竖向灰缝处有无砂浆砌体沿齿缝截面抗弯性能研究

目的研究竖向灰缝处有无砂浆对砌体抗弯性能的影响,并对此类无砂浆砌体是否满足砌体结构规范要求进行论证.方法笔者分别以竖向灰缝处有无砂浆、竖向灰缝处砌块截面形式为参数,进行砌体沿齿缝截面的弯曲抗拉试验,对比分析各参数对砌体沿齿缝截面弯曲抗拉强度的影响.结果竖向灰缝处砌块截面形式为企口的竖向无砂浆砌体沿齿缝截面弯曲抗拉强度大于截面形式为平口的竖向无砂浆砌体,而竖向有砂浆的平口砌体沿齿缝截面弯曲抗拉强度均大于竖向无砂浆砌体;竖向有砂浆的平口砌体和竖向无砂浆的企口砌体沿齿缝截面的弯曲抗拉强度值均符合砌体规范要求,而竖向无砂浆平口砌体沿齿缝截面的弯曲抗拉强度值不符合砌体规范要求.结论在砌块块体之间几何互锁的基础上,能够实现砌体的无砂浆砌筑,为促进无砂浆砌体的推广提供了有效途径.并提出竖向灰缝处有无砂浆砌体沿齿缝截面弯曲抗拉强度平均值的建议计算公式.     

蒸压硅酸盐企口砌块砌体弯曲抗拉性能试验

为编制《蒸压硅酸盐砌块小型砌块应用技术规程》提供试验依据,研究了蒸压硅酸盐企口小型砌块砌体抗弯性能.按照《砌体基本力学性能试验方法》(GB/T50129—2011)的要求分别进行沿通缝和沿齿缝弯曲抗拉试验,并与混凝土多孔砖砌体的抗弯性能进行对比.结果表明:不论沿通缝弯曲抗拉还是沿齿缝弯曲抗拉,蒸压硅酸盐企口小型砌块试验平均值均高于规范中混凝土多孔砖砌体弯曲抗拉强度计算平均值,试验测得沿通缝试件弯曲抗拉强度低于沿齿缝试件弯曲抗拉强度,为沿齿缝试件弯曲抗拉强度的1/2.同时将试验数据进行回归统计分析,提出蒸压硅酸盐砌块砌体弯曲抗拉强度平均值计算公式,砌块中榫卯结构的设置提高了蒸压硅酸盐企口小型砌块砌体抗弯力学性能.     

机锯条石砌筑灰缝的抗剪性能试验

以砂浆强度和压应力为主要参数,对12片水泥砂浆砌筑机锯条石石墙进行单调双剪静力加载试验,研究石墙灰缝的破坏过程和抗剪机理.试验结果表明:试件灰缝都呈现显著的剪切脆性破坏,破坏过程可分为为弹性、开裂和摩擦滑移3个阶段;在弹性阶段,切应力-位移曲线近似线性关系,开裂后应力仍增加,直至灰缝形成通缝,应力明显下降并稳定在一定范围,承载力仅由砂浆与石材间的摩擦强度承担;灰缝抗剪强度随着压应力或砂浆强度的增加而增加,压应力的效应更显著;对试验数据进行回归分析,得到水泥砂浆砌机锯条石砌筑灰缝抗剪强度计算公式.     

机制生土砖砌体沿通缝抗剪性能研究

为获得生土砖砌体沿通缝抗剪试验方法和标准试件,对18个不同砂浆、不同抗剪截面面积以及不同砌筑方式的机制生土砖砌体进行沿通缝抗剪试验,得到机制生土砖砌体沿通缝抗剪强度,分析机制生土砖砌体的破坏形态、破坏机理以及抗剪强度的主要影响因素.试验结果表明:普通砖砌体沿通缝抗剪试验方法适用于机制生土砖,沿水平方向砌筑的6砖试件适合作为抗剪标准试件,复掺胶粉和纤维素砂浆砌筑的机制生土砖砌体具有较好的抗剪能力和变形性能,可应用于村镇低矮房屋的承重墙体.     

