全级配混凝土动态弯拉试验技术研究

参考DL/T 5150-2001<水工混凝土试验规程>的简支梁三分点加荷法,设计了电液压伺服加载系统、往复拉压加载夹具、安装方式、无损监测和实时数据采集系统等.这套试验技术可施加多种类型的荷载,如冲击波、变幅三角波、正弦波、模拟地震波、随机波荷载等.同时,还应用声发射技术研究了全级配混凝土动静态荷载作用下的破坏和损伤机制,并通过试验得出了合理的试件安装方法,形成了规范的动态试验操作步骤.     

全级配混凝土强度尺寸效应及变形特性研究

采用近似理想刚性试验机，对全级配及相应湿筛混凝土立方体试件进行了单轴抗压强度尺寸效应的试验，与此同时还测出了应力－应变全过程曲线及泊桑比与体应变．试验结果表明：全级配与湿筛混凝土的强度均存在尺寸效应，其变化规律符合Ｗｅｉｂｕｌ脆性材料强度统计理论．全级配混凝土的脆性较湿筛混凝土小，其应力－应变全过程曲线与圆柱体试件的应力－应变全过程曲线形状相似     

二级配骨料随机分布混凝土动态特性数值模拟

混凝土是民用、工业、安全防护等建筑中最常用的材料之一,具有抗压强度高、工艺简单、抗腐蚀性好、抗耐性优良等特点。在使用过程中,不仅要承受准静态荷载作用,还需考虑爆炸、冲击等动载荷的作用,因此有必要进行混凝土动态特性研究。利用ANSYS/LS-DYNA软件,对粗骨料粒径和体积含量不同二级配混凝土动态特性进行模拟,分析粗骨料粒径和体积含量对二级配混凝土动态特性影响规律。研究表明:随着粗骨料最大粒径的增加,二级配混凝土峰值应力呈下降趋势;随着粗骨料中间粒径和体积含量增大,二级配混凝土峰值应力均呈现先增大后减少趋势。     

不同模量的全级配混凝土静动态特性试验研究

全级配混凝土不同模量的特性长期未引起人们的重视．在以混凝土抗拉应力为控制的高拱坝设计中,按不同模量弹性理论进行分析是必要的．在高地震烈度区修建高拱坝,对坝体拉应力的控制更为严格,抗震安全是亟待解决的技术难题．为此,采用液压伺服系统对全级配混凝土试件的静动态拉伸、压缩弹性模量和泊松比进行了三分点静动态弯拉试验．试验结果表明：静动态压拉弹性模量比分别达到0．89,0．87,动态压拉弹性模量比静态压拉弹性模量分别增长5.4％,8．5％;静动态压拉泊松比分剐达到0．88,0．68;动态抗弯强度比静态抗弯强度增加21．7％．     

全级配煤矸石混凝土导热性能试验与分析

为研究和预测全级配煤矸石混凝土的导热性能,以五种不同的煤矸石粗骨料替代率(0、25％、40％、70％、100％)和四种煤矸石细骨料替代率(25％、50％、75％、100％)设计9组试验,对煤矸石混凝土导热性能进行试验.结果 表明:煤矸石粗骨料替代率越高,煤矸石混凝土导热系数就越低;煤矸石粗骨料替代率为100％情况下,随着煤矸石细骨料替代率增加,煤矸石混凝土导热系数继续降低,其中全级配煤矸石混凝土导热系数最低,相比普通混凝土导热系数的下降幅度为52.56％;定义了煤矸石骨料影响系数M,M值越大,混凝土导热系数越低;对Hasselman-Johnson混凝土导热系数计算模型进行修正,得到煤矸石混凝土导热系数的修正计算模型,修正计算值与试验结果相吻合.     

高拱坝全级配大体积混凝土力学特性试验研究

结合溪洛渡水电站的实际，对全级配大体积混凝土的力学特性进行了试验研究，对全级配大体积混凝土力学特性与湿筛小试件混凝土力学特性之间的关系进行了探讨。     

三维重建技术在全级配混凝土骨料随机分布中的研究与应用

介绍了三维重建的几种方法,分析比较了这些方法的特点,并对由切片和CT扫描获得的图像进行三维重建作了重点介绍.在混凝土各项性能研究中,混凝土的级配、骨料含量及其分布模型对混凝土的力学性能有很大的影响,本文提出了采用试验和数字图形处理相结合的方法对全级配混凝土骨料进行三维重建,分析阐述了其具体的重建过程.通过建立接近现实的混凝土骨料模型,可以使用有限元进一步研究混凝土的性质及其发生的各种变化.     

