预应力钢骨超高强混凝土梁裂缝宽度试验与计算

裂缝宽度直接影响到结构的耐久性和正常使用功能.为研究预应力钢骨超高强混凝土梁的抗裂性,对13根预应力钢骨超高强混凝土简支梁进行了抗弯性能试验,分析了这种新型组合梁的破坏形态、裂缝开展与分布规律和最大裂缝宽度的变化特性,给出了考虑配筋位置的综合配筋指数与正常使用极限状态下荷载等级的关系;结合我国现行相关规范提出了适用于预应力钢骨超高强混凝土梁的平均裂缝间距和最大裂缝宽度的计算公式,其计算结果与实测结果总体吻合较好.在考虑钢骨腹板的影响时,取梁受拉侧1/2梁高范围内的腹板等效为纵筋,导致综合配筋指数大于0.19时,计算结果略大于实测值,小于0.19时,计算结果略小于实测值.     

高强箍筋混凝土梁斜裂缝宽度试验研究

对20根配有500 MPa钢筋作为抗剪箍筋的混凝土梁进行试验,分析加载方式、混凝土强度、截面形式以及配箍率对混凝土梁斜裂缝宽度的影响.在试验的基础上,建立合理的计算模型,推导钢筋混凝土梁斜裂缝宽度的计算公式.研究结果表明,采用建议的计算公式可以定量计算钢筋混凝土梁受剪斜裂缝宽度,计算结果满足工程应用精度要求.     

地铁盾构管片弯曲变形特性试验研究

介绍了北京地铁五号线工程盾构管片的抗弯能力试验,根据试验数据对管片的抗弯能力做了分析,给出弯矩与变形能力曲线,并对管片弯曲能力计算方法做了理论分析,通过试验数据与理论计算结果比较分析,给出工程用弯曲能力计算公式.     

地铁隧道混凝土管片的生产与裂缝控制研究

地铁隧道的建设步伐不断加快,但在混凝土管片中出现裂缝容易导致安全性问题,给后续的修补工作也会带来很大的麻烦。该文结合笔者的研究工作经验,首先对地铁隧道混凝土管片裂缝的成因进行分析,然后详细论述混凝土管片的生产与裂缝控制措施。     

裂缝长度对盾构隧道管片结构破坏模式模型试验研究

依托国内某地铁区间盾构隧道工程,采用相似模型试验的方法,通过对盾构隧道管片的声发射数据、管片衬砌位移及破坏过程素描等数据的分析,研究不同裂缝长度条件下管片衬砌在外荷载作用下的力学响应及其承载性能。研究结果表明:裂缝的存在降低了结构整体刚度,裂缝长度对管片衬砌结构的力学特性具有显著影响,1/3幅宽是裂缝长度对管片衬砌结构力学性能影响的分界点;当裂缝长度大于1/3幅宽时,随裂缝长度增加,相同荷载条件下管片椭圆扁平率急剧增大,结构的极限承载力逐渐降低,结构的失稳破坏趋于突发性破坏。     

裂缝位置对盾构隧道管片结构破坏形态的影响

为研究裂缝位置对盾构隧道管片结构破坏形态的影响,依托国内某地铁越江盾构隧道工程,采用相似模型试验的方法,考虑既有裂缝位于拱顶、拱腰及拱底的3种裂损工况,分析了管片衬砌结构的变形特性、承载性能及破坏模式.结果表明,裂缝的存在降低了结构的整体刚度,改变了管片衬砌的结构体系,在相同荷载条件下,带裂缝管片衬砌结构的变形量显著增加,临界失稳点的椭圆扁平率明显增大,破损区域内力大幅减小,且极限承载能力均降低2个荷载级别.带裂缝管片衬砌结构破坏模式由结构性破坏转变为裂缝导向性破坏,裂缝位于拱腰时管片衬砌结构较早出现损伤破坏,但损伤破坏发展过程较平缓,而裂缝位于拱顶及拱底时损伤破坏愈趋突发性破坏.     