混凝土多排孔砖砌体弯曲抗拉强度试验研究

通过多组不同强度的混凝土多排孔砖砌体的抗弯性能试验,对其弯曲抗拉强度进行了分析.结果表明,混凝土多排孔砖砌体的弯曲抗拉强度明显高于烧结普通砖、烧结多孔砖砌体.提出了混凝土多排孔砖砌体的弯曲抗拉强度平均值计算公式:ftm,m=0.41(f2)(沿通缝),ftm,m=0.54(f2)(沿齿缝),为广西推荐性地方标准《砼多排...     

藏族民居砌体材料物理力学性能试验研究

选取阿坝藏族自治州理县境内的黄泥与石材,参考国家标准试验方法,进行黄泥与石材物理力学性能试验研究,将试验结果与数值分析结果进行对比。结果表明:黄泥土粒主要由砂粒组成,级配良好;黄泥抗压强度为0.408 MPa,弹性模量为231 MPa,石材抗压强度为67.92 MPa;黄泥砂浆弹性阶段承载力模拟值略高于试验值,但极限承载力基本保持一致,石材弹性阶段与弹塑性阶段模拟值均与试验值保持一致,数值分析结果与试验结果吻合较好。试验研究结果可为砌体材料力学性能数值分析方法提供理论基础。     

蒸压灰砂加气混凝土砌体通缝抗剪强度的试验研究

为研究蒸压灰砂加气混凝土承重砌体的抗剪性能，对8组砌体进行了沿通缝截面的抗剪试验．对比不同的加载方法，分析了砌体的受力机理和破坏特征，讨论了砂浆强度、加载方法、砌筑质量和砌块尺寸等因素对抗剪强度的影响．通过统计回归的方法，提出蒸压灰砂加气混凝土砌体通缝抗剪强度平均值的计算公式，计算结果与试验值吻合较好，有一定的安全储备．     

基于Weibull分布的石砌体单轴受压损伤本构模型

石砌体的本构模型是石砌体力学计算和有限元数值模拟的重要基础和前提条件。为了深入研究石砌体单轴受压下的本构关系,基于损伤力学理论,应用双参数Weibull分布函数反映损伤变量,根据石砌体单轴受压应力-应变全过程曲线的特征条件确定其参数,推导并建立了石砌体单轴受压损伤本构模型,将已有试验数据验证本构模型的正确性,并将本构模型与典型的砌体本构模型进行对比分析,最后应用本构模型对已有石砌体拱桥试验进行有限元分析以验证本构模型的适用性。结果表明：所建模型与已有石砌体单轴受压试验结果吻合良好;所建模型验证了石砌体损伤演化的一般规律,符合典型的砌体本构模型的一般趋势;所建模型可应用于石砌体结构有限元分析计算,适用性良好。     

拉力集中型锚索作用效果的数值模拟分析

通过FLAC3D程序,用实体单元模拟了岩体和砂浆体,用结构单元来模拟锚索,对锚索施加预应力时采用的建模方法是在边坡和锚索间建立刚性连接,代替在锚头的位置施加均布力的方法,建立预应力锚固数值仿真模型。通过模拟试验,分析了岩体单元以及砂浆体单元的应力云图等,更加清晰地显示了拉力集中型预应力锚索作用下岩体沿锚索轴向的应力、砂浆体应力分布等情况。     

铰接预应力混凝土空心板梁桥的空间受力行为及加固分析

为研究铰接预应力混凝土空心板梁桥沿铰缝产生裂缝的病害机理及其加固方案,以某装配式空心板桥为背景,通过利用实体单元对包括企口铰缝在内的准确模拟,建立空间有限元模型进行数值分析.通过分析控制截面处相关应力值,得出铰缝处横向应力超标为产生此病害的主要原因;在此基础上,提出采用增设横向预应力体系进行加固和改善桥梁横向受力的2种...     

