混凝土裂缝与内外约束关系研究

水化反应过程中,温度变化和内部孔隙水散失是混凝土温度、自生体积和干缩等变形产生的主要原因.内外约束作用下,温度、自生体积和干缩等变形引起的应力很容易导致混凝土开裂.通过混凝土温度场和应力场精确仿真,对混凝土温度应变、自生体积变形和徐变进行分析.研究表明内部约束是水化反应前期混凝土产生的主要原因,后期混凝土裂缝则主要由外部约束所致.     

无碴轨道预应力混凝土梁长期变形及影响因素

采用广珠(广州-珠海)城际容桂水道特大桥主桥的实际混凝土配比,对比分析C60高性能混凝土实测徐变系数和按各种规范计算所得徐变系数,确定结构徐变变形计算方法。通过长期试验观测,研究预应力混凝土简支梁的长期变形发展规律及其影响因素和控制措施。研究结果表明：在762 d的观测期内,梁体预应力损失很小,最多不超过8.63％,说明预应力混凝土梁后期变形主要由混凝土徐变引起;堆载后前185 d内梁体变形平均约占总后期变形的75％,之后500 d内的变形仅占25％;混凝土表面应变也在400 d时基本稳定;环境温度和湿度、预应力加载龄期、二期恒载加载龄期等对预应力混凝土结构后期徐变变形有重要影响,在高湿度、低温度的混凝土养护环境中,适当延长预应力张拉龄期和铺轨时间等可有效控制无碴轨道预应力混凝土梁的后期变形。     

自生体积变形试验方法研究及应用

提高混凝土的自生体积膨胀变形量补偿混凝土的温度收缩变形 ,对于混凝土抗裂很有意义。从混凝土的细观结构研究出发对混凝土自生体积变形的基准值问题进行了初步探讨。在对比和分析了国内外自生体积变形测定方法的基础上提出了一种更为合理的自生体积变形测定方法 :高精度位移传感器法。应用建立的试验方法探索了微膨胀碾压混凝土的自生体积变形 ,试验表明水泥生产中均匀外掺氧化镁碾压混凝土的自生体积收缩变形明显减小。     

平原地区水工混凝土裂缝成因与防裂研究

水化放热过程中，混凝土产生内外温差和上下层温差，而温差、自生体积收缩变形、干缩和约束等是混凝土裂缝形成的主要原因．根据混凝土热力学特性研究成果，对混凝土裂缝产生机理和温控防裂措施进行分析研究，研究表明合适的保温结合内部水管冷却可有效防止裂缝的产生．     

混凝土早龄期抗裂性能测试方法评述

混凝土结构在早龄期往往由于干燥收缩、自身收缩、塑性收缩和温度收缩等因素产生体积变形,若同时受到约束就可能会发生开裂,因此有必要研究混凝土早龄期抗裂性能的测试和评价方法。随着绿色高性能混凝土材料的发展,早龄期混凝土抗裂性能的测试和评价方法仍需进一步研究。     

约束状态下混凝土拉伸徐变模型

为准确计算混凝土收缩变形在受到内、外部约束情况下产生的拉应力,评估混凝土收缩开裂风险、提高结构物耐久性,该文基于浇筑后混凝土的约束应力及应变试验,研究了混凝土约束状态下的拉伸徐变行为。研究结果表明:约束状态下的混凝土具有较大的流动徐变变形,建立在压缩徐变试验基础上的传统徐变模型不能够精确预测约束状态下混凝土的应力发展。研究根据混凝土实测约束应力-应变数据对传统模型进行改进,建立了更能代表实际工程情况、能够用于混凝土约束应力计算的徐变及松弛模型。     

较长龄期下自密实混凝土自生约束收缩开裂性能

进行了14个自密实混凝土配合比和2个对比的普通混凝土配合比密封试件的圆环约束收缩试验,测试自混凝土入模起的钢环内壁应变.研究较长龄期下自生收缩应力随龄期的发展规律,提出通过开裂趋势曲线评定自生约束收缩开裂性能的方法,分析粉煤灰掺量、粉煤灰和矿渣复掺掺量、水胶比等参数对自密实混凝土自生收缩应力的影响规律.结果表明:自生收缩的长期作用不可忽视;开裂趋势曲线能在混凝土强度变化的前提下综合反映自生收缩开裂性能;对降低自生收缩开裂风险而言,粉煤灰存在一个最优掺量;矿渣等量替代水泥对自生收缩开裂有明显的促进作用,矿渣与粉煤灰复掺时,自生收缩开裂风险随着矿渣掺量的增加而增大;自密实混凝土的自生收缩开裂趋势随水胶比的降低显著增大.     

配筋混凝土柱徐变试验

在恒温恒湿的实验室内进行混凝土受压柱的徐变试验．运用最小二乘法，拟合徐变应变随时间发展的曲线对配筋混凝土与素混凝土的徐变应变进行对比．研究结果表明，普通钢筋能有效地抑制混凝土徐变．基于实测徐变应变数据提出了较精确的混凝土徐变系数预测模型，运用最小二乘法获得了普通钢筋对混凝土构件徐变影响系数．研究结果表明，混凝土结构设计...     

基于等效龄期与结构单元的HPC早龄期拉伸徐变评价

通过对早期设计的拉伸徐变装置的改进,实验评价了养护温度和加载龄期对高性能混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响.在考虑混凝土内部结构单元对徐变作用的基础上利用流变学原理提出了评价早龄期拉伸徐变的ZC模型.通过对拉伸徐变实验数据的分析,得到了模型参数,进而获得了早龄期拉伸徐变的评价式,并对其进行了实验验证.结果表明,高性能混凝土早龄期拉伸徐变在加载初期增长快速,后期则逐渐趋于稳定,并且养护温度越高,徐变收敛的趋势越明显;所提出的ZC模型能较好地描述不同养护温度和不同加载龄期早龄期拉伸徐变发展特征,对3d前加载的混凝土徐变应变的定量评价其误差在10%以内.     