裂缝性储层三维可视化预测

裂缝发育带的预测是四川盆地须家河组这类致密碎屑岩储层预测成败的关键。结合井震资料,通过多属性分析,优选振幅、平均能量、混沌反射、振幅加权瞬时频率4种属性进行裂缝性储层地震响应特征分析,总结出裂缝性储层发育段具有弱振幅、低平均能量、低AWIF、高混沌发射的特征。在此基础上,利用三维可视化技术进行分析,认为对振幅、波阻抗类属性数据体,重点突出弱值;对混沌反射、自动断层检测等数据体,突出高值,形成了一套利用三维可视化技术进行裂缝性储层空间预测的技术。以振幅、混沌反射和自动断层检测数据体为例,针对某工区进行了裂缝性储层空间分布规律的三维可视化刻画,所得成果能够清晰地展现储层空间分布特征。     

盾构隧道管片接缝密封垫防水耐久性试验研究

为研究盾构管片接缝橡胶密封垫的防水耐久性,开展了橡胶密封垫水热加速老化试验,并对老化后试样进行拉伸力学性能试验、试样表面电镜扫描与长期防水性能试验,分析了橡胶垫表面微观尺度下的防水失效机理;采用橡胶密封垫极限防水压力为耐久性评价指标,结合基于Arrhenius方程的p-T-t数学模型,推导了橡胶密封垫长期防水性能折减系数的预测公式。结果表明：老化后橡胶密封垫表面接触状况的恶化和橡胶材料的硬化,加速了橡胶密封垫接触面间渗漏通道的形成;橡胶密封垫防水性能随着老化时间的增加不断降低,但下降速度逐渐减小。采用提出的防水性能预测公式对广东榕江-关埠引水工程盾构隧洞实际使用的橡胶密封垫的耐久性进行了预测,预测服役100 a后的老化系数为0.390,结果相对于仅考虑橡胶材料力学性能时的预测结果偏小12.36%,对原设计使用期内频繁出现的渗漏现象提供了合理解释与更准确的寿命预测。     

盾构隧道功能梯度混凝土管片保护层设计及性能

针对武汉长江隧道工程高压富水的环境要求,以提高构件的耐久性,延长其服役寿命为主要目标,引入功能梯度材料设计原理,对盾构隧道管片外保护层材料进行单独设计.对普通混凝土保护层、高性能混凝土保护层及无细观界面过渡区水泥基材料(MIF)保护层等3种体系分别进行了对比分析及相关性能研究.结果表明,无细观界面过渡区水泥基材料表现出更为优异的性能,氯离子扩散系数减小一个数量级,而材料服役寿命增长10倍以上;力学性能及体积稳定性优良,完全满足工程所需强度,整体结构的体积变形匹配性良好,表面未见开裂,有效保证了结构构件的高耐久、长寿命.     

BFRP加固损伤混凝土梁裂缝间距与宽度计算

为了准确计算玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁的裂缝间距与宽度,为玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁的设计与施工提供理论依据,设计了2组共计11片不同配筋率、不同纤维布加固量及不同加载方法的混凝土梁的试验方案。基于试验数据获取了各试验梁的裂缝形态分布及裂缝宽度数据,分析得出了未加固梁、1层纤维布加固梁、2层纤维布加固梁在不同初始荷载情况下的裂缝变化规律,并在此基础上给出了玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁裂缝间距与宽度的修正计算公式。研究结果表明:与实测结果相比,修正后裂缝间距与裂缝宽度公式的计算误差分别为1.85%~6.5%和3.33%~15.7%,而规范公式计算误差分别为4.73%~13.2%和8.69%~22.2%,与规范公式相比,提出的玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁裂缝间距与宽度修正计算公式具有更高的精确度。     

预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度计算

通过２０根预应力钢纤维混凝土梁的试验研究,分析了钢纤维长径比和体积率、箍筋间距,截面有效预压力对其斜裂缝宽度的影响;建立了预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度计算的理论模式,结合试验资料的统计分析,提出了预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度的实用计算公式。     

纤维混凝土组合桥面板裂缝宽度计算方法

为了考虑纤维混凝土中纤维对裂缝的桥接作用并计入其对抑制组合桥面板混凝土裂缝产生与发展的有利作用,提出了一种纤维混凝土开裂后残余应力的计算方法和考虑残余应力的裂缝宽度计算方法。综合考虑影响混凝土开裂后残余应力f_R,1的因素有:纤维屈服应力σ_y、纤维体积率V_f、混凝土抗压强度f_cm、纤维长度l_f、纤维特征参数a,推导了上述因素对影响纤维混凝土开裂后残余应力的相关性。基于35组纤维混凝土梁三点加载缺口梁试验数据进行回归分析,并得到了具有95%保证率的f_R,1计算公式。在欧洲规范混凝土裂缝宽度计算方法的基础上,考虑纤维混凝土开裂后残余应力的贡献,提出了一种组合桥面板负弯矩区裂缝宽度的计算方法。通过一个纤维混凝土组合桥面板负弯矩加载试验对该计算方法进行验证,结果表明,计算得到的开裂后钢筋应力及裂缝宽度与试验结果吻合较好。     

