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。     

添加外加剂的密闭混凝土徐变系数计算模型

进行了13根外加剂的密闭混凝土试件的徐变试验研究,其中9根为徐变试件,4根为收缩试件.试验结果与ACI-209R的计算结果对比表明,二者规律吻合较好,ACI-209R模型基本可用于有外加剂的密闭混凝土的徐变的预测.利用回归分析,对ACI-209R的模型进行了修正,可得出更精确的计算结果.同时,对不同应力强度比对相同试件的影响进行了观察,提出了考虑应力强度比影响的徐变公式.     

膨胀剂掺量和应力比对钢管混凝土徐变性能的影响

为了研究膨胀剂掺量和应力比对钢管混凝土徐变性能的影响,进行膨胀剂掺量分别为4%,8%和12%共3种情况下的钢管混凝土徐变应变试验,测试钢管与混凝土整体纵向变形随时间的分布规律。同时进行应力比分别为0.15,0.31,0.33,0.37和0.74共5种情况下的徐变试验,测试在相同荷载下,不同应力比钢管混凝土应变变化规律。研究结果表明:膨胀剂掺量对钢管混凝土徐变应变的影响由小到大依次为12%,8%和4%,但是徐变应变并不是随着膨胀剂掺量的增加而呈比例减少;徐变应变随着应力比的增加而增加。应用扫描电镜二次电子成像观测及能谱成分分析膨胀剂的作用机理,得出膨胀剂反应生成钙矾石,其微膨胀可以补偿收缩;同时钙矾石填充在结构孔隙中,使水泥石更加致密。通过应力比对钢管混凝土徐变影响的机理分析,得出混凝土应力随着应力比的增加而增大,同时随着壁厚的增加,钢管对混凝土的侧向约束增加,限制了混凝土徐变变形。     

添加外加剂的密闭混凝土徐变系数计算模型

进行了13根外加剂的密闭混凝土试件的徐变试验研究， 其中9根为徐变试件， 4根为收缩试件. 试验结果与ACI-209R的计算结果对比表明， 二者规律吻合较好， ACI-209R模型基本可用于有外加剂的密闭混凝土的徐变的预测. 利用回归分析， 对ACI-209R的模型进行了修正， 可得出更精确的计算结果. 同时， 对不同应力强度比对相同试件的影响进行了观察， 提出了考虑应力强度比影响的徐变公式.     

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。     

利用初应力法计算高层建筑地下室侧墙早期混凝土应力

早期混凝土由于水化反应都会产生体积变化。如果体积变形受到约束就会产生应力,一旦超过混凝土的抗拉强度就会产生裂缝。由于早期混凝土的力学性能是随时间变化的,特别是徐变,它不仅与加载时间有关而且同时随龄期而变化,因此计算早期混凝土结构应力是较为复杂的问题。有限单元法不仅可以考虑混凝土刚度的变化,而且可以考虑温度、徐变、收缩等因素。本文利用初应力法对通用有限元软件ANSYS进行了二次开发,通过工程实例计算了高层建筑地下室侧墙早期混凝土应力的变化过程,并提出了相应的抗裂措施。     

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…     

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     

混凝土圆柱体早期收缩徐变性能试验研究

通过恒温恒湿条件下对素混凝土徐变柱在不同加载龄期下进行短期持荷试验,得到了混凝土圆柱体早期收缩徐变规律,对比了不同加载龄期下混凝土圆柱体早期徐变性能差异性.试验表明:混凝土早期收缩应变随时间逐步增大,收缩应变率变化较小,早期体外收缩应变较体内收缩应变要大,体内外收缩应变差值随着时间有增大趋势;混凝土早期徐变系数随持荷时间而增大,徐变增长速率逐步减小,混凝土圆柱体体内实测徐变系数较体外实测徐变系数偏小;在持荷初期阶段,加载龄期越大,徐变系数越小,徐变系数增长速率越快.     

