浅谈混凝土强度的无破损检测法

混凝土的强度是指混凝土受力达到破坏极限时的应力值。因此,要准确测量混凝土的强度,必须把混凝土试件或构件加载至破坏极限,取得试验值后试件已被破坏。而结构混凝土强度的无破损测试方法,就是要在不破坏结构或构件的情况下,取得破坏应力值,因此只能寻找一个或几个与混凝土强度具有相关性,而测试时又无损于混凝土受力功能的物理量作为混凝土强度的推算依据。     

浅析混凝土冻融破坏机理及防治对策

混凝土冻融破坏是我国北方高寒地区混凝土结构产生的主要病害。通过对混凝土冻融过程中破坏机理分析,在此基础上提出了混凝土冻融破坏防治对策,并结合耐久性规范对冻融混凝土结构耐久性设计进行了归纳和总结。     

有机飞机除冰液作用下普通混凝土的抗冻性微观机理分析

结合现有的冻融破坏理论,研究了以乙二醇为主要成份的飞机除冰液作用下普通混凝土冻融损伤失效规律与特点.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪,进行试件冻融后的物相组成、微观结构变化以及微区元素分析.实验结果表明:低质量分数乙二醇对混凝土抗冻剥蚀性比水严重,高质量分数乙二醇对混凝土的冻融破坏比水轻微.飞机除冰液质量分数越低,对混凝土的冻融破坏作用越严重;低质量分数乙二醇对普通混凝土的冻融破坏以表面剥落破坏为主,质量损失首先达到破坏标准.高质量分数乙二醇对普通混凝土的冻融破坏以相对动弹性模量首先达到破坏标准,主要表现为端部的严重冻疏.在乙二醇飞机除冰液冻融过程中普通混凝土内没有新物质生成,水化硅酸钙凝胶与氢氧化钙晶体未发生变化.普通混凝土在乙二醇飞机除冰液中的冻融破坏机理与水中一样,以结冰压破坏为主.     

钢管混凝土柱纯扭破坏尺寸效应细观数值分析

在地震作用下,钢管混凝土柱常受到扭转作用或压-弯-剪-扭复合作用,扭矩的存在会加剧钢管混凝土柱的破坏.为探究钢管混凝土柱纯扭破坏及尺寸效应行为,采用三维细观数值模拟方法,考虑混凝土细观组分的非均质性及钢管与混凝土间的接触作用,建立了钢管混凝土柱的三维纯扭细观数值模型.分析了结构尺寸、套箍系数和截面形状对不同尺寸钢管混凝土柱纯扭破坏的影响.最后,对比并修正了Ba6ant尺寸效应律,提出了全尺寸范围内的名义抗扭强度公式.结果表明：(1)素混凝土柱纯扭破坏表现出显著的脆性破坏特征,而钢管混凝土柱纯扭破坏表现出一定的延性破坏特征;(2)钢管混凝土柱纯扭破坏具有尺寸效应,且方柱的尺寸效应强于圆柱;(3)在低约束作用(用套箍系数标征)下,钢管混凝土柱纯扭破坏尺寸效应较为明显,随着套箍系数的增加,名义抗扭强度的尺寸效应被削弱.     

孔隙混凝土损伤破坏的数值模拟

利用MATLAB数值分析软件模拟生成随机孔隙,借助APDL程序将孔隙坐标及孔径导入ANSYS软件进行有限元分析。建立孔隙混凝土细观单元的二维数值模型,用单元生死技术模拟混凝土孔隙的损伤破坏过程,研究孔隙率对混凝土力学行为的影响。结果表明:混凝土内部的孔隙率影响混凝土的损伤破坏行为,在混凝土内部孔隙密集的地方容易出现应力集中现象;混凝土的孔隙率越大,混凝土损伤破坏越严重,弹性模量越小,反之混凝土的孔隙率越小;损伤破坏行为越轻,弹性模量越大。     

