盾构隧道钢板加固黏结面作用机制与参数影响分析

钢板加固为盾构常用的加固方法,但是目前对钢板与管片黏结面作用机制认识不足,导致钢板加固设计盲目性较强。为此,采用ABAQUS软件中的cohesive单元和trace单元来模拟钢板加固及黏结面损伤行为,建立可反映钢板-管片黏结面损伤特征的钢板加固衬砌三维实体非线性模型,并通过模型试验验证其合理性。结合数值计算和理论分析,揭示外荷载作用下钢板-混凝土黏结面的作用机制,定量分析加固参数对黏钢加固效果的影响,提炼钢板加固效果的关键影响因素。研究结果表明：当钢板-混凝土黏结面出现损伤时,结构承载能力损失65%以上;当黏结损伤区域面积占比超过8%时,结构承载能力损失80%以上并且承载力急剧减小;当黏结损伤区域面积占比超过56%时,结构基本丧失承载能力。加固结构的承载能力对钢板厚度最敏感,抗剪黏结强度次之;加固结构的延性对抗剪黏结强度最敏感,钢板厚度次之;钢板厚度和抗剪黏结强度对加固结构各项性能的综合影响最大,应作为钢板加固设计关键参数。     

梁侧锚固钢板法加固混凝土梁的非线性有限元分析

以4根梁侧锚固钢板加固混凝土梁(BSP梁)受剪性能试验研究为基础,基于弹塑性有限元软件OpenSees,建立了BSP梁的非线性有限元模型,模拟了构件加载全过程和受剪破坏时的受力性能.模型中考虑了材料的非线性、钢板和混凝土梁交界面上滑移等.计算结果与试验结果吻合良好.并对影响BSP梁性能的主要参数进行分析,包括锚栓行数、纵向锚固间距、钢板高度、钢板厚度、钢板屈服强度、锚栓直径及混凝土强度等,得出了各参数对BSP梁受剪承载力和纵横向滑移的影响规律,为BSP法加固设计提供了依据.     

钢板-砼组合加固钢筋砼梁的研究及应用进展

钢板-混凝土组合加固技术是钢筋混凝土梁加固的一种的新方法.简介了目前关于钢板-混凝土组合加固梁抗弯和抗剪承载力研究的成果,分析考虑界面滑移、二次受力等因素对于承载能力影响的研究现状,探讨了该加固技术试验研究方法及工程应用情况.通过对现有研究成果的归纳和总结,分析了该技术的主要特点与不足,并指出了有关钢板-混凝土组合加固方面值得进一步研究的问题.     

销钉用于HPF加固混凝土构件的界面黏结性能

为了对HPF加固混凝土构件界面黏结性能进行研究,通过外包HPF加固混凝土试件的双面剪切试验,研究了修补界面所植入抗剪切销钉对界面黏结性能的影响.试验结果表明,植入销钉能够有效提高界面的黏结性能,提高试件抗剪承载力.销钉因素对界面黏结性能的灰关联分析表明,钢筋的级别对界面黏结性能的影响最大,其次是植入销钉的数量,再次是销钉的直径大小.     

自密实混凝土加固碳化混凝土界面剪切性能试验

为研究混凝土构件长期暴露大气中表面形成的碳化层对自密实混凝土加固混凝土黏结界面剪切性能的影响,为该类结构加固设计提供依据,设计不同碳化程度Z形黏结试件进行直剪试验,考察混凝土碳化深度、混凝土强度和界面处理方式等对黏结试件破坏形式和抗剪强度的影响,并在试验基础上建立碳化混凝土黏结界面抗剪强度预测模型。研究结果表明:混凝土碳化引起黏结界面剪切裂缝分布形式的改变;混凝土碳化后强度和弹性模量均有所增强,在黏结界面间形成一个局部强化区域,剪切裂缝由原来的界面裂缝逐渐向老混凝土内部转移,扩展至碳化强化区与未碳化区交界面;混凝土碳化使得黏结界面抗剪强度增强,碳化初期,黏结界面抗剪强度增长迅速,达到一定碳化深度后,其增长幅度变小;黏结界面抗剪强度与新老混凝土的强度、界面处理方式等也密切相关,对于Ⅰ类和Ⅱ类界面,一定范围内增大新混凝土强度对于提高界面抗剪强度具有积极作用;当新老混凝土强度相差超过2个标号时,继续提高新混凝土强度作用不大;Ⅲ类界面植筋能有效提高抗剪强度,且其抗剪强度由较低强度混凝土控制。     

锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受剪性能的试验研究

锚贴钢板加固法,是在混凝土构件外部用专用铆钉将钢板铆接于构件表面,以提高其承载力的一种新型补强加固方法.通过对2根用该工艺加固的钢筋混凝土梁和1根对比梁进行了抗剪性能的实验研究.试验结果表明,利用这种方法进行加固的梁,其抗剪承载力得到显著提高,同时对斜裂缝的发展有很好的抑制作用.     

