喷射混凝土的流变模型与泵送计算

本文探讨了新拌混凝土的流变模型、流变方程、屈服应力和塑性粘度;进而研究了圆管柱塞流的流型、流速、重量流量和流动阻力的计算方法,为喷射混凝土输送设计做了初步工作。     

有压管道输送混凝土的流变学分析

运用流变学原理，分析有压管道输送混凝土时，混凝土混合料的流变特性，阐述了泵送混凝土在输送管道中的流动规律。对泵送混凝土在压力输送条件下，沿管道内粘性内摩擦阻力与变形速度、粘性的关系进行了讨论，指出泵送混凝土在输送管道中的流变特性主要决定于其屈服应力τｏ和塑性粘度μｏ。     

用统计连续理论研究混凝土的力学性能

混凝土材料可看成由骨料，水泥水化物和砂浆组成的三相非均质材料，或看成由骨料和细砂组成的二相非均质材料，本文提出了等效常数的概念，把混凝土看成随机非均匀连续介质，用统计连续理论研究其力学性能，并给出了计算等效弹性模量的公式。     

纤维混凝土力学性能分析的随机双尺度模型

短纤维增强混凝土作为一种复合材料,其力学性能不但与基体的性能有关,还与材料的细观特征有关。为了将细观结构与宏观力学性能相结合,本文以双尺度方法为理论基础,根据短纤维增强混凝土的材料特点,通过引入随机参数,在单胞中生成满足均匀分布概率模型的圆柱体来模拟乱向随机分布的短纤维,进而定义了一种新的单胞模型,建立了随机双尺度模型,并结合有限元方法进行计算;接着,将随机双尺度模型与试验以及其他经典方法进行计算对比,验证了其在分析短纤维增强混凝土力学性能方面的有效性;最后,利用此模型研究分析了纤维种类和体积分数对短纤维增强混凝土弹性常数的影响。     

石灰石粉对碱激发胶凝体系流变性能的影响

为解决碱胶凝材料反应过快而导致其流变性和工作性能差的问题,采用流变学原理研究了不同掺量下的石灰石粉(0%、5%、10%、15%、20%)对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料流变特性的影响。研究结果表明,新拌胶凝材料浆体内部的屈服应力和塑性黏度是影响碱胶凝材料流变性和工作性能的关键因素;反应生成的凝胶造成浆料内部颗粒团聚以及颗粒间作用力和摩擦力增大,从而导致屈服应力和塑性黏度增大,可以通过添加惰性矿物来改变浆料的屈服应力和塑性黏度;固体和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料符合Bingham模型,加入石灰石粉并未改变其流变模型;石灰石粉对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝体系的屈服应力和塑性粘度影响稍有不同,在液体水玻璃激发浆料体系中的塑性粘度以石灰石粉掺量20%为最小,而在固体水玻璃体系中掺入石灰石粉可使浆料的塑性粘度降低15%～30%。     

玄武岩纤维自密实混凝土流变性能研究

文章利用Bingham模型和自密实混凝土坍落拓展度之间的关系,研究了不同体积掺量和不同长径比短切玄武岩纤维对C45自密实混凝土流变性能的影响,计算得到不同条件下纤维自密实混凝土的屈服应力和塑性黏度。结果表明,Bingham模型可以作为判别玄武岩纤维自密实混凝土流变性能的重要依据。     

MMA基混凝土修补材料的制备与性能

混凝土开裂是混凝土破坏最普遍的形式，如不及时对裂缝修补，将造成混凝土由表及里的破坏，严重影响混凝土的耐久性。因此，采用性能优良的修补材料进行修补，对提高混凝土工程的安全性和延长其使用寿命具有重要意义。甲基丙烯酸甲脂(MMA)基混凝土修补材料是由MMA和引发剂、增塑剂等合成的高分子聚合物，它具有粘度小、凝固体强度高、与混凝土粘结牢固等性能。通过对MMA基混凝土修补材料的合成，详细探讨了引发剂和增塑剂对材料粘度以及材料力学性能的影响。结果表明：引发剂浓度过大或过小，都会使材料的粘度变小，引发剂的适宜质量分数是0．6%～0．7％，增塑剂浓度的增加使粘度增大，修补材料的力学性能达到了修补混凝土的要求，变形性能良好，可以承受一定的荷载变形。     

