树脂基碳纤维智能层检测混凝土梁裂缝

针对现行规范对混凝土结构裂缝宽度的控制要求,根据碳纤维智能层的传感特性,采用单调弯拉的试验方法,并对无预制裂缝的混凝土梁试件裂缝是否产生进行判断试验,对有预制裂缝的混凝土梁试件表面裂缝宽度进行检测试验.试验结果表明:碳纤维智能层可通过其电阻的突变感知混凝土梁初始裂缝的发生;在试件表面缝宽度为0~0.6 mm时,碳纤维智能层的电阻随试件表面裂缝宽度的增大而呈线性增大的变化规律.     

裂缝尺寸对微生物修复混凝土强度的影响

为研究微生物在不同宽度、深度的裂缝尺寸下对混凝土强度的修复效果,选用巴氏芽孢杆菌为裂缝修复剂,在宽度为0.75,1.0,1.25 mm及深度为15,30,45,60,75,90 mm的不同裂缝下对混凝土进行修复,通过混凝土抗压试验,测出未修复和修复的试块抗压强度.结果表明:(1)微生物在不同裂缝尺寸下的修复对混凝土强度都有提升作用;(2)裂缝深度对混凝土修复强度的影响更大;(3)在同一裂缝宽度下,修复效果出现了先上升后降低的趋势,在深度为30 mm和45 mm的时候,修复效果最佳.     

乳酸钙掺量对基于微生物矿化沉积的混凝土裂缝自修复效果的影响

基于微生物矿化沉积的裂缝自修复技术能够有效地实现混凝土裂缝的自诊断和自修复;然而,如果混凝土中微生物矿化沉积过程中所必需的营养物质掺量不足,则可能限制其裂缝自修复效果的充分发挥。以科式芽孢杆菌为自修复剂,以膨胀珍珠岩为修复剂载体,研制出一种新型裂缝自修复混凝土。主要考察乳酸钙掺量对基于科式芽孢杆菌矿化沉积的混凝土裂缝自修复效果的影响。试验结果表明,经过修复养护28 d后,研制的自修复混凝土表现出优越的裂缝自修复能力,最大修复裂缝宽度达到0.67 mm,为普通混凝土最大裂缝修复宽度的2.23倍;并且乳酸钙掺量对混凝土裂缝自修复效果影响较大,随着乳酸钙掺量的增加,混凝土的裂缝自修复能力显现出先上升后趋于平稳的趋势,当乳酸钙掺量为胶凝材料质量分数的1.75%时,混凝土的裂缝最大修复宽度达到最大。     

海洋环境下裂缝混凝土氯盐腐蚀

研究劈裂裂缝混凝土在海水全浸区和潮汐区作用下的氯盐腐蚀规律。试验结果表明:裂缝混凝土在海水全浸区和潮汐区氯盐腐蚀规律相似,氯离子含量由表及里随深度增加而下降,后在8~12 mm深度以内形成稳定段。但潮汐区混凝土的氯离子扩散系数比海水全浸区服役的裂缝混凝土的大。裂缝混凝土稳定段氯离子含量随裂缝宽度增加而呈指数函数增加,裂缝周边区域稳定段氯离子含量则随裂缝宽度增加而呈二次函数增加。相比海水全浸区腐蚀,潮汐区裂缝宽度对混凝土中氯离子传输影响更大。依据数据拟合回归,当潮汐区混凝土裂缝宽度为0.265和0.480 mm时,海水全浸区混凝土裂缝宽度为0.292和1.200 mm时,裂缝左右5 mm区域和30 mm区域的氯离子扩散系数提高一个数量级。     

混凝土地下室墙裂缝渗漏的分析与处理方法

目前高层建筑混凝土地下室墙裂缝现象普遍,不仅因渗漏而影响使用,还会降低耐久性。本文综合分析这类裂缝的原因及防治措施。1.地下室混凝土墙裂缝的主要特征(1)绝大多数裂缝为竖向裂缝,多数缝长接近墙高,两端逐渐变细而消失。(2)裂缝数量较多,宽度一般不大,超过0.3mm宽的裂缝很少见,大多数缝宽度≤0.2mm.     

混凝土裂缝的微生物自修复效果

利用裂缝测宽仪、扫描电镜和热重分析技术分别对混凝土裂缝的微生物自修复效果进行了研究.研究结果表明:修复40 d后,混凝土裂缝就可以被微生物矿化形成的碳酸钙所填充,修复效果明显,最大填充宽度超过1 mm.微生物矿化形成的碳酸钙在裂缝开口处最多,且随着裂缝深度的增加碳酸钙逐渐减少,当混凝土裂缝深度超过10 mm时未发现微生物形成的碳酸钙.距离裂缝断裂面表层1.5 mm内,微生物可矿化形成较多碳酸钙.而当超过1.5 mm时,由于该微生物矿化需要氧气,因此,随着距离裂缝断裂面表层越远、距离水泥基体越近,微生物矿化形成的碳酸钙含量越来越少.     