组合加固受损钢筋混凝土简支T梁抗剪性能试验

为探究受损钢筋砼简支T梁组合加固后的抗剪性能,通过对四片受损钢筋砼T梁进行钢板-混凝土组合加固并实施抗剪承载力试验的方法,得到构件的极限承载力和受剪破坏形态,分析了加载全过程加固钢板、植筋、栓钉的应力变化规律及结合面处的相对滑移。试验结果表明：加固钢板与新浇混凝土连接面处工作性能良好,而新旧混凝土连接面处容易产生开裂,在原梁混凝土表面凿毛以及采用较高的侧向加固钢板都可以使加固后结构的抗剪承载力得到提高。     

胶结层含石英砂的黏钢加固混凝土界面黏结滑移本构关系研究

分别以石英砂掺入量不同的结构胶为黏结剂,制备多组黏钢加固混凝土试件,通过对所制试件进行双面剪切试验,得到各组试件的破坏模式、界面承载力以及不同荷载水平下钢板表面的应变分布。针对试验结果展开理论分析,在考虑钢板、混凝土构件宽度比以及混凝土抗拉强度等因素的基础上,对Nakaba黏结滑移模型进行修正,获得更适用于胶结层含石英砂的钢板-混凝土界面黏结滑移本构关系分析模型。     

锚栓钢板法加固RC梁桥的计算方法

锚栓钢板法是在既有RC梁桥受拉边缘打设锚栓,用其将钢板固定,使RC梁桥与钢板构成一个可共同受力的一次超静定结构体系.采用极限状态法设计钢板面积,用力法原理建立了锚栓钢板法加固RC梁桥的分析计算迭代公式.结果表明,计算方法可靠.     

梁侧锚固钢板加固火后混凝土梁受弯试验研究

按照ISO834国际标准升温曲线对6根钢筋混凝土梁进行受火试验,并用梁侧锚固钢板法对其中5根受损梁进行加固,然后进行四点弯曲试验.分析了锚栓间距、角钢加劲肋、梁侧钢板的高度与厚度等因素对加固梁受弯承载力、刚度及延性的影响.结果表明:火灾后受损梁采用梁侧锚固钢板加固后,峰值荷载和刚度均得到显著提高,但其延性变化各异;受弯性能的加固效果随钢板厚度增大及锚栓间距减小而增强,而角钢加劲肋可有效限制钢板屈曲.通过限制钢板与混凝土连接界面上的相对滑移以及梁侧钢板的屈曲,可显著提高钢板与混凝土梁之间协同工作的程度.     

Al_2O_3/SiC纳米陶瓷复合材料的制备及力学性能

采用一次粒径分别为10nm和15nm的αAl2O3和SiC粉体为原料,制备了Al2O3/SiC纳米陶瓷复合材料·纳米SiC颗粒明显抑制Al2O3基体晶粒的长大,SiC体积分数超过4%时,材料的断裂方式由沿晶断裂变为穿晶断裂·随SiC含量的增加,Al2O3/SiC纳米复合材料的硬度增大·材料的弯曲强度和断裂韧性在SiC体积分数为5%时达到最大值·最大三点弯曲强度和断裂韧性分别为641MPa和47MPam1/2,明显高于热压单相Al2O3陶瓷(344MPa和31MPam1/2)·复合材料的强化主要来源于内晶颗粒残余应力强化和晶粒细化...     

粘钢板法与粘CFRP法加固钢筋混凝土结构比较

粘钢板法与粘CFRP法在加固钢筋混凝土结构的实践中得到了广泛的运用,两种加固方式比较相似,加固机理也类同,论述了粘钢板法和粘CFRP加固方法在方案选择、设计、施工等方面的异同。     

单锚的力学模型与数值仿真试验分析

评述了国内外预应力锚固的力学机理与力学模型的研究现状和发展趋势，及分析模型的思路和方法，应用作者提出的接触摩擦界面单元，分析模拟锚索，浆体与岩体界面之间的相互作用和耦合效应，分析中首次考虑了预应力对岩体损伤张量的影响，对单锚的力学机理加固效果进行了系统的数值仿真试验分析研究，得到了许多对工程有益的结论与启示。     