怎样用旋转粘度仪准确测定非牛顿液体的流变性能

本文闸述了当前在设计和使用旋转粘度仪中所存在的一些问题。目前的旋转粘度仪,是按牛顿液体的内摩擦定律设计的,这对牛屯液体流变参数的测量和计算是较为准确的,但对非牛屯液体流变参数的测量和计算,则会产生不可忽视的误差。本文依据非牛屯液体的流变规律,从理论上阐明了用这种仪器测定和计算非牛电液体时,对那些流变参数是较为准确的;对那些流变参数会有较大的误差以及这些误差的范围、影响因素和解决途径,从而进一步阐明了通过使用仪器校正系数B,通过计算非牛屯液体的速度梯度,以达到准确测定非牛屯液体流变性能的方法。为了在引入B值后,仍能较方便的计算塑性液体的动切应力,文章还介绍了改进设计旋转粘度仪的有关方法。     

ABAQUS混凝土损伤塑性模型的静力性能分析

为评估ABAQUS有限元软件中混凝土损伤塑性模型分析混凝土材料和构件静力性能的能力,用该模型对混凝土材料单轴、双轴应力状态下力学性能以及构件的抗弯、抗剪性能进行模拟,并与试验结果进行对比分析.结果表明,混凝土损伤塑性模型可以较为精确地模拟单轴受压、单轴受拉、双轴受压以及双轴受拉状态下混凝土材料的力学性能,能较好地反映双轴应力状态下的材料破坏包络线,也能较好地预测钢筋混凝土构件的抗弯和抗剪性能及其破坏特征,但不能很好地描述双轴拉压应力状态下混凝土材料的力学性能,也不能反映材料的体积应变发展变化规律.     

钢管混凝土静力力学性能理论研究现状

从理论分析和计算方法两个方面介绍了钢管混凝土静力力学性能的国内外研究现状,总结了现阶段理论研究的成果。分析了各种研究方法的特点并指出目前研究存在的缺陷。分析结果表明,在对钢管混凝土静力分析时,外部钢材大都采用了基于经典塑性理论所建立的力学模型;而受核心混凝土较复杂的物理特性影响,其本构模型选用种类较多,主要有塑性理论模型与损伤理论模型等,且每一种模型均较实际有所差异。另外,现有针对钢管混凝土力学分析的计算方法较为简单,有待于进一步研究。基于以上分析,结合钢管混凝土的受力特点,探讨了钢管混凝土静力力学性能理论研究中的关键问题。最后展望了钢管混凝土力学研究的发展方向。     

磁场对泡沫钻井液流变性能的影响

泡沫钻井液是一种适用于欠平衡钻井的新型低密度钻井液。采用试验方法研究了磁场对泡沫钻井液流变性能的影响程度，对磁处理前后泡沫钻井液的流变参数进行了对比。结果表明，磁处理能明显改变泡沫钻井液的性能，可以使塑性粘度和视粘度减小。磁处理能影响切应力的大小，动切力和静切力随磁处理条件的不同而有增有减，但它的流体性质并未改变。     

再生细骨料残余浆体对混凝土流变性和强度的影响

文章开展再生细骨料残余浆体的定量表征实验、混凝土常规工作性能试验、流变性能试验和力学性能试验,研究不同残余浆体质量分数对再生细骨料混凝土流变性能和力学性能的影响。研究发现,再生骨料表面残余浆体的去除可以明显改善其基本性能,再生细骨料的使用会使新拌混凝土的坍落度和扩展度损失加快,屈服应力增大,塑性黏度降低。随着再生细骨料残余浆体质量分数的减少,用其制备出的再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉随之增大。当浆体质量分数为14.9%时,骨料水泥界面过渡区粘结紧密,再生细骨料混凝土的28 d抗压强度和劈裂抗拉强度分别为28.50、2.30 MPa,约为普通混凝土的89%、77%,表明较低残余浆体质量分数的再生细骨料可取代天然砂应用于混凝土中。     

钻井液流变参数允许调控范围研究与应用

从液-固两相流体动力学基本理论出发,结合钻井液携岩原理及钻井工程需要,探讨了特定工况下钻井液允许流变参数范围的计算方法,建立了钻井液流变参数允许调控范围计算模型,开发了钻井液合理流变参数计算系统软件。计算结果表明,钻井液密度、排量、塑性粘度及泥浆泵缸套缸径中任一项增大都将使钻井液允许的流变参数调控范围变窄,钻井液排量的影响尤其明显。泥浆泵排量是控制流变参数允许调控范围上限的主要因素,而其下限则主要受钻井液密度影响。     

边界元弹塑性分析的预测-校正迭代法

本文提出一种预测-校正迭代方法,使边界元初应变法的弹塑性分析可以适用于包括非强化材料在内的各种塑性流变特性的材料。其原理是利用结构因子即内部单元对其初应变的弹性响应来校正每步增量载荷作用下预测的塑性应变增量,使塑性区的等效应力逐步返回到屈服面上。在中型计算机上对均匀拉伸的双V缺口平板按理想弹塑性材料进行了弹塑性应力分析,计算结果与有限元法的结果十分一致,但计算时间大为缩短。在均匀内部应变的基础上,还给出一个区域型积分和边界型积分的转换关系,当采用简单几何形状的常数内部单元时,利用这个关系可以方便地得到内部单元区域积分的精确表达式。     

