碳纤维混凝土复合材料缺陷的红外热像检测

利用碳纤维混凝土的良好导电性,首先通过对存在缺陷的复合材料——碳纤维混凝土试件施加较低的电压,使其产生焦耳热效应,在表面产生温差,再利用红外热像方法对其缺陷进行了无损检测,并根据数据进行了理论分析。实验结果表明:对电阻不同、裂纹缺陷深度相同的材料,小电阻材料所得的红外热像明显,温差大于大电阻材料且变化趋势比大电阻的明显;对电阻相同的大电阻材料,裂纹深度对温差有影响,但变化趋势不如电阻对温差的影响明显。实验结果为进一步研究红外检测复合材料缺陷提供了理论与实验依据。     

大体积混凝土基础养护期温度场数值模拟

利用有限元对宣钢1260m3大体积混凝土基础养护阶段温度场进行了数值模拟,证实大体积混凝土在养护过程中的裂纹主要是由于温差产生,特别是在阴角处,温度变化非常复杂,可能出现较深裂纹。同时利用数值模拟技术可以对混凝土施工中裂纹控制提供理论指导。     

大体积混凝土基础养护期温度场数值模拟

利用有限元对宣钢1260 m3大体积混凝土基础养护阶段温度场进行了数值模拟,证实大体积混凝土在养护过程中的裂纹主要是由于温差产生,特别是在阴角处,温度变化非常复杂,可能出现较深裂纹.同时利用数值模拟技术可以对混凝土施工中裂纹控制提供理论指导.     

大体积混凝土防裂控制措施

大体积混凝土施工过程中,混凝土的裂缝控制是施工成败的关键所在,大体积混凝土表面裂纹控制,应从混凝土原材料、混凝土施工过程及后期混凝土养护多方面进行着手。通过有效的措施,降低混凝土内外温差、延缓降温速度、减少混凝土的收缩,从而杜绝混凝土表面裂纹产生,提高混凝土外观质量及耐久性。     

论大体积混凝土施工的质量控制

在水泥厂工程大体积混凝土施工过程中,可以通过降低水泥水化热和冷却水冷却,控制混凝土内外温差等措施来控制大体积混凝土有害裂纹的产生。     

混凝土与纤维混凝土的疲劳裂纹扩展分析

利用损伤能量释放与裂纹扩展能量释放等效关系，导出适用于混凝土与纤维混凝土的疲劳裂纹扩展理论公式。     

基于数值试验的混凝土单轴压缩裂纹分布多重分形特征

基于ABAQUS软件,利用多重分形理论对混凝土单轴压缩数值试验表面裂纹分布多重分形谱进行了定量计算.探讨了粗骨料粒径、数值试样尺寸对混凝土表面裂纹分布多重分形谱的影响.建立了基于混凝土数值试样表面裂纹分布多重分形谱峰值的混凝土弹性分形损伤本构方程.结果表明,混凝土在单轴压缩数值试验条件下表面裂纹分布具有多重分形特征,满足自相似性;混凝土数值试样表面裂纹分布多重分形谱峰值介于1.9～2.0,随粗骨料粒径、模型尺寸的增加呈降低的趋势;基于混凝土数值试样表面裂纹分布多重分形谱峰值的混凝土弹性分形损伤本构方程拟合曲线与数值试验应力-应变试验曲线吻合良好.     

混凝土拉伸断裂的细观力学模拟

应用细观力学理论,假设混凝土三相组成服从weibull分布,建立了混凝土随机分布二维结构模型,对混凝土单边裂纹拉伸数值试样进行仿真研究,得出了裂纹在砂浆、骨料及界面中的扩展路径和试件的宏观应力一应变曲线．     

混凝土及纤维混凝土的断裂分析

文章介绍近代对混凝土、纤维混凝土材料的有关断裂力学理论及作者对该方面的一些研究成果。涉及到混凝土材料的应变软化曲线及其应用、裂纹尖端应力奇异性的解释与处理。并就混凝土断裂不同于经典断裂力学中的“裂纹失稳扩展”等内容作探讨分析。     

大体积混凝土施工与裂缝控制

大体积混凝土的温度裂缝控制是施工中的一项重要课题。由内外温差引起的温度收缩应力是致产生裂缝的主要原因。因此,控制好大体积混凝土的内外温差和温度变形是防止其出现裂缝的重要方法。本文依据现有理论与工程经验,对混凝土裂缝产生的原因进行分析并采取相应的措施,对大体积混凝土施工中的裂缝进行了有效的控制。     

影响大体积混凝土温度的可变因素探讨

本文依据大体积混凝土温度场理论,分析部分工程施工中的有关实测数据,得出影响大体积混凝土温度的可变因素,及在施工中采取相应的温控措施减小温差,有效避免结构物混凝土出现有害裂缝。     

混凝土的细观损伤理论及其数值模拟

本文建立了拉伸荷载作用下混凝土的二维细观损伤的本构理论，采用有效场方法考虑混凝土的裂纹相互作用，分析了混凝土随外加应力场的损伤演化过程，求出了损伤柔度张量的表达式，在此基础上对混凝土的细观损伤特性进行了数值模拟．由于微裂纹的扩展和裂纹之间的相互作用，混凝土的柔度表现为非对称的和各向异性的。数值分析表明，本文模型的计算结果介于Ｔａｙｌｏｒ方法和自恰方法之间，与实验结果具有较好的一致性，尤其是当裂纹密度较大时，本文的结果能更好地模拟实验结果。因此，当裂纹密度较大时，必须考虑裂纹的相互作用。     

混凝土材料冲击破坏特性

将混凝土材料看成由混凝土无损基体和三组相互正交的微裂纹组成的四相复合材料,假设混凝土基体为弹性的、均匀的、各向同性的,微裂纹为钱币状.结合混凝土材料在冲击荷载作用下的破坏机理,基于Mori-Tanaka理论和Eshelby等效夹杂理论建立了混凝土材料在冲击荷载作用下的动态本构模型.通过SHPB实验发现,混凝土材料为应变率相关材料.将模型预测曲线与实验曲线进行比较发现两者拟合良好,因而可以用该模型模拟混凝土材料在冲击荷载下的动态特性.     

