非贯通裂隙混凝土损伤特性试验研究

为了探究不同裂隙倾角、连通率对混凝土力学行为及微观损伤特性的影响,采用岩石力学及声发射配套系统,对17组相同配合比、不同裂隙倾角和连通率的混凝土进行了单轴压缩及声发射监测试验。研究结果表明:混凝土的强度、变形破坏及内部损伤等与裂隙倾角和连通率密切相关,且均表现出各向异性的特征。相同倾角下,连通率越大,混凝土的延性和峰值当量强度越低,连通率一定时,延性和峰值当量强度呈先减后增的整体趋势;无裂隙时,声发射主要集中于峰值应力前后,表现为脆性破坏特征,大/小倾角及小连通率时,声发射表现为脆延性破坏形式,大/小倾角及大连通率时,声发射信号主要表现为"S"型的3阶段延性特征,主要集中于屈服至峰值应力阶段。基于声发射损伤模型计算得到的损伤演化过程表明:模型计算结果和试验结果吻合良好,且混凝土内部的损伤演化随着倾角和连通率的变化而表现各异,连通率越大时,损伤发展越平缓,越充分。     

压入法表征涂层结合强度的声发射信号分析

采用超音速等离子喷涂技术制备以AlSi为底层,AT13为面层的涂层,对涂层组织和基本性能进行表征和测试;采用表面压入法诱导涂层损伤失效,声发射技术实时在线监测压入过程;采用SEM对涂层压痕形貌进行分析;运用小波分解法,对所得的声发射信号进行噪声分析。结果表明,表面压入法在有效诱导涂层体系损伤失效的同时,声发射信号可给出明显突变提示,声发射信号主要由涂层体系声发射源产生,夹杂非常微弱的噪声信号。与原始信号相比,噪声信号很小,分析试验结果时可以忽略不计。     

声发射技术在Q345E钢拉伸损伤破坏中的应用研究

针对风电机组倒塌事故频发的问题,综合塔筒材料和声发射技术在动态监测与评价方面的特点,探讨了声发射技术用于风电塔筒动态监测的可行性,研究了塔筒材料Q345E两种典型试样在外力作用下的应力变化曲线和对应的声发射特点,验证了Q345E材料的拉伸断裂机制与声发射特征参量的相关性。结果表明,预制缺陷的A组试样与B组相比,声发射信号的活动性更强烈,参数分布范围更广,材料在屈服和颈缩阶段有明显的声发射信号特征。     

声发射检测技术在钢岔管水压实验中的应用

抽水蓄能电站设计水头1 012m,为保证钢岔管后期在电站的安全运行,在钢岔管水压实验中,采用声发射实时监控技术监测焊缝表面、内部缺陷及岔管管壁缺陷产生的声发射信号,分析在升压和保压过程中的声发射信号特征及来源。结合定位图确定声发射定位源的部位并对声发射活性进行评价,确定可能需要复检的强活性区域。实验结果表明,钢岔管各项相关指标均符合设计的预期要求。     

岩石脆性临界破坏的声发射特征分析

根据岩石变形破坏过程中应力-应变和声发射事件数-应变曲线所表征的声发射信息特征,利用重整化群理论,研究了岩石破裂过程中声发射信息与加载过程的相关性.研究表明:声发射特征参数蕴含丰富的损伤渐进破坏前兆信息,岩石变形破坏前声发射特征参数在变形破坏阶段会有明显的"相对平静期",特别是当应力水平达到70%~80%之后.声发射信息出现的"相对平静期"可以作为判识岩石破裂的参照信息;岩石破裂的视电阻率识别值和声发射特征识别值对应的应力水平相近,比波速特征识别值同步性好,敏感程度高.通过试验分析与理论研究,验证了将声发射特征信息用于表征岩石破裂前兆信息的准确性.     

反复加卸荷作用下两种岩石的变形与声发射特征研究

【目的】为了研究反复加卸荷作用下不同类型围岩在隧道施工及运营过程中的变形与破坏特征。【方法】选取花岗岩和砂岩试样进行等荷载反复加卸荷试验。【结果】研究结果表明：当应力水平低于裂缝损伤应力时，滞回曲线在循环过程中由疏至密；当应力水平高于裂缝损伤应力时，滞回曲线并不会表现出明显的密集特征；当应力水平低于裂缝损伤应力时，在第一次加卸载过程中损伤已基本形成，花岗岩发生的声发射事件有限，而砂岩声发射事件稀少，并在后续循环累积过程中损伤明显减少；当应力水平超过裂缝损伤应力时，两种岩石在循环加卸荷过程中会逐次产生明显的损伤，且应力水平超过裂缝损伤应力越高，损伤增长速度越快。【结论】循环荷载的增大会促进花岗岩内部裂纹的扩展，导致声发射事件变得活跃，而砂岩只有在应力水平提高至93%时，声发射事件才表现出明显间歇性增长规律。     

