴心受拉应力-变形全曲线.结果表明:该试件应用于混凝土轴心受拉实验是可行的,对同类型的实验具有一定的参考价值.     

混凝土受拉徐变中破坏时间与持荷应力关系研究

用轴心受拉混凝土试件,在标准条件下养护后进行了不同应力水平下轴心受拉徐变破坏试验,经过理论分析与数据处理,得到了混凝土轴心受拉条件下应力水平与徐变破坏时间的关系．利用此关系可以预估受拉条件下混凝土构件的寿命,确定混凝土构件在正常工作时的持荷应力水平     

水泥稳定碎石材料疲劳性能试验分析

通过应力控制模式下的小梁弯拉疲劳试验配合动态信号采集系统采集试验中的应变,通过Matlab进行数据处理,分析不同级配水泥稳定碎石材料的疲劳特性。结果表明:水泥稳定碎石小梁试件疲劳变形分为稳定阶段、增长阶段和破坏阶段。级配不同,水泥稳定碎石试件的疲劳特性差别显著,各阶段模量差别明显。通过3个阶段对应下弹性模量临界点的对比得到不同级配水泥稳定碎石试件抗疲劳性能的优劣。     

沥青混凝土弯曲疲劳试验疲劳损伤分析

针对现有沥青混合料疲劳损伤试验时直接依据刚度或模量计算损伤值而无法真实反映材料微观损伤特性的不足,提出应用反分析方法以得到沥青混凝土的疲劳损伤演化规律。其步骤是：根据沥青混凝土疲劳损伤模型,得到三点弯曲梁试件疲劳损伤力学理论经典解;根据疲劳试验数据确定沥青混凝土材料疲劳损伤模型中的特征参数。应用非线性有限元方法,模拟计算并分析试件疲劳损伤过程中的弯拉应力、挠度、损伤变量、裂纹扩展速率等的变化规律,并预测沥青混凝土试件疲劳寿命及失稳断裂时的裂纹长度。研究结果表明：疲劳寿命的数值模拟结果与试验结果较吻合,证明了所提出的沥青混凝土疲劳损伤模型的合理性和有效性。     

多轴载荷下GH4169合金疲劳寿命预测

基于多轴疲劳临界损伤面原理,在对GH4169合金薄壁圆管和缺口试件的高温疲劳特性及有限元应力-应变关系进行分析的基础上,通过引入三轴因子FT,应用von-Mises准则提出了一个能够适用于GH4169合金不同应力状态的多轴疲劳损伤参量.新的损伤参量考虑了临界面上最大剪应变和法向应变对多轴疲劳损伤的不同以及应力状态对多轴疲劳寿命的影响.该多轴疲劳损伤参量不含有经验常数,便于工程应用.利用新的多轴疲劳损伤参量,结合Manson-Coffin方程,建立了新的多轴疲劳寿命预测模型.预测结果表明,该模型较准确地预测了GH4169合金薄壁圆管和缺口试件的高温多轴疲劳寿命.     

加锚头丝沥青混凝土路面结构的抗裂性能试验

针对沥青混凝土路面开裂问题,在沥青面层和基层沿道路纵向布设锚头丝,对路面结构施加预应力防止路面开裂。通过室内试验,对加锚头丝和不加锚头丝的沥青混凝土试件分组做了力学性能对比研究,并对不同锚头形式的应用效果进行了分析。结果表明:加锚头丝的沥青混凝土试件比不加锚头丝的沥青混凝土试件的抗拉强度、抗弯拉强度和疲劳性能分别平均提高了60.74%、46.40%、134.02%;锚头形式为直径1.3 mm的钢丝焊接角铁试件的抗拉强度值最大,而锚头形式为直径为1.1 mm的铁丝加小螺丝帽试件的抗弯拉强度值和疲劳次数最大。     

轴拉荷载下混凝土徐变性能研究

用轴心受拉混凝土试件,在标准条件下养护一个月后,进行了不同应力水平下轴心受拉徐变破坏试验,观测了混凝土在不同应力水平下的轴拉徐变变形过程,通过分析得到了对应于不同轴拉应力水平时的混凝土的徐变变形规律．当持荷应力低于徐变长期强度时,混凝土在持续拉伸荷载作用下变形速度缓慢,并且不发生徐变破坏;当持荷应力高于徐变长期强度时,混凝土在持续拉伸荷载作用下的徐变变形随时间的增长而不断增加,直至发生徐变破坏．这类徐变变形过程一般可以分为３个阶段,即徐变减速阶段、稳定徐变阶段和徐变加速阶段．根据试验结果,进一步…     

温度作用后大理岩加-卸荷破裂特性试验研究

文章开展了常温和200℃作用后锦屏大理岩的单轴、常规三轴及三轴卸围压试验,分析了温度作用对大理岩破裂特征及强度的影响规律。研究表明:温度作用对大理岩破坏形式有较大影响,在相同的应力路径下,温度作用后的试件更容易出现张拉破坏特征。单轴试验中,试件均发生剪切和张拉组合破坏,未受温度作用的试件以剪切破坏为主,而温度作用后的试件以张拉破坏为主;在常规三轴试验中,未受温度作用的试件主要是剪切破坏,而温度作用后的试件有单剪、剪切和张拉组合破坏形式;三轴卸围压试验中,未受温度作用的试件有单剪、共轭剪切、剪切和张拉组合破坏等形式,而温度作用后的试件包括单剪、剪切和张拉组合、共轭剪切和张拉组合破坏等形式;常规三轴试验中,温度作用后试件的内摩擦角基本没有变化,而内聚力略有增加;卸围压试验中,温度作用后试件的内摩擦角有所增加,而内聚力则降低;采用Mogi-Coulomb强度准则对温度作用后的大理岩加、卸荷强度的回归效果优于Mohr-Coulomb强度准则。