基于数字图像相关技术的混凝土剪切破坏实验研究

剪切破坏是工程实际中混凝土破坏的主要形式之一,而对其进行全场非接触的观测和研究却仍面临着一些困难,因而结合数字图像相关技术(digital image correlation,DIC)对混凝土的直接剪切破坏问题开展实验研究。分别对旧混凝土、未凿毛新旧结合混凝土及凿毛新旧结合混凝土三种不同类型的试样进行剪切破坏时的对照实验,具体对破坏时的应力应变分布,破坏断面情况,破坏时强度大小等进行比较。实验中将混凝土边缘外表层切除,以展现出的内部纹理作为数字图像相关技术所需要的自然散斑场;采用高分辨率的数字相机对发生剪切变形的混凝土表面进行图像采集,再通过DIC技术进行后处理以获得剪切破坏过程中变形场的分布。实验结果表明在承受剪切载荷时,经过凿毛处理的新旧结合混凝土粘合面的应变范围、应变分布复杂程度、应变数值均大于未凿毛处理试件,因而确定凿毛新旧结合混凝土试件的抗剪强度大于未凿毛新旧结合混凝土试件;研究结果同时验证了DIC技术在混凝土剪切破坏测试中的有效性和可靠性,即DIC技术可以更直观和全面地获得混凝土剪切应变分布情况,适用于混凝土结构剪切破坏的监测。     

型钢轻骨料混凝土梁抗剪承载力计算

针对斜剪破坏和剪切粘结破坏两种破坏模式,研究了型钢轻骨料混凝土梁抗剪承载力。考虑型钢和混凝土界面存在的粘结力,推导了剪切粘结破坏抗剪承载力计算公式。结合型钢混凝土结构技术规程中型钢普通混凝土梁斜截面抗剪承载力计算公式,提出了型钢轻骨料混凝土梁抗剪承载力预测模型。试验结果比较和验证表明,该预测模型不仅具有足够的精度,而且也适用于型钢普通混凝土梁。     

水工混凝土建筑物冻融破坏的防治技术研究

冻融破坏是寒冷地区或者高海拔地区混凝土建筑物常见的一种冻害形式,也是施工混凝土建筑物的一种老化特征和主要病害之一、严重的陈融破坏、将威胁水工建筑物的正常运行.本文首先分析了混凝土冻融破坏的原因与特征,然后详细对混凝土建筑物冻融破坏的防治技术进行了探讨.     

双向加载下混凝土的力学特性研究

为了研究双向加载下混凝土的强度,采用河南理工大学的双向等刚度加载设备,对C50混凝土立方体试块进行了单向和双向σ_1∶σ_2=1∶1和σ_1∶σ_2=2∶1的加载试验,并将单轴下混凝土的强度与双轴下混凝土的强度进行了比较;得出了不同加载条件下的混凝土应力应变曲线,给出了实验过程中观察到的现象,探讨了双轴下混凝土的破坏机理.通过研究表明:单向加载下,混凝土的破坏属于剪切破坏,双向加载下,混凝土的破坏属于拉—剪破坏;双向加载条件下,混凝土的破坏强度比单轴破坏强度要高,主要是中间主应力的影响.     

玻化微珠保温混凝土的抗折强度试验研究

为了研究玻化微珠保温混凝土的抗折强度,设计了玻化微珠保温混凝土和普通混凝土抗折试验标准试件,并对折断后的玻化微珠保温混凝土抗折试件进行抗压试验,获取同一试件的立方体抗压强度。分析了玻化微珠保温混凝土的抗折破坏形态,回归了玻化微珠保温混凝土抗折强度与立方体抗压强度的经验关系式。试验与分析结果表明:玻化微珠保温混凝土与普通混凝土的抗折破坏形态基本一致,破坏均为粗骨料与水泥浆凝胶体间的粘结破坏;玻化微珠保温混凝土的抗折强度略高于普通混凝土;玻化微珠保温混凝土抗折强度与抗压强度关系式可为玻化微珠保温混凝土的结构设计提供理论参考。     