若干因素对多孔水泥混凝土内部孔隙状态影响研究

为研究骨料因素和成型工艺的不同对多孔水泥混凝土内部孔隙状态的影响,采用工业CT扫描技术对多孔水泥混凝土试件内部孔隙进行识别,并通过CT图像数据提取方法获得多孔水泥混凝土内部孔隙率、孔隙连通状态及孔径尺寸等。结果发现,不同骨料级配中,随骨料粒径增大,多孔水泥混凝土试件内部孔隙率、平均孔径大小以及孔隙连通状态整体呈增长趋势。与碎石相比,卵石多孔水泥混凝土孔隙率和平均孔径略小,连通孔隙率略高。振动时间越长,孔隙率越低,平均孔径越小,但随时间的增加,变化并不明显。与此相反,采用插捣法制备的试件内部孔隙分布均匀性较振动法差,且试件内部连通孔隙率要高于振动法。相较于骨料体积比、骨料种类以及成型工艺,骨料级配对孔隙状态影响最为显著。     

基于沉降控制的超长桩有效桩长的确定

Cooke的剪切变形传递法的基本假定与超长桩的实际工作性状吻合良好.在分析超长桩荷载传递特点的基础上,以基桩沉降为控制目的,按照剪切变形传递法分析了超长桩的有效桩长.对于常用的设计指标,提供了设计图表.结果表明,摩擦桩的有效桩长与桩土的弹性模量比有很大关系,比值越长,有效桩长就越长,另外,桩径对于有效桩长也有影响,桩径越大,有效桩长就越长.     

基于沉降控制的超长桩有效桩长的确定

Cooke的剪切变形传递法的基本假定与超长桩的实际工作性状吻合良好在分析超长桩荷载传递特点的基础上,以基桩沉降为控制目的,按照剪切变形传递法分析了超长桩的有效桩长对于常用的设计指标,提供了设计图表结果表明,摩擦桩的有效桩长与桩土的弹性模量比有很大关系,比值越长,有效桩长就越长,另外,桩径对于有效桩长也有影响,桩径越大,有效桩长就越长     

水泥粉喷桩的施工技术

粉喷桩也叫加固土桩,它是主要是以水泥、石灰等材料作同化剂的主剂.利用深层搅拌机械和原位软土进行强制搅拌,经过物理化学作用生成一种特殊的具有高强度,较好变形特性和水稳性的混合柱状体.在地基深处将软土固化成为具有足够的强度、变形模量和稳定性的水泥土,这些加固土、柱体与柱体间的土就构成了一种复合地基.它对提高软土地基承载能力,减少地基的沉降量有明显效果.由于粉喷桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点,目前在高速公路建设领域应用得较为广泛.     

基于相似材料的垮落破碎岩石再变形规律试验研究

【目的】为了研究采空区充水后破碎岩石的压实变形特征。【方法】采用模型试样的方法,对垮落带破碎岩石进行缩尺,利用自制的压实装置对不同环境（干燥、饱水、分级浸水）影响下老采空区垮落破碎岩石压实变形特征进行研究。【结果】主要研究成果如下：饱水与干燥状态下相似材料破碎试样压缩量（z）和蠕变阶段压缩量（Δz）存在“饱水>干燥”的关系。【结论】对于老采空区而言,在水尚未充满整个采空区时,垮落带破碎岩石就已经产生了较大的变形,后续充水对垮落破碎岩石的影响减弱,产生的变形低于整个蠕变阶段变形的30%。     

粉煤灰与生石灰加固软土的力学特性试验研究

本文进行了无水泥状态下粉煤灰与生石灰加固土的无侧限抗压强度试验,相同比例的干土、水,再和不同比例的生石灰与粉煤灰掺合,人工拌和均匀后,装入模具,震动,养护,最后测定了不同龄期的试块的无侧限抗压强度;实验研究表明当同龄期时,试块的抗压强度会随着粉煤灰掺量的增加、生石灰的掺量的减少而变小。当相同粉煤灰和生石灰掺量,试块的抗压强度随着龄期增加有较大的增长。     

石灰改良黄土路基的CBR试验研究

以银武大通道罗定高速公路定西段黄土为研究对象,分析不同含水量、石灰剂量、浸水时间和击实次数对黄土与石灰土的CBR值影响.结果表明:黄土的CBR值对含水量变化比较敏感,掺拌生石灰后,石灰土的CBR对水的敏感性逐渐减小,其水稳性也优于黄土;在不考虑石灰土强度随龄期增长的条件下,最佳石灰剂量范围在1%～3%之间,石灰土被充分压实后再浸水4 d的CBR值可满足规范要求.     