混凝土致裂应力与内外约束和徐变的关系

温度变形、自生体积变形和徐变等受内外约束是混凝土裂缝产生的主要原因．为研究水化反应过程中混凝土内部由于温差、温变幅度和线胀系数差异存在的相互制约关系,减少内外约束下温度和自生体积变形及早龄期混凝土开裂,需要对混凝土温度场和应力场进行精确的仿真．通过仿真计算并根据现场模型试验结果对混凝土温度应变、自生体积应变、徐变、内外约束应变进行反分析研究表明,早龄期混凝土致裂应力主要与徐变和内外约束有关     

环向约束条件下高强混凝土早期开裂

为研究环向约束条件下高强混凝土早期开裂趋势,在单面干燥条件下应用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试了水灰比为0.26,0.31和0.40试件的早期自由收缩变形.通过静压试验测试了试件早期弹性模量发展,通过改进环向约束试验观测了环向约束条件下各试件内部的收缩应力及应力梯度.结果表明,水灰比越小,单面干燥条件下受约束高强混凝土早期开裂危险性越高,开裂发生时间越早;开裂时间、开裂时弹性模量在很大程度上决定了早期开裂特点.     

单面干燥条件下受约束高强混凝土早期开裂研究

摘 要：本文在单面干燥条件下应用自行研制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高强混凝土早期弹性模量、自由收缩变形,通过改进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,单面干燥条件下早期自由收缩变形、弹性模量、受约束状态下内部收缩应力增长越快,干燥表面越易发生塑性收缩开裂,早期开裂趋势越明显。     

混凝土新型环形约束收缩试验装置的研制及应用

研制带隔板的新型混凝土用环形约束收缩试验装置,可引导混凝土环在隔板处开裂,开裂位置明确、集中,改进以往环形试件不易开裂、裂缝不易观测的缺点,方便快捷地测定混凝土的自由收缩和约束收缩,快速准确判断混凝土的开裂龄期和开裂趋势.提出基于该新型环形约束收缩试验装置的快速评估混凝土抗裂性能的方法.     

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.     

LNG储罐球形混凝土穹顶的热应力及裂缝分布

对于大型LNG储罐,其穹顶因水泥水化热产生较大的热应力,引起混凝土开裂,严重影响储罐的耐久性。以某大型LNG储罐穹顶为研究对象,采用ADINA有限元软件建立精细化的有限元模型,模拟LNG储罐穹顶分段浇筑过程中的早期温度场分布,并将数值计算结果与现场测试结果进行对比;数值分析时考虑了混凝土徐变及龄期效应,对混凝土穹顶的温度场和应力场进行耦合计算,得到穹顶的热应力分布及裂缝开展情况,对穹顶混凝土开裂风险进行评估,进而对参数的敏感性进行分析。结果表明:穹顶内外在混凝土浇筑过程中产生温差较大,导致巨大热应力;第一浇筑带的热应力明显比其他浇筑带大,环向热应力大于经络向热应力,将使穹顶边缘产生沿环向分布的经络向温度裂缝;水泥种类对穹顶热力分析结果有很大的影响。     

改进型环形收缩试验方法

针对当前混凝土学术界研究的热点问题之一高性能混凝土的收缩,提出了一种新的、简单的测试高性能混凝土收缩的方法,即改进型环形收缩试验方法,详细叙述了改进型环形收缩试验的试验装置、试验方法、试验原理和适用性.采用该试验方法可以进行高性能混凝土自由收缩的测定、不同约束程度的约束收缩的测定、开裂龄期和开裂趋势的观测.该试验方法既克服了常用的环形约束收缩试验的缺点,即无法得到约束应力的信息,又具有轴向约束收缩试验的某些特点,即可以得到高性能混凝土的多个早期性能参数,据此更为准确地评价高性能混凝土的抗裂性能,揭示高性能混凝土的开裂机理.     

泵闸施工期温度作用有限元分析

施工期温度作用常常是混凝土结构开裂的主要原因之一.对底板等重点关注的结构进行了非稳定温度场及温度徐变应力场的研究,考查了温度徐变应力场对底板结构受力状态的影响.底板内部和表面较大的温差使底板产生较大的拉应力,对于有添加剂的混凝土,底板结构温度应力在一定程度上得到改善.     

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。