自修复混凝土中胶黏剂性能的试验研究

自修复混凝土具有优越的智能性和安全性,对其基础理论进行研究意义重大。而胶黏剂作为自修复混凝土的一种修复材料,对混凝土的自修复效果起着决定性的作用。因此为了保证修复后的混凝土裂缝不再开裂,胶黏剂必须具有良好的流动性和较高的黏结强度。以WD5319、长城717胶黏剂和环氧树脂三种胶黏剂为例,分别进行流动性与黏结强度试验;对试验数据进行分析比较后选出综合性能最佳的胶黏剂。结果表明:自制的流动性试验装置能够比较真实的反映胶黏剂在混凝土裂缝中的流动情况,即混凝土微裂缝宽度越大,胶黏剂流速越快;当其他条件一定时,流速由快到慢依次为:WD5319、长城717胶黏剂和环氧树脂;黏结界面黏附面积越大,固化龄期越长,胶黏剂黏结强度越大;且当其他条件一定时,黏结强度由高到低依次为:环氧树脂、长城717胶黏剂和WD5319。     

弱凝胶封堵裂缝性能研究

利用自制全直径岩心夹持器,岩面贴合垫片模拟裂缝,计算选择符合XF油田低渗透天然裂缝及压裂缝的宽度,并研究弱凝胶对缝宽和裂缝形态的封堵效果。驱替试验表明,弱凝胶封堵强度随裂缝宽度的增大而减小,且存在临界裂缝宽度0.69 mm,裂缝小于该值表现为胶体弹性作为封堵主导因素;反之,则为胶体黏性或内摩擦阻力,且其效果不及小裂缝。张裂缝油藏现场调剖时,应充分考虑裂缝宽度的影响,提高调剖剂强度,以增加其弹性能力。缝形实验中,直缝对弱凝胶封堵效果最差,且缝形愈复杂,封堵效果愈好。     

微生物作用下混凝土裂缝修复效果试验研究

微生物矿化作用可以有效愈合混凝土裂缝,达到修复混凝土裂缝的目的.本文以带裂缝混凝土为研究对象,设置0.2、0.3、0.6 mm三个裂缝宽度和20、30 mm两个裂缝深度,以巴氏芽孢杆菌为菌株,通过裂缝观测、超声波测试、立方体抗压强度测试及裂缝内部微生物沉积物质的微观形貌分析,研究微生物对不同深度及宽度混凝土裂缝的修复效果.研究结果表明:巴氏芽孢杆菌可有效修复混凝土表面裂缝;氧气的供给是微生物在裂缝内部矿化的重要环境条件,随着裂缝深度的增加,巴氏芽孢杆菌的修复效果减弱;随着裂缝宽度的增大,微生物在裂缝内部的矿化效果减弱.     

拓宽箱梁连接段受力性能的对比试验研究

为了研究碱式硫酸镁水泥混凝土(MC)在桥梁拓宽连接中的受力性能,开展MC和普通硅酸盐水泥混凝土(NC)作为接缝的2组拼接箱梁模型的试验研究。研究结果表明:拼缝采用MC时,拼接段开裂后呈现多缝开裂破坏模式,破坏荷载比大于采用NC连接的破坏荷载比;MC接缝的裂缝宽度超过0.2 mm时仍缓慢增长且刚度逐步下降;而NC接缝的裂缝宽度超过0.2 mm时急剧增长且变形亦急剧增长,构件很快破坏;MC接缝比NC接缝具有更好的抗裂、变形和传力性能。     

树脂基碳纤维智能层电测混凝土表面裂缝宽度

针对国内现行建筑和路桥规范对混凝土结构表面裂缝宽度的控制要求,根据碳纤维智能层的力电传感特性,采用单调三点弯拉静力加载制度,以试件梁的挠度进行加载控制,对带有预制裂缝的混凝土梁试件表面裂缝宽度变化进行检测试验.研究结果表明:树脂基碳纤维智能层传感器可感知混凝土粱裂缝宽度的变化;随着荷载的增大,裂缝宽度增大,碳纤维智能层的电阻也发生相应变化,而在混凝土裂缝宽度0～1.0 mm时,碳纤维智能层的电阻随裂缝宽度的增大呈线性增大趋势;树脂基碳纤维智能层对裂缝宽度变化的敏感性存在差异,但是,混凝土表面裂缝宽度在0～0.5 mm之间变化时,碳纤维智能层的电阻在2～4Ω之间变化,其离散性不大,且线性关系好,可满足国内现行规范允许混凝土表面无害裂缝宽度0～0.3 mm的检测要求.     