高吸水性树脂对水泥基材料的性能影响及机理分析

高吸水性树脂(SAP)因其优异的吸水保水特性被认为是最具有潜力的高性能混凝土内养护材料之一。为探究SAP对水泥基材料强度和变形特性的影响,选取两种SAP成型改性水泥砂浆试件,测试其力学强度、内部温湿度以及收缩变形,并从微观角度揭示SAP对水泥基材料自收缩与强度的作用机理。结果表明：水胶比一定时,两种SAP的掺入均可以提高水泥基材料的后期抗折强度和抗压强度,28天抗折强度的增加幅度分别为1.14%～4.55%和3.41%～6.82%,抗压强度的增加幅度分别为0.37%～1.47%和3.30%～5.49%;两种SAP改性水泥基材料在1～7天湿度存在一个明显的上升阶段,且0.2%B型SAP的掺加对缓解湿度降低的效果更佳,其28天试件内部湿度依旧保持在92%以上;同一水胶比下,0.4%A型和0.2%B型SAP的掺入可以降低水泥基材料的收缩变形,28天分别降低28.9%和42.8%。最后借助SEM图像分析,表明SAP能起到很好的内养护效果,可提高水泥基材料的后期强度,保持体积稳定性。     

用于结构整体与局部健康监测的光纤超声传感器

本文提出并展示了两种光纤超声传感系统,一种是基于菲索干涉仪的结构,另一种是类萨格奈克干涉仪的结构.当系统中光纤传感器采用长跨度光纤时,可实现结构整体内部是否有微裂纹所导致超声发射的情况监测.系统中的光纤传感器部分也可以选用一段短光纤或绕成一个光纤环,从而实现单点的局部探测.文中分析了作为传感的光纤与超声的相互作用.实验上,将1 m长的光纤作为一段直线传感器和绕成光纤环形点传感器分别埋入混凝土试件中,进行了10、25和50 kH超声测量实验.结果表明,这两种光纤传感器均具无损检测的应用潜力.尤其是长尺度光纤传感器更适合于监测大尺度混凝土建筑结构的由于内部微裂纹的发生及其发展情况,对于评估结构的健康状况具有十分重要的意义.     

风电塔筒上声发射信号的衰减研究

研究了声发射(AE)信号在风电塔筒中的传播衰减规律,测定了实际的距离衰减关系,并采用小波分析方法对所采集的AE信号进行分层分析。结果得出,AE信号在焊缝处较母材处明显,漆面对信号的传播距离有一定的影响,在塔筒中最远可达6 m;断铅信号通过焊缝的能量频段主要在d4和d3频段,断铅信号未通过焊缝的能量频段主要在d3和d1频段;低频信号在通过焊缝时能量急剧降低,漆面使低频信号和d3频段信号的能量有一定降低。以上结论可以作为现场塔筒动态监测中传感器的布置依据,并可以作为信号源分析和定位的参考条件。     

抗滑桩加固效果评价——以二庄科北区滑坡治理工程为例

目前对于滑坡的分析评价已经形成了一系列成熟的体系,但是对于滑坡治理效果的分析评价缺少方法和手段。为了评价滑坡治理效果,以二庄科北区滑坡治理工程为研究对象,运用土压力盒对滑坡治理工程抗滑桩所受的滑坡推力进行监测;运用理论公式计算抗滑桩所受土压力设计值;运用数值模拟软件模拟滑坡治理前和治理后的变形特征。分别得到桩后土压力监测值、设计值和数值模拟值,然后对抗滑桩所受土压力监测值、设计值和数值模拟值进行对比分析,结果显示土压力监测值小于设计值和数值模拟计算值,说明抗滑桩目前处于安全状态。最后通过对监测数据和数值模拟结果分析,综合评价得出该滑坡治理效果较好。该研究可为滑坡治理效果评价提供一套可行的方法。     