藏寨石砌体墙抗震及加固性能数值仿真分析

为了研究藏寨石砌体墙抗震性能及钢筋网片加固的可行性,以藏寨石砌体墙为研究对象,通过利用ADINA有限元数值仿真软件建立普通石砌体墙、单面加固石砌体墙,双面加固石砌体墙有限元模型,并对其进行受力性能数值仿真分析。结果表明:普通石砌体墙抗震性能较差,双面加固石砌体墙的耗能性能、极限承载能力、刚度退化性能和延性明显优于普通石砌体墙和单面加固石砌体墙。这种双面钢筋网片加固的方法能显著提高石砌体墙的抗震性能,具有较好的工程应用前景。     

高石粉含量下C80混凝土力学性能数值模拟研究

为研究石粉含量和纤维掺量对C80混凝土基本力学性能（包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量）的影响,本文结合Digimat和Abaqus建立2D随机骨料模型、3D纤维混凝土细观模型。将不同石粉含量、纤维掺量下混凝土的数值模拟与同等条件下基本力学试验结果进行对比分析：2D随机骨料模型中过高（石粉含量大于5%时称为高石粉含量）的石粉含量会降低混凝土的整体力学性能,石粉含量越低模拟值与试验值越接近,当石粉含量为5%时混凝土的整体力学性能达到最佳。3D纤维混凝土细观模型中不同纤维类型对高石粉含量混凝土的强度有不同影响,与玄武岩纤维相比,铜镀纤维的掺入对高石粉含量下混凝土力学性能的增幅更明显。铜镀纤维体积分数为4%和6%时均能提高混凝土力学性能,当体积分数为6%时,混凝土数值模拟与试验结果误差小于7.1%且力学性能达到最优;玄武岩纤维混凝土的抗压性能随纤维体积率的增加而降低,当纤维体积率为1 kg/m3时数值模拟结果与试验结果误差范围在0.4%-8.7%,但对混凝土整体力学性能的提升较小。     

藏式毛石砌体抗压强度对其弹性模量和峰值应变预测

抗压强度、弹模和峰值应变是藏式毛石砌体力学性能的3个重要参数,由于砌块不规则性和砌筑工艺随机性的影响导致该类砌体抗压强度、弹模、峰值应变都较难直接获得。通过毛石砌块和泥浆黏材强度获得毛石砌体抗压强度,以抗压强度预测弹性模量和峰值应变是为了研究此类砌体变形特征和力学特性。采用西藏传统砌筑工艺砌筑8个毛石棱柱体试件,对棱柱体试件进行单轴压缩力学测试,获得毛石砌体抗压强度、弹模、峰值应变、位移-荷载曲线、破坏形态等。结合已有研究成果对该类砌体抗压强度表达式中砌块与泥浆相关影响系数进一步优化,以抗压强度预测其弹性模量、峰值应变。试验结果表明,该类砌体抗压强度、弹模、峰值应变较低且变形呈阶段性变形特征,位移-荷载曲线与其他类型砌体对比存在差异。以区间估计法和线性回归进行弹性模量和峰值应变预测并与其他类别毛石砌体对比发现吻合度较好。该结论可供该类砌体结构修复、加固和毛石砌体单轴压缩性能研究参考。     

不同模量石墨简支梁的弹塑性分析及试验研究

石墨烯是一种强度最大、具有拉压不同弹性模量的材料.石墨是石墨烯的原材料,由于其良好的耐辐照性能,广泛地应用于国防核工业,研究石墨的不同模量力学特性正在成为一种新的研究趋向.实验测试了MSL82型号石墨的力学行为,证明并得到石墨材料的拉压不同模量比值.同时建立了不同模量弯曲梁的弹塑性分析理论模型.通过与测试数据的比较,验证了模型的准确性.研究表明:不同模量石墨梁在弹性阶段,中性轴的位置偏向下方受压侧,但不随荷载变化;拉压模量比对截面的应力分布影响很大,减小拉压模量比,可减小最大拉应力;而增大拉压模量比,则可以减小最大压应力.进入塑性阶段后,随着外荷载的增加,中性层的位置上升,最终的位置由拉压屈服极限的比值决定;随着截面的塑性发展,拉压模量比对截面应力分布的影响逐步减小,但对应变的影响仍然较大.因此,可通过改变拉压模量比来控制截面的最大拉压应变.     