钢纤维增强混凝土桥面铺装层的破坏分析

借鉴复合材料力学的分析方法,对桥面板和桥面铺装层组合体系建立一种分层剪滞模型,并结合线弹性断裂力学,研究了混凝土公路桥中钢纤维混凝土桥面铺装层的破坏机理,同时考虑了温度改变对铺装层破坏应力或破坏弯矩的影响.通过分析和比较,证实了本文模型和方法的正确性和可行性.本文为混凝土公路桥中桥面铺装层的破坏分析提供了一种新的研究途径和方法.     

计及跨中界面破坏的碳纤维板加固砼梁四点弯曲破坏分析

借鉴复合材料力学，建立一种计及跨中界面破坏的分层剪滞模型，并结合能量破坏准则，研究了含裂缝的碳纤维板加固素砼梁和钢筋砼梁在四点弯曲荷载作用下的应力重新分布和极限承载力，首次定量获得了碳纤维板与砼梁之间的界面破坏区长度和极限承载力与界面剪切强度的关系．结果表明：界面破坏区长度随界面剪切强度和碳纤维粘贴层数的增加而减小；极限承载力随碳纤维粘贴层数的增加而增加，随界面剪切强度的增加是先增大后减小；适宜的界面黏结，极限承载力最高．     

钢筋混凝土环形截面构件破坏的统一表达

通过对环形截面构件的研究，建立在复合受力务件下的统一破坏表达．首先建立截面的应力屈服方程；然后把截面应力用所施加的内力表达出来，代入屈服方程，得到环形截面构件在拉压、弯、剪、扭4种内力共同作用下破坏的统一表达式和相互作用曲线（面）．应用塑性力学、断裂力学和组合材料力学的成果，从理论的高度把钢筋混凝土构件破坏的形式统一起来，有较大的理论意义和实用价值．     

钢筋混凝土简支梁结构破坏过程的损伤模型与数值模拟

将损伤力学理论与有限元法相结合,研究钢筋混凝土简支梁静载作用下的损伤破坏过程.基于弹性损伤一般理论,考虑了混凝土材料在受拉与受压状态下损伤行为的不同,建立了含三个独立参数的损伤力学模型.运用损伤力学-附加荷载-有限元法,对钢筋混凝土简支梁结构的损伤破坏过程进行了数值分析,其破坏模式和位移的理论结果与试验结果相吻合.研究结果表明,该损伤本构模型可较好地描述钢筋混凝土简支梁结构的损伤与破坏行为.     

负载下碳纤维布约束混凝土圆柱轴压应力-应变关系试验研究

通过32个碳纤维布约束混凝土圆柱的轴压试验,研究了圆柱在不同的负载水平、混凝土强度和碳纤维包裹层数下的破坏特征和力学性能,并对负载导致约束混凝土峰值点应力和应变下降的原因进行了分析.试验结果表明,负载水平的大小对于碳纤维布的约束效果有明显影响.随着负载水平的提高,第2阶段刚度、峰值点应力和应变均逐渐下降;而碳纤维包裹层数的增加,则放大了这种效应.在已有未负荷状态下碳纤维布约束混凝土的相关研究成果的基础上,根据试验结果,首次提出了考虑负载影响的第2阶段刚度、侧向膨胀系数、峰值点应力和应变的计算公式,并提出了考虑负载影响的碳纤维布约束混凝土圆柱的应力-应变关系计算模型.     