混凝土裂纹体的裂纹延迟失稳扩展

为对混凝土构筑物的裂纹延迟失稳扩展现象进行严格的理论论证以更深刻地理解它,基于整体能量平衡和裂纹前缘双重衰坏区的概念,建立了裂纹失稳扩展孕育期的理论。将混凝土构筑物视为由一个弹簧和一个Kelvin模型串联而成的三元流变模型表征的标准线性固体,分析了裂纹扩展期间发生的能量耗散和能量释放率G_1。在裂纹失稳扩展的孕育期,外衰坏区的整体特性是初级蠕变的而不是弹性的或瞬时塑性的形变,内衰坏区则随时间而发展二级蠕变。引人C*一积分的定义,并从而推导出用以解释孕育期间裂纹尖端附近整个衰坏区形变特性的特征时间和长度。其次,得到另外一些重要结论如下: 1 为正确对待混凝土构筑物的断裂,应将它看作是一个具有记忆的历史过程、一个具有耗散能的热力学不可逆过程。因此,通常的局部能量平衡方程不再能做为设立的整体能量平衡方程的推论而得到。2 将混凝土视作为标准线性体,其应变能释放率可分成两部分,一部分表明迟滞弹性效应,另一部分表明粘性流效应。所以,裂纹扩展时能量耗散,并且裂纹的形成是不可逆的。3 混凝土裂纹体的G-判据与K-判据间的关系是时间相依的。在恒载条件下,它的能量释放量随时间而增长到一个较高的极限值,从而存在裂纹延迟失稳扩展的临界裂纹尺寸。4 混凝土构筑物的断裂过程中,裂纹失稳扩展前是存在亚临界扩展阶段的,它显现与否取决于所施应力水平。在此阶段,虽然外载保持固定,但裂纹仍随载荷持续时间而缓慢增长,所以裂纹前缘的应力场也是时间的函数。5 在裂纹失稳扩展的孕育期,裂纹尖端的外衰坏区呈初级蠕变变形.而内衰坏区随时间发展着二级蠕变。在长时间后,整个衰坏区的蠕变发展。裂纹尖端应力场可由包括C*的方程(44)给出,而C*与载荷参数有关。6 用以说明裂纹尖端附近整个衰坏区变形特性的特征时间,可从衰坏区蠕变应变集中的“短时间”与整个衰坏区蠕变从初级发展到二级而三级蠕变的“长时间”之间的差推导出。本文研究成果解释了某单支墩大头坝在蓄水8年后原有约3米长的浅裂纹突然失稳扩展成深达50米左右深裂纹的成因。     

软岩卸荷流变及非线性本构模型研究

为模拟隧洞开挖过程中围岩应力调整所产生的问题,对贵州某电站引水隧洞泥质粉砂岩进行了恒定轴压下的围压卸荷试验。结果表明:在一定偏应力的影响下,试样表现出了明显的流变力学特性;降低围压时,随着偏应力增大,试样轴向变形速率每级增长幅度在11%~34%之间,横向变形速率每级增长幅度在8%~27%之间,表明围压卸荷能够减弱对岩石内部颗粒滑移的束缚,从而增大变形速率。在三维Burgers模型的基础上,通过引入流变加速阶段的损伤修正系数,建立了软岩非线性阶段的本构模型,并与试验结果进行拟合分析,发现该模型能够很好地反映流变非线性阶段。     

水泥灰土稳定砂基层强度原理及施工质量控制

一、水泥灰土稳定砂强度原理同时用水泥和石灰稳定某种土得到的混合料,简称综合稳定土。水泥或石灰稳定土具有良好的整体强度,具有一定的抗折性,但初期强度不高,浸水稳定性差,适宜干燥少雨的北方地区。水泥灰土稳定砂结构的强度主要来源于水泥强度。石灰土主要取粘结砂,提高混合料碾压的密实度与整体性的作用。试验证明:水泥剂量是水泥灰土稳定砂基层强度的主要来源。二、硅酸盐水泥特性目前,道路用水泥较普遍的是硅酸盐水泥。水泥是由上述各种矿物成分组成的,比例不同,水泥的技术性质就发生了相应变化。三、水泥凝结硬化原理水泥与水拌和后,迅速进行水化反应,生成各种水化物,即可塑性的水泥浆体。随着时间推移,水泥浆体经过凝结,硬化变成坚固石状体。研究塑性水泥浆体如何硅酸盐水泥主要矿物组成及特性矿物指标特性C3S C2S C3A C4A F1.反应速度快慢最快快2.释热量大小最大中3.强度早期后期高低高低低转变,形成坚硬水泥石结构的理论,称为水泥凝结硬化理论。水泥的水化过程,存在两种不同的理论;结晶理论认为水泥的水化、硬化过程是由于水泥在水中溶解和水化物在溶液中的结晶。胶体理论认为水泥的水化反应不通过溶解过程,而是由于水进入矿物内部,引起晶体重新...