基于SHPB试验的高速铁路CRTSⅡ型CA砂浆动态性能

采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)试验研究了高速铁路CRTS II型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的动态力学性能,并建立了CRTS II型CA砂浆的动态本构关系模型.结果表明:随着应变率的增大,CRTS II型CA砂浆峰值强度逐渐增加,但增加速率随应变率的增大而减小,当应变率从44.17增加至54.79 s-1和从54.79增加至108.47 s-1时,峰值强度分别增加了初始峰值强度的52.28%和7.5%,弹性模量随应变率的变化规律性较差;应变率越大,破坏时的贯通裂纹越多,碎裂程度越大;CRTS II型CA砂浆的比能量吸收随着应变率的增大而增大.所建立的动态本构模型拟合曲线与试验曲线具有较好的一致性.     

水泥-粉煤灰-高效减水剂的相容性研究

本文从水泥、粉煤炭、高效减水剂的作用机理出发,对该体系进行了相容性研究,提出用饱和点、流动度的经时损失和胶砂强度三个指标来检测和评价水泥、粉煤灰、高效减水剂的相容性问题．     

水泥基材料在硫酸盐结晶侵蚀下的劣化行为

采用水泥砂浆在硫酸钠溶液中半浸泡的试验方法,测试不同配比的砂浆外观形貌、抗压抗折强度等宏观性能,并通过分析砂浆孔结构、孔隙率、微观形貌以及腐蚀产物,探讨半浸泡条件下,硫酸盐结晶对砂浆造成侵蚀破坏的影响因素。研究结果表明:在半浸泡条件下,砂浆表面所生成的白色硫酸钠晶体含量与砂浆的水灰比和掺入的矿物掺合料有关;随着半浸泡时间增加,水泥砂浆表面逐渐被剥蚀,抗压抗折强度先增大后逐渐降低;砂浆中孔径在30nm以上的孔是导致砂浆受到侵蚀的主要孔隙;大量结晶物聚集在砂浆孔隙中并结晶膨胀造成了砂浆的物理结晶侵蚀;掺入适量的活性矿物掺合料能有效降低砂浆中孔径在30nm以上毛细孔的数量,提高砂浆抗硫酸盐结晶侵蚀能力。     

蒸养水泥基材料的肿胀变形规律与控制

为掌握蒸养过程中水泥基材料的变形规律及其关键影响因素,基于铁路混凝土预制构件典型蒸养制度,试验研究不同胶凝材料组成试件在蒸养过程中的线度变形随蒸养时间的变化规律,研究不同水灰比、掺矿物掺合料等因素对蒸养试件肿胀变形的影响以及蒸养和标养条件下试件的水化物相,分析蒸养前自由水含量与蒸养试件肿胀变形的相互关系。研究结果表明:试件在蒸养过程中的不同阶段表现出显著不同的变形规律,试件的肿胀变形主要发生在升温阶段的初始结构形成期;蒸养水泥基材料的肿胀变形主要受蒸养前体系的固相组成及自由水含量(初始含水量)的影响。为较好地控制蒸养水泥基材料的肿胀变形,初始水灰(胶)比宜不大于30%,并采用矿物掺合料取代部分水泥。     

基于液力变矩器流固耦合的叶片厚度设计方法

基于经验性流线公式的液力变矩器叶片厚度设计方法,因难以表达变矩器叶片与流体间的耦合变矩关系,易造成变矩器性能低下.针对此问题提出基于液力变矩器内流固耦合的叶片厚度设计方法,即以高精度流固耦合数值解析的液力变矩器性能为评价,在满足叶片应力强度与叶片厚度变化曲率约束下,推导出叶片厚度曲线方程.通过液力变矩器设计实例,显示液力变矩器叶片厚度分布与其流场分布具有强相关性,验证了此方法对提高液力变矩器变矩比、效率和动力性能的有效性,可作为液力变矩器叶片厚度设计的工程化设计参考流程.     