碳纤维加固钢筋混凝土开孔平板的试验

设计了碳纤维加固钢筋混凝土开孔平板的试验．通过试验,比较了加固前后的钢筋混凝土开孔平板的开裂荷载、极限荷载、破坏形态和变形性能,以及不同开孔位置和不同碳纤维层数对加固后板性能的影响,并从断裂力学角度对试验过程进行了理论分析．试验结果表明：采用碳纤维加固提高了开孔平板的开裂荷载、极限荷载和刚度,改变了裂缝的扩展形态．板最终的破坏形态主要是受压区混凝土压碎和碳纤维剥离,因此保证粘结面的粘结强度很重要。     

公路桥梁加固技术探讨

对当前旧桥的特点作了分析;对常用的一些加固方法及其机理、选取原则作了探讨.     

矿物掺合料对混凝土增强机理的研究

研究了细磨的粉煤灰、矿渣对混凝土的增强作用,利用SEM分析其增强机理。结果表明:与纯水泥混凝土相比,单掺20%细磨粉煤灰1 d和3 d强度略低,28 d和56 d强度有较大增长;单掺20%细磨矿渣后,1 d强度略低,其余3个龄期强度均有提高。当细磨的矿渣和粉煤灰按1 1的比例混掺后4个龄期的强度均有所提高,说明混掺增强效果最好。SEM分析表明,强度的提高是由于细粉的微填充作用和积极参与水泥水化反应而使混凝土的致密程度提高并使水泥石与集料间的过渡层性能改善所致。     

冷轧变形Co40NiCrMo微观组织和力学性能

采用金相显微镜、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和拉伸试验研究了冷轧变形对Co40NiCrMo合金显微组织和力学性能的影响。试验结果表明:Co40NiCrMo合金的冷轧变形方式主要是滑移和孪生;孪晶的交互作用使得合金的晶粒有效尺寸减小,组织细化;冷轧变形程度比较小时,合金的抗拉强度和屈服强度随着变形程度的增大急剧增加,相应地,延伸率显著下降;变形程度超过30%后,强度增加比较缓慢,延伸率也变化地很少;断口分析显示,冷轧变形程度对合金的断裂性能影响很大,随着变形量的增大,合金断裂由韧性断裂过渡到脆性断裂;孪晶的产生和孪晶的交互作用是合金变形强化的主要原因。     

微/纳米无机颗粒对聚氨酯-环氧树脂基复合材料性能的影响

通过机械搅拌混合法制备了微/纳米无机颗粒改性的聚氨酯-环氧树脂复合材料,研究了颗粒组成和含量对复合材料力学和热稳定性的影响,进而探讨了所得复合材料的强韧化机理.结果表明:相比微米颗粒,纳米颗粒的加入能显著提高复合材料的层间剪切强度和拉伸强度,降低层间剪切模量,同时改变材料的断裂方式.当纳米SiC颗粒的添加量(质量分数)为2%时,所得复合材料的层间剪切强度和拉伸强度分别为44.7 MPa和56.56MPa,相比添加前提高约88%和74%,所得复合材料不同失重率下对应的温度较添加前提高了4~8℃.纳米颗粒弥散强化和钝化银纹扩展是复合材料主要的强韧化机理.     

低活化铁素体/马氏体钢的增强机理研究进展

This review summarizes the strengthening mechanisms of reduced activation ferritic/martensitic (RAFM) steels. High-angle grain boundaries, subgrain boundaries, nano-sized M₂₃C₆, and MX carbide precipitates effectively hinder dislocation motion and increase high-temperature strength. M₂₃C₆ carbides are easily coarsened under high temperatures, thereby weakening their ability to block dislocations. Creep properties are improved through the reduction of M₂₃C₆ carbides. Thus, the loss of strength must be compensated by other strengthening mechanisms. This review also outlines the recent progress in the development of RAFM steels. Oxide dispersion-strengthened steels prevent M₂₃C₆ precipitation by reducing C content to increase creep life and introduce a high density of nano-sized oxide precipitates to offset the reduced strength. Severe plastic deformation methods can substantially refine subgrains and MX carbides in the steel. The thermal deformation strengthening of RAFM steels mainly relies on thermo-mechanical treatment to increase the MX carbide and subgrain boundaries. This procedure increases the creep life of TMT(thermo-mechanical treatment) 9Cr–1W–0.06Ta steel by ~20 times compared with those of F82H and Eurofer 97 steels under 550°C/260 MPa.