混凝土抗压疲劳寿命概率模型试验研究

对27个强度为 C30、尺寸为150 mm×150 mm×300 mm 的混凝土棱柱体试件进行了疲劳寿命试验,推导了利用小样本数据对对数正态分布和三参数 Weibull 分布进行参数估计的方法。基于试验数据,利用相关系数优化法,分别用对数正态分布和三参数 Weibull 分布对混凝土疲劳寿命的概率模型进行拟合,回归得到其分布参数,从而确定了 C30混凝土疲劳寿命概率模型。运用得到的混凝土疲劳寿命模型对算例进行了疲劳可靠度的计算。拟合的结果表明,混凝土疲劳寿命基于这两种概率分布模型都拟合较好,但三参数Weibull 分布拟合精度更高。对混凝土疲劳损伤的研究表明,混凝土结构疲劳累积损伤所对应的可靠度随加载周期大致呈现二次抛物线下降的趋势,混凝土结构的疲劳损伤随着加载周期的增加而发展得越来越迅速。     

聚丙烯腈纤维高强混凝土弯曲疲劳寿命

为了深入研究聚丙烯腈纤维路面高强混凝土的疲劳性能,利用Instron电液伺服式疲劳试验机对室内小梁进行弯拉疲劳试验,研究了循环荷载对聚丙烯腈纤维高强混凝土疲劳性能的影响,得出高强混凝土疲劳寿命随纤维掺量变化的发展规律.通过概率分析,验证其疲劳试验结果符合双参数Weibull模型,据此建立了疲劳寿命方程.研究发现:虽然聚丙烯腈纤维对混凝土的弯拉强度贡献有限,但一定程度上可提高材料的延性;纤维掺量的提高可不同程度地提高混凝土的疲劳寿命;混凝土的疲劳寿命分布符合两参数威布尔分布规律,提出了疲劳寿命方程且相关性显著.     

大样本条件下沥青混合料疲劳试验参数的概率分布分析

采用一个沥青混合料小梁试件大样本,在相同条件下进行了应变控制疲劳试验,并对疲劳试验结果进行了正态分析和Weibull分析,得到了沥青混合料试件疲劳寿命、初始模量和累计耗散能的概率分布规律.研究分析表明:沥青混合料的疲劳寿命、累计耗散能和初始模量呈3参数Weibull分布和对数3参数Weibull分布,可以采用3参数Weibull分布来分析沥青混合料的疲劳特性.     

基于三参数威布尔分布模型的超高强度抽油杆概率疲劳寿命曲线

通过疲劳试验获得HL和HY两种超高强度抽油杆的疲劳数据,首次采用三参数威布尔分布,建立新的抽油杆疲劳寿命预测模型,进而拟合HL和HY两种类型超高强度抽油杆的概率疲劳寿命曲线。基于正态分布Basquin模型和三参数威布尔分布新模型进行抽油杆疲劳寿命预测。结果表明：基于三参数威布尔分布新模型计算得到的HL型、HY型抽油杆疲劳寿命与试验结果误差分别为1.25%和4.39%,基于正态分布Basquin模型疲劳寿命与试验结果误差分别为12.50%和19.84%,基于三参数威布尔分布新模型拟合精度更高。     

矿用钢丝绳寿命分布及可靠性

研究了矿用钢丝绳的使用寿命问题。用柯尔莫哥洛夫检验法检验寿命数据是否服从正态分布及对数正态分布,用最小二乘法(MIS)检验是否服从Weibull分布,并对Weibull分布的三参数进行估计,给出了三参数的置信区间及钢丝绳使用过程的可靠度。     

混凝土疲劳寿命规律预测新方法

基于混凝土疲劳寿命既服从对数正态分布，又服从两参数威布尔分布这一前提，由概率论中特征函数出发研究两种分布的逼近性，得到了两种分布参数之间的关系式．在理论上，沟通了两分布间的联系，藉此可利用对数正态分布参数估计威布尔分布参数，从而得到了一种新的两参数威布尔分布的估计方法．此外，在已知混凝土平均Ｓ－Ｎ关系的前提下，提出了混凝土对数疲劳寿命标准差与应力水平呈近似线性的假设；利用提出的参数估计方法，研究了任意应力水平下混凝土疲劳寿命分布的概率模型，这将为混凝土结构的疲劳可靠性分析与设计提供理论依据     