CA砂浆力学性能的应变率敏感性及本构关系

为研究水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)力学性能的应变率敏感性,采用微机控制电子万能试验机进行了CA砂浆在不同应变率下的应力-应变压缩试验.结果表明,CA砂浆的力学性能随着应变率的增大而增大,裂纹扩展速度的限制、侧向变形的惯性作用及沥青网络结构的横向约束导致了CA砂浆力学性能的应变率敏感性.文中还建立了CA砂浆的应变率本构关系,该本构关系能够精确模拟CA砂浆的峰值强度与弹性模量,整个变形过程中的拟合结果与试验结果的复相关系数均大于0.93.通过对应变率本构关系的敏感性分析可知,应变率越高,CA砂浆的韧性和应变率敏感性越低.     

改性组分对水泥基材料韧性的影响

为掌握静力荷载和冲击荷载作用下水泥基材料的韧性及其主要影响规律,通过试验研究手段,采用折压比、冲击功等指标,分别研究了矿物掺合料、聚丙烯纤维、纤维素纤维、钢纤维以及橡胶颗粒对水泥砂浆在静力荷载作用下的折压比和冲击荷载作用下冲击破坏功的影响,并分析了不同组成砂浆的折压比和冲击功之间的相关性.结果表明,不同改性组分对砂浆折压比和冲击破坏功2参数存在不同的影响机理;当所掺改性组分的类型相同时,砂浆的冲击功随折压比增加而增大.为提高砂浆的折压比和冲击功,宜掺加变形能力好、抗拉强度较高且其与砂浆基体之间具有较大的粘结作用的改性组分.纤维与橡胶颗粒的复合掺入可较好地发挥叠加效应,进一步增强水泥基材料的冲击韧性.     

考虑冻融作用的混凝土单轴压缩损伤本构模型

为研究冻融循环作用后混凝土的应力-应变行为及其在冻融作用后的持荷性能,对比研究同为C40强度等级的普通混凝土(NC)与自密实混凝土(SCC)经受冻融作用后的单轴压缩应力-应变关系,并进一步基于应变等价性假说和统计损伤理论建立冻融循环作用后混凝土单轴压缩损伤本构模型,探讨相应损伤变量随冻融循环作用次数和单轴压缩应变发展的演变特性。研究结果表明:所建立的损伤本构模型可较好地描述冻融循环作用后NC和SCC在单轴压缩荷载下的应力-应变关系;在单轴压缩过程中,冻融循环产生的微裂纹闭合导致损伤变量增长速率下降;NC与SCC的冻融损伤变量随冻融次数变化的规律均可用指数函数进行预测;掺入膨胀剂和黏度改性材料可以有效降低SCC的冻融损伤速率。     

动弹性模量在混凝土抗侵蚀性能评价中的应用

用力学指标评价混凝土抗侵蚀性能具有破坏性和测值离散的特点,采用混凝土试件在饱和硫酸钠溶液中浸泡和干湿循环的相对动弹性模量的测试结果与混凝土力学破坏试验结果比较的方法,探讨了相对动弹性模量测试等非破损方法在评价混凝土抗硫酸盐盐结晶侵蚀性能的可行性和有效性.结果表明,相对动弹性模量表征的抗盐结晶侵蚀系数与相对抗折强度及劈拉强度表征的抗盐结晶侵蚀系数评价指标具有较好的相似性.以相对动弹性模量测试的非破损方法辅助一定数量的力学测试可以用于评价混凝土的抗侵蚀性能.图6,表2,参8.     

煤矸石作为骨料对不同水泥基材料耐久性影响*

研究了我国四个地区所产煤矸石的基本性能及其作为骨料对C30混凝土和CFG桩抗冻性和抗酸侵蚀性能的影响。结果表明：本文所选各煤矸石主要组成分为石英、蒙脱石和菱铁矿等矿物,但氧化含量有较大不同;泡水饱和状态下各煤矸石单轴抗压强度均降低55%以上;冻融循环28次后,各煤矸石质量损失按产地从大到小为榆林,长治,太原和许昌;酸侵蚀下,长治煤矸石的压碎指标较酸侵蚀前增大最明显。许昌煤矸石配制的C30混凝土,当煤矸石取代石灰石粗骨料大于30%后,抗冻性能显著降低,随煤矸石掺量的增加,C30混凝土抗酸性能降低,但不显著。酸侵蚀140d时,CFG-长治质量损失率大于5%,抗压腐蚀系数低于0.8,抗酸性能显著降低,其它煤矸石CFG抗酸性能变化不显著。