基于库伦理论的桥面混凝土动态力学特性分析

在桥面水泥混凝土铺装层病害日益增加的背景下,为了分析在车辆动荷载作用下桥面水泥混凝土的力学性能,改善桥面铺装层使用效果,基于Coulomb理论的剪切破坏条件,通过室内试验制作圆柱水泥混凝土试块,采用SHPB试验装置对试块施加不同的冲击荷载,研究不同强度水泥混凝土试块的破坏形态、动态抗压强度和应力应变特征。结果表明：冲击荷载引起的水泥混凝土试块由块状失效破坏到粉碎状失效破坏;冲击荷载能够增强混凝土的抗压强度,对强度较低的水泥混凝土增强效果更明显,且动态抗压强度增强率最高为143.7%;在动态力学作用下水泥混凝土应力应变曲线也呈现四个阶段,随着应变的增加水泥混凝土应力应变曲线斜率变小,从应变硬化转变为应变软化特性。对水泥混凝土动荷载作用下的物理力学特征分析能为工程桥面水泥混凝土铺装层强度提高和性能改善提供一定参考价值。     

基于统一相场理论和内聚力模型的钢纤维混凝土界面过渡区力学性能研究

为探究数值模拟中界面过渡区不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其损伤、破坏过程的影响，基于统一相场理论和内聚力模型，针对含单根钢纤维的混凝土拉伸试验，采用2种方法建立钢纤维混凝土界面过渡区的数值计算模型，对比分析不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其破坏形态的影响，并考察不同因素对含单根钢纤维的混凝土极限抗拉强度的影响。结果表明，对混凝土基体部分采用相场断裂模型、界面过渡区采用内聚力模型，无论是计算结果还是细观破坏形态，都具有较好的准确性和可靠性；初始裂缝位置取30 mm和35 mm的钢纤维混凝土抗拉强度比取25 mm时分别提高30.8%和75.7%,钢纤维埋置角度为15°,30°和45°时的钢纤维混凝土抗拉强度比0°时分别降低12.2%,30.8%和48.9%,钢纤维增强作用受初始裂缝位置及钢纤维埋置角度影响较大，受钢纤维直径影响相对较小。采用统一相场理论可降低分析的难度、保证较高的计算精度，为研究钢纤维混凝土的损伤、断裂过程提供了理论参考。     

计算机断层扫描技术在混凝土细观力学中的研究进展与热点分析

混凝土作为一种典型非均质多相材料,其宏观性能取决于细观乃至微观结构组成及各组分基本物理力学性能,计算机断层扫描(CT)技术因其无损、高效及高精度等特点,在混凝土细观力学研究中有着得天独厚的优势。综述了光学技术、声波技术及CT技术在混凝土细观力学试验中的研究进展,对比了三者优势与局限性；并从图像获取、图像处理、三维重建与模型建立等三个步骤详细论述了基于CT图像的混凝土细观模型建立；利用Citespace软件可视化分析CT技术在混凝土细观力学中的研究热点。对CT技术与数字图像技术在混凝土细观力学的研究进行了总结与展望。     

钢筋混凝土结构破裂过程的数值模拟

用材料破裂过程分析系统MFPA2D对钢筋混凝土桥墩在偏心加载条件下裂纹的形成和扩展进行数值模拟·计算机模拟给出了试件的载荷加载步曲线和混凝土试件破坏过程的应力分布图及弹性模量图·最后,对试件的破坏过程进行了分析,研究表明,拉应力是裂纹扩展的动力,钢筋增强了混凝土的强度·模拟结果与实验结果很吻合·为钢筋混凝土构件的设计提供了一种新的理论方法和数值分析工具·     

围压下裂纹中自由水影响混凝土力学性能的机理

为了研究围压和混凝土裂纹中自由水对混凝土材料静、动力宏观力学性能的影响,根据混凝土材料的细观结构、不同围压水平下混凝土的宏观破坏现象及混凝土中微裂纹的扩展和串接规律,揭示了围压下混凝土的破坏过程和破坏机理。通过对混凝土体积变形和裂纹扩展速度的讨论,得到了静动力荷载条件下自由水的有害及有益作用,利用断裂力学,考虑主控裂纹之间的相互影响、围压及自由水的不同作用、裂纹扩展速度对应力强度因子的影响,建立了低围压下混凝土的静、动力抗压强度模型。模型的计算结果与宏观试验现象较为一致。