两参数BS疲劳寿命分布的拟合检验以及环境因子的近似区间估计

两参数Birnbaum-Saunders(BS)疲劳寿命分布是概率物理方法中的一个重要的失效模型,它比常用的寿命分布,如威布尔分布、对数正态分布,更适合描述某些由疲劳引起失效的产品的寿命规律,其主要应用于对疲劳失效以及电子产品性能退化失效的分析研究.在全样本场合,利用徐晓岭等的研究中刻度参数的对数矩估计的性质,构造了两参数BS疲劳寿命分布拟合检验的检验统计量,并通过3个实例说明拟合检验方法的应用性.给出了两种求两参数BS疲劳寿命分布环境因子近似区间估计的新方法,通过Monte Carlo模拟与原有的方法进行了比较,发现利用对数正态近似的方法优势明显,并通过一个算例说明方法的应用性.     

循环荷载下路面用钢纤维混凝土的弯曲疲劳研究

对路面用钢纤维混凝土材料的弯曲疲劳进行了试验研究.应用疲劳寿命统计学理论确定了路面用钢纤维混凝土材料弯曲疲劳寿命符合两参数威布尔分布,建立了考虑存活率的P lgS lgN双对数疲劳方程及P S lgN单对数疲劳方程.对路面用钢纤维混凝土材料在循环荷载作用下的弯曲疲劳变形和抗折弹性模量衰减规律进行了研究.结果表明,路面用钢纤维混凝土材料的抗弯性能和弯曲疲劳寿命明显高于普通混凝土材料.     

载荷共享并联系统疲劳累积损伤可靠性模型

针对存在载荷传递、分担的并联系统,传统的并联系统可靠性模型已不适用.为了有效处理载荷共享并联系统的可靠性问题,首先分析了并联系统的相关失效,并分步计算并联系统可靠度,应用全概率公式和Miner理论对并联系统进行了疲劳累积损伤可靠性建模.其次,运用Monte Carlo方法对零件寿命服从Weibull分布的并联系统可靠度进行了模拟计算,同时对零件寿命服从对数正态分布的并联系统可靠度显式计算公式进行了推导.建立了变应力作用下并联系统疲劳累积损伤可靠性模型.     

活性粉末混凝土抗折疲劳寿命的对数正态分布研究

活性粉末混凝土(简称RPC)是一种新型水泥复合基材料,由于具有超高强度、高韧性、高耐久性等优良性能而越来越多受到学者的关注与研究,现在开始也越来越多的被应用于实际工程中.通过三种不同钢纤维体积掺量的试件进行抗折疲劳试验研究了RPC的疲劳寿命分布.疲劳试验获得了试件的抗折疲劳加载次数,并用疲劳统计学理论验证了RPC疲劳寿命的对数正态分布.     

钢纤维砼抗折疲劳寿命分布规律的研究

采用三分点加载研究了不同应力水平下钢纤维砼梁试件的疲劳寿命及其分布规律，这些分布规律是不相同的。，采用图解法，矩方法，极大似然估计法得到的ＳＦＲＣ疲劳寿命布尔分布诸参数颇相一致。     

盐湖地区钢筋混凝土结构使用寿命的预测模型及其应用

根据Fick扩散定律，推导出综合考虑混凝土的氯离子结合能力，氯离子扩散系数的时间依赖性和混凝土结构微缺陷影响的新扩散方程，建立了用于预测混凝土使用寿命的氯离子扩散理论模型，用暴露于青海盐湖地区的C20和C40混凝土立方体试件对理论模型进行了实验验证，用在青海盐湖地区实际运行19a的钢筋混凝土结构对理论模型进行了工程验证，结果表明，本文理论模型的预测值与实测值非常吻合，而Fick第二扩散定律与实测值明显不符，此外，运用本文理论模型预测普通钢筋混凝土电杆在盐湖地区的使用寿命仅1．2a，而抗腐蚀钢筋混凝土电杆的使用寿命能够达到50a以上。     

冻融作用下高性能混凝土损伤评价方法研究

针对使用寿命预测模型的缺失性,研究冻融作用下高性能混凝土的使用寿命计算方法。结合工程实际情况,建议了高性能混凝土使用寿命的取值。从损伤的角度,进行了基于使用寿命的高性能混凝土损伤评价方法的探讨与分析,并建立了新的损伤评价模型与评价准则。基于已有的试验数据进行分析,结果展示了新的损伤评价方法的可行性和正确性。这一结果,为实际当中的高性能混凝土的使用寿命设计提供了参考。     

预应力混凝土斜拉桥主梁局部应力子模型分析及试验

为掌握预应力混凝土斜拉桥主梁在运营荷载作用下的受力情况,根据其构造特点,将结构划分为2个结构体系,分别建立整体结构尺度模型和局部构件尺度模型,并采用子模型法进行跨尺度模型的衔接.以五河口斜拉桥的预应力混凝土主梁为例,进行了车轮荷载作用下的主梁局部应力分析,与该桥成桥静载试验的测试结果对比表明,计算结果与试验结果吻合良好,说明该计算分析方法实用、可行,从而为进行预应力混凝土斜拉桥在运营荷载作用下的受力特性分析提供了一种便捷、可行的途径.     