混凝土裂缝宽度和深度对裂缝表面碳化的影响

为研究混凝土裂缝宽度和深度对裂缝表面混凝土碳化的影响,制作了带裂缝的钢筋混凝土试件并进行了碳化试验研究。研究采用碳化时未开裂的试件、裂缝近似贯通的试件、裂缝未贯通的试件的横断面,其中裂缝近似贯通试件、裂缝未贯通试件的横断面即为裂缝开裂断面。对于裂缝近似贯通和未贯通的试件,通过对比裂缝的宽度、深度和裂缝表面混凝土的碳化情况,并与未开裂试件断面混凝土碳化情况进行对比分析。研究结果表明,裂缝宽度对于混凝土裂缝表面的碳化几乎没有影响,表面碳化主要与裂缝深度有关。本文对混凝土开裂部位的耐久性研究仅以裂缝表面宽度为依据进行的方法提出了不同看法,建议将混凝土裂缝宽度和深度列为同等重要的研究依据。     

高强箍筋混凝土T形截面梁斜裂缝宽度试验研究

本文对8根配有500MPa级箍筋的混凝土T形截面简支梁在均布荷载作用下分别进行了试验研究。研究结果表明,配有500MPa级箍筋的混凝土梁的斜裂缝宽度可以满足《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）正常使用阶段裂缝宽度的限值要求。结合试验资料的统计分析,给出了斜裂缝宽度的实用计算公式。     

混凝土结构裂缝宽度尺寸效应的分形行为

以已有试验结果为依据,证实混凝土结构的裂缝宽度有明显的尺寸依赖性,提出裂缝分布呈分形分布。在此基础上,应用多重分形理论得出裂缝间距的尺寸效应的理论规律,提出解决理论与实际应用之间问题的三种途径。     

盾构穿过矿山法隧道的管片特性现场试验研究

以深圳市地铁某区间隧道为背景工程,针对矿山法+盾构法的复合施工法中二衬管片受力特性进行现场试验,埋设混凝土应变计、土压力盒和钢筋轴力计等仪器,监测并分析混凝土管片环缝接触面纵向应变、土压力以及钢筋轴力的变化规律.结果表明：监测量随时间的变化可分为2个阶段,整体预压力基本满足要求;混凝土管片环缝接触面纵向应变和土压力沿环向的分布极不均匀,壁后压浆能够改善管片的受力和控制上浮;实测管片钢筋的轴力远小于其设计值,应优化其配筋设计;需对环间螺栓进行多次有序复紧,对管片进行多次壁后补压浆.     

岩石脆性实验及压裂缝高度与宽度测井预测*

随着长庆油田勘探开发的不断深入,低孔低渗储层已成为主要勘探开发对象,几乎所有井的储层都要经过压裂改造才有产能。储层压裂改造的规模需要考虑岩石脆性剖面变化特征,其脆性系数从岩石力学的角度间接反映了储层被压开的难易程度。以长庆油田姬塬地区延长组地层为例,通过岩芯三轴脆性实验数据（杨氏弹性模量和泊松比）得到岩石脆性系数,并用其校正测井计算的岩石脆性系数,由此建立连续的岩石脆性系数剖面。在此基础上,推导并建立了岩石脆性系数与最小水平地应力的定量关系式,实现了基于岩石脆性系数的储层压裂缝高度与宽度的定量预测。将此方法应用于工区多口油井的压裂改造工程中,取得了良好的效果,值得推广应用。     

盾构管片生产振动工艺的分析与选择

详细阐述了插入式振动、附着式振动、振动台整体振动3种管片生产振动方式的优缺点,以及每种振动方式对管片模具和混凝土的影响。对每种生产振动方式产生的直接振动成本进行了分析比较,得出以下结论:不同的振动方式直接振动成本可相差近3倍,振动成本的差异可以造成管片生产成本相差3%。正确地选择合适的管片生产振动方式可有效提高资源利用率,大大降低工程成本。