纤维增强对水泥基材料早期干缩开裂性能的影响

采用自行设计的圆环快速测试方法测试研究了水泥基材料硬化早期失水干燥收缩性能．结果表明：掺加0．10％对塑性混凝土具有明显减少收缩开裂作用的MP—Ⅰ和MP～Ⅱ纤维，对阻止硬化早期混凝土的失水干燥收缩开裂作用很小；掺一定量的钢纤维、碳纤维、MH—Ⅰ和MPH—Ⅰ硬化防裂纤维，均有较好的防止硬化早期失水干燥收缩的作用．MH—Ⅰ和MPH—Ⅰ硬化防裂纤维在经济可行的掺量下，对混凝土硬化早期失水收缩减裂率分别为71．2％和79．0%，MH—Ⅰ纤维在塑性阶段没有防裂效果，仅适用于硬化早期混凝土的干缩防裂，而MPH—Ⅰ硬化防裂纤维在塑性阶段具有100％的减裂效果，为一种可同时防止混凝土出现塑性和硬化早期失水收缩开裂双重作用的工程纤维材料．MPH—Ⅰ硬化防裂纤维对水泥基材料的物理力学性能无不良影响．     

钢管混凝土短柱轴压力学性能分析及其数值模拟

钢管混凝土短柱是研究钢管混凝土最基本的构件,研究钢管混凝土短柱有助于了解钢管混凝土的力学性能,为研究其他构件提供了一个基础。对钢管混凝土短柱的力学性能进行了分析,归纳总结了短住轴压承载力理论计算公式,并采用有限元软件ABAQUS对不同壁厚钢管混凝土短柱进行轴心受压模拟。总结得出,随着壁厚的增加,钢管混凝土短柱的极限承载能力逐步提高,二者之间符合线性关系。将数值模拟软件计算求得不同壁厚短柱极限承载力与理论公式计算得出的值做出对比分析,校核发现两者较为接近,说明数值模拟计算效果良好。最后,总结分析位移荷载曲线,提出钢管混凝土短柱塑性破坏角概念。随着钢管壁厚的增加,短柱塑性变形能力提高,塑性破坏角变大,当壁厚达到11.185 1 mm时,短柱发生理想塑性变形。     

悬臂钢管混凝土构件在横向冲击荷载下承载性能有限元分析

通过理论计算和有限元方法分析了悬臂钢管混凝土构件在横向冲击荷载下的力学性能,根据“统一理论”确定构件的极限弯矩,利用理论公式计算构件的挠度,采用有限元软件ANSYS／LS-DYNA模拟相应工况,并与理论结果比较,得到了构件重点部位的应力、应变和加速度时程,结果表明,当套箍系数、材料强度和尺寸一定时,构件最终挠度与冲击能量成正比;冲击能量从自由端向固定端传递,固定端截面逐步进入屈服,最终形成塑性铰构件成为机动结构,丧失承载力;钢管混凝土构件具有较好的耗能和变形能力。应力、应变呈现典型弹塑性材料自特征．     

高温混凝土的非线性多轴热力学本构模型研究

从混凝土结构材料的弹塑性变形与热应力交互作用角度，研究了材料在高温下应变率与流动定律、粘塑性与塑性加载函数、加卸载准则，得出了一种新的高温混凝土非线性多轴热力学本构模型．     

I型平面应力准静态稳恒裂纹扩展

根据Ｊ２流动理论并采用有限元法分析了小范围屈服条件下，各向同性幂强化材料及理想塑性材料中的准静态Ｉ型平面应力稳恒裂纹扩展问题。计算结果表明，与平面应变情况不同，对于平面应力稳恒裂纹扩展，材料的强化指数Ｎ对塑性区形状有显著影响。对理想塑性材料，在裂纹延长线上（θ＝０），应变似呈现对数奇异性。计算中未发现有二次塑性区。利用 ＣＯＤ断裂准则得出，应力强度因子比 Ｋｓｓ／Ｋｃ也强烈地依赖于材料常数σ０／Ｇ及强化指数Ｎ。     

高温混凝土的非线性多轴热力学本构模型研究

从混凝土结构材料的弹塑性变形与热应力交互作用角度，研究了材料在高温下应变率与流动定律，粘塑性与塑性加载函数，加卸载准则，得出了一种新的高温混凝土非线性多轴热力学本的构模型。