基于可靠度的锈蚀钢筋混凝土结构使用寿命预测

在役结构能否继续安全使用已成为结构工程师和管理决策者日益关心的重要问题.针对一般大气环境下的锈蚀钢筋混凝土结构,提出了基于结构性能的使用寿命预测模型.该模型包括4个阶段,即钢筋开始锈蚀阶段、混凝土锈胀开裂阶段、构件适用性达到容许程度所经历的阶段以及构件承载力达到最小可接受程度所经历的阶段.根据实测的结构响应,采用可靠度方法确定了在役结构使用寿命的每个时段.该方法可用于在役钢筋混凝土结构剩余使用寿命评估及其维修加固决策.     

基于灰色理论预测再生混凝土的抗冻性寿命

运用灰色理论建立了在冻融循环条件下再生混凝土的动弹性模量GM(1,1)预测模型。根据已有的试验数据,基于GM(1,1)预测模型,预测其他冻融次数下再生混凝土的动弹性模量。再根据模型预测数据,预测实际自然情况下再生混凝土的抗冻性寿命。计算分析表明,GM(1,1)的抗冻性模型的方差比C均小于0.35,小误差概率p均大于0.95。根据试验数据推导出的预测模型精度高,可用于再生混凝土抗冻性能的动弹性模量预测和分析。当再生骨料掺量为60%时,再生混凝土的抗冻性能达到最佳。从宜昌地区来看,其抗冻使用寿命可达183年。     

混凝土冻融过程数值模拟与分析

为实现混凝土冻融过程数值模拟,以热力学和孔隙弹性力学为基础,在已有数值模型的基础上,发展建立了一套混凝土冻融过程的控制方程,并应用有限元软件ComsolMultiphysics对4个模型进行了模拟,预测出饱和砂浆试件受冻过程中的变形、孔隙压力及温度分布。计算值与实验值吻合较好,说明了文中提出的数值模拟方法的合理性。由计算结果可知:尺寸为100 mm×100 mm×300 mm、水灰质量比分别为0.4和0.6的试件,受冻过程中表面竖向应变最大达9.00×10-4和4.60×10-4,试件中心面处孔隙水压力最大达72 MPa和113 MPa。     

混凝土结构寿命灰色的模型及预测

根据非等间距灰色系统理论,建立了预测混凝土结构寿命的坡度优化PGM(1,1)模型.利用混凝土结构的损伤系数进行寿命预测,得到了精度较高的预测结果.证明该模型能够满足工程需要,是一种预测混凝土结构寿命的行之有效的新方法.     

混凝土热湿耦合数值计算中的参数拟合

为了更深入地研究混凝土中的湿度和温度场,根据多相体系非连续介质中的热湿耦合传导理论对混凝土的热湿状态和耦合传导进行了研究。使用高精度电容湿度测量仪器对混凝土预留孔中的空气含湿饱和度进行测量,发现测量值与混凝土相对含湿率在相对含湿率大于0.85小于1.0时存在线性关系,进而拟合了热湿耦合方程中的物理参数。耦合计算结果表明,这种拟合参数的物理意义明确、确定参数简便、数值稳定性好,为混凝土温湿度场计算提供了一种新的方法。     

水泥混凝土板水分迁移模型的近似解析解

为了研究早龄期混凝土板的水分迁移规律,建立了早龄期混凝土路面板在外部干燥条件下的1维水分迁移模型,推导了基于Adomian分解法的求解任意边界条件下的非线性水分迁移模型的初边值问题的近似解析解,并与早龄期混凝土板的干燥过程试验数据和Crank-Nicolson有限差分法数值解的结果进行了比较.结果表明,Adomian分解法的收敛速度非常快,是一种有效的求解任意边界、初始和扩散系数下的混凝土板干燥过程的偏微分方程的方法.