钢筋混凝土梁裂缝分布受保护层厚度影响试验研究

通过12根保护层厚度不同的钢筋混凝土梁试验,量测了正常使用各级荷载下受拉区内不同高度梁侧面处的裂缝间距与裂缝宽度.分析了混凝土保护层厚度变化对平均裂缝间距和平均裂缝宽度的影响规律.结果表明:底面至侧面1.5as范围内,平均裂缝间距和平均裂缝宽度随保护层厚度c的增加而增加.确定了裂缝宽度最大值的出现位置:c=60～70 mm时在粱底面;c=40～50 mm时在梁底面,但梁腹处裂缝也有一定宽度;c=20～30 mm时在梁腹.研究了保护层厚度不同的钢筋混凝土梁受拉区范围内不同高度处与钢筋重心水平对应的混凝土侧表面裂缝宽度之间的比值关系,通过理论分析与试验数据拟合,提出了该比值的计算方法,比较结果表明计算值与实测值吻合较好.     

东沙特大桥主桥箱梁裂缝的处理

介绍东沙特大桥主桥箱梁裂缝的处理方法,对于缝宽大于或等于0.15mm裂缝采用裂缝灌浆处理,对于缝宽小于0.15mm的裂缝采用裂缝刮胶封闭处理。有效地将裂缝封闭,保证了箱梁的质量。     

基于微生物矿化技术的水泥基材料早期裂缝自修复

为了提高水泥基材料早期裂缝的自修复效果,采用了一种具有矿化作用的碳酸酐酶微生物.利用渗水法和图像处理技术研究了该微生物修复剂对不同裂缝宽度、不同开裂龄期下水泥净浆裂缝的修复情况.同时通过XRD,SEM和EDS技术对裂缝沉积物进行成分分析,并结合Photoshop软件研究了裂缝处矿化Ca CO3的沉积量.研究结果表明:开裂龄期为7 d时,宽度在0.5mm以下的裂缝很快修复完全,0.5~0.8 mm的裂缝修复受到一定限制,0.8 mm以上的裂缝较难修复完全;开裂龄期为7 d时,该自修复剂具有良好的修复效果,但开裂龄期越长,越难以修复;通过XRD分析确定了产物为方解石型Ca CO3;Photoshop软件中标尺工具测得的裂缝表面Ca CO3的沉积深度随裂缝宽度的增大而减小.     

基于流-固耦合法的砂泥岩储层压裂裂缝延伸规律研究

基于多孔介质流-固耦合的基本方程,建立起砂泥岩储层压裂裂缝扩展的三维有限元模型,利用cohesive黏结单元模拟压裂过程中裂缝起裂、扩展造成的损伤,定量描述裂缝延伸规律。模型计算结果显示,砂泥岩储层裂缝缝宽剖面呈"S"型,泥岩夹层裂缝宽度较砂岩缝宽小20%~35%,施工排量与砂泥岩层应力差对裂缝宽度影响较大,建议砂泥岩储层施工排量范围为3.5~4.0m3/min。在应力差高于4 MPa的砂泥岩储层,考虑夹层厚度的条件下优先实施分层压裂。     

弱凝胶封堵裂缝对岩心注采特征影响及应用

针对CQ油田弱凝胶体系开展了弱凝胶封堵低渗透裂缝性油藏试验,研究了弱凝胶体系对不同裂缝宽度的封堵效果及对应岩心注采特征,并根据试验结果改进弱凝胶体系配方,达到了较理想的改善效果。弱凝胶封堵0.20 mm裂缝宽度试验结果表明,裂缝与基质分液量比由1:0改善至0.04:0.96;水驱结束时,平衡压力0.60 MPa,基质采收率40.91%,裂缝采收率3.00%,综合采收率43.91%。弱凝胶封堵0.43 mm裂缝宽度试验结果表明,裂缝与基质分液量比由1∶0改善至0.10∶0.90;水驱结束时,平衡压力0.55 MPa,基质采收率38.25%,裂缝采收率4.15%,综合采收率42.40%。弱凝胶封堵0.98 mm裂缝宽度试验结果表明,裂缝与基质分液量比由1∶0改善至0.85∶0.15;水驱结束时,平衡压力0.17 MPa,基质采收率21.38%,裂缝采收率7.90%,综合采收率29.28%。改进CQ油田弱凝胶体系,使得改进的复合体系封堵0.98 mm裂缝宽度后,基质采收率由改进弱凝胶体系前的29.28%上升至42.35%,相对增幅44.64%。通过现场的施工应用,复合弱凝胶体系调驱堵水后的对应采油井组采油量增加,含水率降低,措施效果明显。     