全级配混凝土梁动强度提高机理研究

基于细观力学方法对全级配混凝土梁的动强度提高机理进行研究.假定混凝土由骨料、砂浆和界面三相材料组成,按全级配混凝土实际配比生成随机混凝土骨料模型.采用塑性损伤模型并考虑材料的应变软化,利用全级配混凝土梁的静弯拉(破坏)试验标定骨料、砂浆和界面的参数.在此基础上对冲击荷载下全级配混凝土梁的动弯拉破坏过程进行数值模拟,重点讨论惯性效应和应变率效应对混凝土材料强度增强因子的影响.研究结果表明:(a)当应变率小于8s-1时,材料惯性对梁的极限荷载影响可以忽略不计;当应变率大于8s-1时,材料惯性对全级配混凝土强度的动力增强因子(SDIF)影响增大.(b)当应变率小于20s-1时,率效应对SDIF影响较大,在高应变率区SDIF主要受材料惯性的影响.此外,探讨了初始缺陷(损伤)对全级配混凝土梁破坏荷载的影响.     

基于刚体-弹簧元法的全级配混凝土本构特性模拟

在细观层次上把混凝土看作是由粗骨料、硬化水泥砂浆基体组成的两相非均质复合材料,采用适宜极限分析及处理微裂纹行为的刚体－弹簧元法,研究了不同的组成成分对材料的影响,建立起混凝土的细观结构以观性能之间的关系。     

全级配混凝土极小子样统计方法的研究

为了在可靠度工程中解决极小子样问题（ｎ＜６），提出将同类母体变换为同一母体的工程统计方法，用蒙特卡罗法或贝叶斯理论模拟扩大，在此扩大子样基础上用自助法进行参数估计，其分布的拟合优度检验采用新方法Ａｎｄｅｒｓｏｎ－Ｄａｒｌｉｎｇ法，并配以Ｋｏｍｏｇｏｒｏｖ－Ｓｍｉｒｎｏｖ法进行检验得到满意效果。     

全级配混凝土试件拉伸极限应变的统计分析

根据实测资料,给出了全级配混凝土大试件和与其对应湿筛后混凝土小试件拉伸极限应变的概型分布;给出大、小试件拉伸极限应变比值的概型分布和一定置信水平下的置信区间。本文成果为工程应用提供了方便。     

筛管抗拉性能分析

对石油行业广泛使用的筛管产品抗拉性能进行了深入的分析，找到了影响筛管管体抗拉性能的决定性因素——基管钻孔开口率。通过进一步理论计算和对实物试验数据的分析，得出了在保证筛管管体最低抗拉断力的条件下，基管钻孔开口率的最大值。     

用刚体弹簧元法研究全级配混凝土力学性能

提出了采用刚体弹簧元法在细观层次上对全级配混凝土的力学特性及破坏机理进行数值研究的方法.该方法首先根据全级配混凝土骨料级配曲线和Walraven函数,使用蒙特卡罗随机理论建立起考虑细观各相力学特性分布不均匀性的随机骨料结构,并对其进行三角形或任意多边形的网格剖分;然后应用刚体弹簧元模型,对全级配混凝土在单轴及双轴荷载下的变形和力学性能进行了系统性的数值试验,并探讨了不同骨料级配及试件尺寸对混凝土力学性能的影响.与实际试验结果的比较表明运用该方法数值模拟全级配混凝土的力学性能是可行的.     

