细菌修复加固石质历史建筑遗产研究

为了避免历史建筑遗产保护过程中造成不可逆损伤，通过细菌诱导碳酸钙在大理石试样表面矿化沉积形成薄层达到保护目的。采用XRD、SEM、MIP及超声波研究分析了矿化晶体晶相、矿化层生长、沉积晶体对试样孔隙影响以及矿化层粘结与保护效果。实验结果表明：矿化晶体为方解石和球霰石，细菌在晶体矿化沉积过程中充当成核位点，且晶体均匀生长在试样的表面，沉积致使试样孔隙率减小22.2％，但对孔隙分布无显著影响，矿化层与底层可以形成有效粘结。细菌诱导矿化修复保护新颖、生态，可以作为石质历史建筑遗产保护方法的有效选择。     

热动力学框架内的RPC材料弹塑性各向异性损伤本构建模研究

考虑材料刚度的退化,不可恢复应变,非弹性体胀及单边效应,建立了RPC材料的弹塑性各向异性损伤本构关系.采用有效应力张量的正负分解,拉压不同的塑性硬化法则和拉压不同的损伤演化法则对RPC材料的单边效应进行了建模.采用张量型的损伤变量来描述损伤的各向异性,通过四阶损伤效应张量和应变等效假设建立有效构形和损伤构形中的物理量之间的关系.在热动力学框架内,建立了RPC材料的状态势和耗散势,由状态律给出了与状态变量共轭的热动力学广义力与状态变量之间的关系,由动力律给出了状态变量的演化关系,由塑性加载条件,损伤准则和一致性条件给出了塑性乘子和损伤乘子的大小,最终推导出弹塑性损伤切线刚度张量,为数值方法的实施典定基础,讨论了材料参数确定的方法和模型的局限性,为进一步的工作指明了方向.     

智能全分布式光纤应变传感精度的理论分析与实验研究

分布式光纤传感器可构成智能结构的神经系统。首次从力学的角度对分布式光纤应变传感的精度进行了系统的理论分析和实验研究，基于考虑光纤-基材之间的力学耦合作用，系统建立了两者耦合效应即应变传递的分析方法和分析模型，得到了应变传递关系的理论解答，以及应变检测精度的范围，分析了涂层对光纤应变感知能力的影响，根据分析结果研制了具有工程实用化意义的传感光纤。对普通二次涂敷光纤通讯光纤及研制的样本，分别进行了分布式应变检测实验，发现应变检测精度的理论分析结果存在偏高倾向，但与实测数据相差不超过4%，表明所建立的理论分析方法基本可靠，从而为分布式光纤应变传感的优化设计及性能分析提供了理论参照。     

混凝土碳化的随机模型

在分析影响混凝土碳化因素的基础上，依据工程现场实测和实验室试验数据建立了碳化速度系数的概率模型，经检验皆服从正态分布，依此推荐了随机过程模型，为碳化深度的预测提供了一条可靠途径．     

碳化混凝土结构再碱化前预检规程

再碱化技术是一种可有效阻止由于混凝土碳化而引起钢筋锈蚀的方法。高碱性电解质溶液通过电渗、扩散等作用进入混凝土基体内以及钢筋周围的电化学反应产生OH-,共同实现钢筋周围混凝土碱性的恢复,使得钢筋再钝化。在已有的研究成果基础上,根据再碱化技术的研究成果以及已有的混凝土结构检测技术,参考国家现行规范和标准的要求,完成碳化混凝土结构再碱化前预检规程。在该规程中,根据再碱化技术实施所必要的条件确立检测项目,通过检测确定再碱化的适用范围并评定结构是否适合采用再碱化技术。     

碳化混凝土再碱化施工规程

碳化混凝土再碱化技术应用电化学、电渗原理、扩散等作用,在混凝土中的钢筋和混凝土外围碳酸钠溶液之间施加一个电场,在直流电的作用下,恢复钢筋周围混凝土的碱性环境,使得钢筋再钝化,达到防止钢筋锈蚀的目的。在再碱化已有的研究成果基础上,为了推进电化学再碱化技术在实际工程中的应用,结合理论分析,提出施工工艺,编制了碳化混凝土再碱化的施工规程。     

智能全分布式光纤应变传感精度的研究

从力学的角度对分布式光纤应变传感的精度进行了系统的理论分析和实验研究,基于考虑光纤-基材之间的力学耦合作用,系统建立了两者耦合效应即应变传递的分析方法和分析模型,得到了应变传递关系的理论解答以及应变检测精度的范围.应变检测精度的实验结果略低于理论分析结果,表明所建立的理论分析方法具有一定的可靠性,从而为分布式光纤应变传感的优化设计及性能分析提供了理论参考.     

风压加速混凝土碳化的计算模型

风压对混凝土碳化的影响是客观存在的,它会导致混凝土构件截面耐久性不等.风压作用下,碳酸气在混凝土中的流动为渗透过程,符合达西定律和传质守恒定律,据此在流体力学和传质学的基础上建立了风压加速混凝土碳化的计算模型,并构造算例给出了数值解,为混凝土结构等耐久性设计方法的建立奠定了基础.     

无腹筋混合配筋混凝土梁抗剪性能试验研究

对1组无腹筋混合配筋(GFRP筋(glass fiberreinforced polymer)和钢筋)混凝土梁抗剪性能进行了试验研究.所有试验梁均为三分点加载,剪跨比为2.54和2.67.12根试验梁按有效配筋率分为3组,共包括3根钢筋混凝土梁,3根GFRP筋梁和6根GFRP筋和钢筋混合配筋梁.所有试验梁均为斜拉破坏.分析了试验梁的荷载-挠度关系,裂缝开展及抗剪承载力,并将各设计规范或指南的抗剪承载力预测值与试验结果对比.试验表明,有效配筋率相同的钢筋混凝土梁、混合配筋混凝土梁和GFRP筋梁具有相近的抗剪承载力.钢筋与FRP(fiber reinforced polymer)筋轴向刚度比对抗剪性能影响较小.规范Eurocode 2—04及CSA A23.3—04的抗剪承载力预测结果与试验结果符合度较好,而规范ACI440.1R—06,JSCE及CSAS6—06的预测结果偏保守.     

构件截面混凝土碳化深度分布的有限元分析

混凝土结构截面上碳化深度分布的确定,浊进行混凝土结构截面等耐久性设计的基础,按照传质原理,建立了混凝土结构截面上ＣＯ２的二维扩散传质方程,并利用有限元方法作了混凝土截面上碳化深度分布的计算。算例表明角区混凝土的最大碳化深度约为一般边碳化深度的１．４倍。