基于火山石负载细菌的混凝土裂缝修复分析

为保护细菌免受混凝土内部强碱环境侵害,将火山石作为细菌载体进行混凝土裂缝修复研究.在研究负载细菌活性影响因素的基础上,采用无侧限抗压强度及超声波等测试方法,对比研究了火山石负载细菌方法和常规方法修复混凝土裂缝的效果.结果表明,选用优化负载方法,负载比为1∶4,负载时间为24 h时,负载效果最好.负载细菌在添加营养物质的情况下尿素分解浓度明显高于未加营养物质的情况,在pH=12的强碱环境下仍具有较高活性,48 h尿素分解浓度可达15.52 g/L.相同修复期内采用常规方法修复的混凝土试件表面仍可见清晰裂缝,而火山石负载细菌方法则将裂缝完全封堵,且修复后混凝土试件具有较高的抗压强度恢复率,裂缝宽度为1.5和2.0 mm的试件抗压强度恢复率分别为19.68%和15.51%.     

混凝土水力劈裂时裂缝扩展与缝中水压力变化试验研究

对原混凝土水力劈裂试验的密封装置进行了改进,为避免水压力较大时硅胶板变形过大,用硅胶套替代原来的硅胶板,并用夹子固定在混凝土试件上.同时为了追踪水力劈裂过程中裂缝尖端开裂位置的变化,在混凝土预留缝端部布置了一排防水应变片.通过4个扩散硅传感器和5个防水应变片同步实时量测试验过程中混凝土水力劈裂过程中的缝面水压力分布和应变变化,并将测得的缝面水压分布和扩展裂缝尖端位置进行比较.结果表明:水力劈裂试验中,随着外水压的增加,裂尖稳定扩展速度明显增大,且裂缝失稳荷载下降.裂缝内水压力随着裂缝张开而降低.起裂时缝内水前端滞后裂缝尖端10mm,失稳时,缝内水前端滞后裂缝尖端40mm.     

带纵缝木梁抗弯承载力及修复方法研究

木结构构件由于荷载和温、湿度变化等作用易在端部及中部发生平行于构件纵轴的裂缝,导致缝端应力集中以及削弱裂缝两侧木材的变形协调,进而降低承载力.开展了带纵缝木梁足尺试件弯曲加载试验和木材清样小试件材性实验,考虑了不同试件材性的差异和木材材料强度的尺寸效应,确定了纵缝长度和位于梁截面高度处的位置等参数对木梁承载力的影响,并分析了采用新型自攻螺丝修复后带纵缝木梁的承载力恢复性能.研究表明,纵缝位于木梁剪弯段截面中部的影响最大,承载力下降可达46.2%;在弯剪段施加自攻螺丝的修复效果最好,其修复率随自攻螺丝间距增大而减小.采用200mm间距时木梁承载力修复率可达1.12.     

水平井压裂单缝和多分支缝中携砂液流动规律数值模拟

压裂过程中携砂液的注入是为了防止地应力将已压裂出的裂缝重新闭合,裂缝中携砂液的流动是典型的固液两相流。关于垂直井裂缝中携砂液的流动已有众多学者对其进行了研究,然而关于水平井单裂缝和分支缝中携砂液流动的二维或三维数值模拟几乎未见研究。采用混合物湍流计算模型,对携砂液在二维水平井单裂缝和三维水平井分支缝中的流动进行了模拟计算。模拟结果得出:水平井单裂缝中的铺砂形态与垂直井单裂缝中明显不同,水平井单裂缝中的铺砂前缘会形成一个"砂包"向前推进,并且在入口处向缝内展布的铺砂浓度不会快速地下降。在保持其他参数不变的情况下,随着携砂液入口速度的增大,裂缝中的铺砂高度逐渐增大;携砂液入口颗粒浓度越大其他位置的铺砂浓度也越大;携砂液颗粒密度越大铺砂分布范围越小,而铺砂浓度大小基本相同。楔形裂缝中的携砂液相较于矩形裂缝更容易填充满整个裂缝;楔形裂缝中向前推进的"砂包"比矩形裂缝较低。分支缝主缝中砂堤区厚度大于单缝中的厚度,而分支缝主缝中悬浮区的厚度远小于单缝中的厚度。随着支缝与主缝夹角的增大,分支缝主缝中铺砂范围逐渐减小。当夹角为90°、120°时,沙粒在支缝与主缝的连接处产生堆积,导致主缝在第一个连接处后方区域的铺砂浓度明显减小。