水饱和混凝土静力抗拉强度降低细观机理及本构模型

试验研究表明裂纹及孔隙中的自由水降低了混凝土的静力抗拉强度.本文根据表面物理学及水的特性探讨了自由水降低混凝土静力抗拉强度的细观机理,并根据拉伸荷载作用下混凝土中微裂纹的扩展规律和不同阶段微裂纹引起的混凝土非弹性柔度张量的变化,考虑自由水的作用,利用线弹性断裂力学建立了饱和混凝土的受拉本构模型.理论计算与试验应力-应变关系曲线的对比表明:理论模型可以较好地反映饱和混凝土的受拉力学特性.     

基于声发射技术的混凝土压缩损伤研究

结合力学特性参数及声发射特征参数对混凝土压缩破坏过程进行分析,结果表明声发射特征参数能有效表征混凝土材料内部裂纹扩展数量及损伤程度.基于小波变换对采集的声发射信号进行瞬态分析,获得了裂纹萌生、裂纹生长和微孔洞压缩、裂纹汇合所对应的声发射信号的时频特征.实验中裂纹萌生、裂纹生长和微孔洞压缩、裂纹汇合所对应的声发射信号的上升时间依次增长,频率依次降低与应变能释放理论相符合.     

钢管混凝土拱桥热脱空理论研究

以弹性理论方法,讨论了钢管混凝土构件在水化热、日照温度影响下的脱空情况,提出用自预应力钢管混凝土解决热脱空的设计方法。结果表明,日照温差对钢管混凝土构件影响很大,应该在设计中予以重视。     

基于塑性损伤理论的钢筋混凝土锈胀裂纹模拟

基于混凝土的塑性损伤理论建立了钢筋混凝土保护层锈胀开裂的有限元模型.通过位移加载来模拟钢筋的锈胀作用,以最大应变作为混凝土损伤的判据,通过衰减混凝土弹性模量来实现混凝土损伤,研究了钢筋锈蚀引起的混凝土保护层内裂纹发生和扩展的轨迹.为了直观表示开裂轨迹,通过ABAQUS子程序USDFLD定义拉伸状态下的场变量f1,给出了内部裂纹、表面裂纹产生时对应的临界锈蚀率,探讨了钢筋直径、锈胀系数、保护层厚度对临界锈蚀率的影响.结果表明:侧向裂纹从混凝土内部钢筋表面开始扩展,竖向裂纹从混凝土保护层的外表面开始向内部扩展,且出现较晚;临界锈蚀率随着钢筋直径、锈胀系数的增大而减小,特别是锈胀系数的影响更显著,而...     

带裂纹碾压混凝土层面强度尺寸和边界效应

研究了碾压混凝土层面中带不同削弱度裂纹时远场强度的尺寸和边界效应,指出对强度影响的不仅仅是试件尺寸,也包括试件边界、裂纹长度和裂纹数量等因素.应用界面断裂力学理论和混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂准则,对Hu和Wittmann的强度效应律做了理论上的扩展,使之符合碾压层面抗拉强度的断裂特性;最后建立了碾压混凝土层面强度的尺寸与边界效应回归曲线.     

钢纤维对混凝土裂纹尖端应力强度因子的影响

通过研究钢纤维混凝土裂纹尖端应力场和位移场,提出一种混凝土裂纹端部存在与其裂纹面相垂直的钢纤维力学分析模型.在分析钢纤维和基材混凝土在界面处的剪应力分布规律的基础上,建立了钢纤维混凝土裂纹尖端附近钢纤维与裂纹间的相互影响关系,并利用叠加原理推导出求解钢纤维裂纹强度因子的解析表达式.借助数值方法,给出钢纤维混凝土裂纹尖端应力强度因子的算例,并分析了钢纤维对混凝土裂纹尖端应力强度因子的影响.计算结果表明,钢纤维距裂纹尖端越近,其对混凝土裂纹尖端应力强度因子的影响越大,钢纤维能够控制混凝土裂缝的扩展,提高混凝土的抗裂能力,是靠钢纤维之间的桥联作用和混凝土与钢纤维之间较强的界面粘结作用.图3,参9.     

日照作用下混凝土箱梁的温差代表值

日照作用产生混凝土结构的应力和变形直接影响到混凝土结构的可靠性和耐久性.为了确定混凝土箱梁温差分布规律,对一座具有100mm沥青铺装层的预应力混凝土梁桥箱梁进行了为期2年的温度效应的观测,在实测数据的基础上采用统计分析中假设检验和参数分析的方法对混凝土箱梁温度场的日照温差代表值进行了分析计算.计算结果表明:100mm沥青铺装层的混凝土箱梁夏季最大日温差服从参数为W(8.358 7,3.591 2)的W eibull分布;冬季最大日温差服从参数为W(3.958 0,2.720 7)的W eibull分布.依据长期观测数据提出了一种通过统计计算得到混凝土箱梁温差代表值的方法并计算出最大温差代表值.计算得到的最大温差标准值、频遇值和准永久值分别为17.3,17.0,15.9℃.