混凝土箱梁水化热温度徐变应变分析

针对桥梁设计中混凝土箱梁水化热温度应变难以精确分析的现象,基于预制梁场混凝土箱梁水化热温度应变现场试验,采用初应变增量有限元法建立混凝土箱梁水化热温度应变的弹性徐变理论隐式解法数值模型,分析实测水化热应变、温度徐变应变及温度弹性应变三者之间的差异,研究混凝土箱梁水化热温度应变受徐变影响的规律。研究结果表明:拆模后箱梁顶板、底板水化热温度应变均为压应变且算术平均值基本一致;混凝土箱梁顶板水化热温度应变变化速率略小于底板水化热温度应变变化速率;徐变对混凝土箱梁水化热温度应力应变影响非常大,实际应变仅约为温度弹性应变的一半,因此,早龄期混凝土结构温度弹性应力减半更符合实际情况;混凝土箱梁水化热温度应变实测数据略大于温度徐变应变计算值,说明本文数值模型可准确有效模拟箱梁水化热温度应变真实状态、有助于桥梁分析设计。     

一种计算支座约束影响下连续组合梁徐变次内力的解析方法

为合理方便地计算支座约束影响下连续组合梁的徐变效应,预估组合梁长期力学性能,基于力法基本原理和混凝土徐变本构方程,分解了连续组合梁截面应力重分布和结构支座约束内力重分布的耦合关系,推导了连续组合梁在支座快速约束和缓慢约束两种情况下的徐变次内力解析公式,并通过理论和数值方法对算例进行分析.计算表明:徐变对支座沉降约束起有利作用,组合梁徐变次弯矩受截面内部应力重分布影响,受重分布系数控制,随组合梁截面混凝土与钢梁的刚度比变化,内部应力和外部内力相互影响,且与徐变系数和老化系数相关.采用该方法可较方便地计算连续组合梁在支座约束变化下的内力,公式推导建立在清晰的力学基础上,计算结果能较有效地反映组合梁力学特征,是对组合梁长期力学性能计算方法的一种有效补充.      

利用圆环试验测量混凝土早期收缩徐变

近年来混凝土早期裂缝问题再次引起全球工程界的广泛关注。早期混凝土由于体积变形受到约束而产生的应力是导致混凝土开裂的主要因素。在混凝土应力发展的同时,混凝土徐变也在同时发生着变化。有研究表明,徐变能减少40%-50%的早期应力。圆环试验是用于定性评价混凝土材料抗裂性能的试验方法之一。本文首先分析了圆环试验和单轴拉伸徐变试验的原理,创造性地将圆环试验用于测量早期混凝土的干缩徐变,并设计了试验方案。     

温度应力、自收缩对高性能混凝土早期开裂的影响

根据高性混凝土的水化特性、物理力学特性及自收缩特性,分析了高性能混凝土早期开裂机理和影响早期开裂的主要因素.并结合工程实例,借助混凝土温度和应力有限元仿真计算方法分析研究了表面适度保温和水管冷却技术在高性能混凝土温控防裂中的应用效果.研究结果表明,表面适度保温与水管冷却相结合能有效降低混凝土的内外温差,减小混凝土早期表面拉应力与后期内部拉应力,防裂效果明显,对类似的工程具有借鉴作用.     

考虑温度影响的大体积混凝土应力场分析方法

在大体积混凝土应力场计算中,混凝土的弹性模量和徐变变形都与温度有关,温度场应力场存在耦合现象.根据温度损伤和温度对徐变的影响,建立了考虑温度影响的混凝土弹性模量表达式和徐变应变计算的递推公式.应用粘弹性与损伤耦合和正交各向异性损伤理论,描述了混凝土在高应力水平下的非线性徐变特性和由于微裂缝扩展引起的刚度退化与应变软化,建立了考虑温度影响的大体积混凝土结构应力场分析的有限元表达式.将这一结果应用于沙牌拱坝应力场计算中,考虑温度影响后,发现坝体局部应力可能出现恶化,对开裂控制不利.     

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。     

徐变对钢管混凝土拱桥拱肋截面应力重分布的影响

采用混凝土徐变理论及有限单元法,并考虑混凝土的弹性后效及混凝土受四周约束作用的徐变特性,对任意形状拱肋截面的钢管混凝土拱桥的应力重分布进行研究,推出短期荷载作用下截面应力和在长期荷载作用下应力重分布的半解析表达式,提出要应的分析及实施步骤,分析表明,徐变对钢管混凝土拱桥的截面应力重分布非常显著,如与外荷截作用下的应力相叠加,则可能会恶化结构构件的工作。     

基于COMSOL的沥青混凝土路面车辙预估

模拟了基质沥青路面和高模量沥青路面在高温温度场下的蠕变,借助有限元软件(COMSOL)引入温度场和受温度诱导的蠕变模型,对基质沥青混凝土路面和HMAC(高模量沥青混凝土)路面进行热辐射和固体力学耦合作用,分析对比其在车辆荷载作用下的永久变形,研究外界环境温度、太阳辐射和车轮荷载等因素对路面车辙变形发展的影响,能够对路面车辙深度进行精确地预估,研究分析车辙产生的蠕变变形,针对路面车辙提出合理的防治措施,减小路面永久变形,为路面的材料选择和结构优化提供参考价值,延长沥青路面使用寿命.