骨料级配对水工全级配和湿筛混凝土拉伸断裂性能差异的影响

采用湿筛混凝土表征全级配混凝土力学性能是解决试验条件受限时水工混凝土性能测试的重要方法.目前关于骨料级配对水工全级配和湿筛混凝土拉伸断裂性能差异的影响少见研究,因此论文采用细观有限元分析与Monte Carlo模拟相结合的方法,在分析不同骨料级配水工全级配和湿筛混凝土拉伸断裂性能差异的基础上,重点探究上述差异随骨料级配的变化规律.研究表明,骨料级配对全级配与湿筛混凝土拉伸断裂性能的差异有着较为明显的影响,主要表现在随着骨料粒径的增大和大骨料占比的提高,拉伸弹性模量的比值(大于1)增大,峰值抗拉强度、峰值拉伸应变及断裂能的比值(小于1)减小.     

全级配混凝土强度试验的样本容量及大小试件强度的比值

运用统计学理论给出了全级配混凝土试件强度的概型分布,导出了试验样本容量与变异系数之间的关系式,对全级配混凝土强度与其对应湿筛后混凝土强度之间的比值进行了统计分析,给出了该强度比值的概型分布及其相应的置信区间,为工程应用提供方便。     

橡胶再生混凝土轴心抗拉性能试验研究

橡胶再生混凝土是一种具有较好弹性和耐撞性的利废混凝土。为确定再生混凝土中橡胶颗粒的最佳掺量,配制了5种不同掺量的再生混凝土试样,并进行了轴心抗拉强度测试,与28天抗压强度数据对比。结果得出,当再生混凝土中加入橡胶颗粒体积分数为3%时,轴心抗拉强度下降幅度最小;当加入橡胶颗粒体积分数为5%时,再生混凝土的轴心抗拉强度降低幅度最大;当橡胶颗粒的体积分数超过5%时,轴心抗拉强度不降反升;在这5种不同橡胶颗粒掺量的试件中,体积分数为3%时再生混凝土各方面性能表现最好。试验结果为橡胶再生混凝土的应用研究提供理论依据。     

纤维用量对沥青混凝土抗拉性能的影响

为了研究玄武岩纤维用量对沥青混凝土抗拉性能的影响,对不同掺量的玄武岩纤维沥青混凝土进行了间接拉伸试验。结果表明:纤维的加入对沥青混凝土的抗拉性能有显著地影响,但存在界限掺量。玄武岩纤维掺量是0.15%、0.2%和0.25%时,其纤维沥青混凝土劈裂抗拉强度较之普通沥青混凝土的分别提高了4.3%、8.6%和4.3%,破坏劲度模量分别提高了15.1%、40.4%和11.8%,对改善沥青混凝土的抗拉性能十分显著;以纤维对沥青混凝土的抗拉能力的改善效果作为衡量标准,则玄武岩纤维的最佳质量掺量范围在0.2%左右。     

早期预拌混凝土抗拉性能的试验研究

在混凝土工程中包括强度和极限拉伸的抗拉力学性能是很重要的指标,然而因轴心受拉试验存在难度以及国内外对极限拉伸没有统一的试验方法造成相关的试验研究结果离散.为较精确地得到混凝土轴心抗拉和劈裂强度之间的关系以及早期拉伸变形值,利用自行设计制作的混凝土轴心受拉试验装置成功地解决了试件对中困难的问题,并对工程中常用的三个强度等级的预拌混凝土进行了4个龄期(3d,7d,14d,28d)的试验,得出了预拌混凝土强度、轴拉弹性模量和极限拉伸值随龄期的变化规律以及极限拉伸变形值的估算公式.轴拉和劈裂强度之比随龄期增长而减小,二者微观破坏机理不同;拉压关系与规范公式符合较好.     

桥面混凝土裂缝处防水层抗拉分析

为充分了解桥面防水层的层间拉应力的变化规律,研究桥面混凝土裂缝处防水层的抗拉性能,利用有限元法对混凝土桥面铺装结构建模,分析了在行车荷载作用下,桥面各铺装层参数对桥面防水层层间法向拉应力的影响规律,并针对桥面水泥混凝土调平层裂缝处的防水层,建立了防水层张力计算模型.计算结果表明:沥青混凝土面层与水泥混凝土调平层的模或量和厚度、防水层厚度等参数的变化对层间法向拉应力影响很小;防水层模量是影响层间法向拉应力的主要因素,当防水层模量为10~50MPa时,对层间法向拉应力的影响最大,防水层模量为50~300MPa时影响较大,防水层模量为300~1500MPa时影响基本稳定.