CFRP筋复合增强板加固石梁受力性能有限元分析

采用有限元程序ABAQUS,对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋复合增强板加固石梁的受弯性能进行数值建模.利用已有的荷载-挠度曲线、荷载-CFRP筋应变曲线数据对建立的模型进行可靠性验证,结果表明:有限元模拟结果和试验结果吻合良好.在此基础上,对加固后的石梁进行受力全过程截面应力分析,归纳得出荷载-变形特征曲线.基于平截面假定,提出采用CFRP筋复合增强板加固石梁的受弯承载力计算公式,计算得出的开裂弯矩与试验结果和有限元模拟结果吻合较好.     

级配碎石力学性能的颗粒流数值模拟方法

为了从本质上揭示级配碎石组成结构与力学性能的内在关系,基于2维颗粒流软件提出了级配碎石力学性能的颗粒流数值模拟方法,并通过该方法以安康瀛湖石灰岩碎石为例研究了级配碎石的力学性能.结果表明:不同级配碎石的CBR(california bearing raio)、剪切强度和抗压强度的实测值分别为495%~692%,592~802kPa,1.29~1.54MPa;相应的模拟值分别为525%~736%,636~839kPa,1.34~1.54MPa;平均误差分别为4.50%,5.07%,5.15%.模拟结果与实测结果基本吻合,证明颗粒流数值模拟方法应用于级配碎石力学性能研究中的可行性.     

冷成型不锈钢部件力学性能的精确预测

冷加工截面构件的制作过程导致材料的力学性能和强度有明显的改变．本文提出了精确预测不锈钢材料和冷加工材料力学性能的研究结果．首先,本文对不锈钢材料提出了一种新的应力-应变关系模型,这种模型可以精确预测全范围内的拉应变和压应变．新的应力-应变模型采用3个基本的Ramberg—Osgood参数,并基于对已有试验数据的详细分析来定义．在论文的第二部分,提出了预测冷加工材料的应力-应变性能的有限元模型．该方法中,通过对压弯成形截面制作过程的数值模拟,以及在随后对Coupon测试的有限元模拟中以加工过程中所导致的残余应力和等效塑性应变作为初始状态,解释了冷加工材料的应力-应变性能．这种方法能够预测冷加工材料的拉伸和压缩的应力-应变性能．新提出的应力-应变模型以及有限元方法的精度通过和试验得到的应力-应变曲线的对比进行了验证．所提出的有限元方法和新的应力-应变模型可以在将来应用到原始材料和冷加工材料的关系中．     

自保温再生混凝土砌块砌体抗剪性能数值模拟

为探讨研制的自保温再生混凝土砌块砌体的抗剪性能,选取10.6 MPa和4.5 MPa两种强度砌块及15 MPa、7.5 MPa和5.0 MPa三种强度砂浆,分析了不同材料在ABAQUS数值模拟中本构模型和相应参数的选取,进行了不同强度的砌块与砂浆组合砌筑砌体抗剪性能的数值模拟分析.结果表明:砌块和砂浆的强度较为一致时,有利于砌体发挥较好的受剪性能;单独提高砌块或砂浆的强度,对砌体受剪性能的提升效果有限;但砂浆强度高时,砌体受剪破坏后仍能保持较高的残余应力;砂浆强度过低时,砌体受剪性也随之急剧降低.     

超高温条件下花岗岩力学性质演化规律模拟研究

为提高深层干热岩破碎效率,以干热岩地层常见岩性-花岗岩为研究对象,提出超高温条件下花岗岩力学性质演化规律研究。鉴于室内实验方法的局限性,主要采用数值模拟和理论计算等研究方法,建立了高温花岗岩巴西圆盘劈裂数值模型,探究了硬质花岗岩在温度-压力联合作用下岩石应力场分布特征与扰动机制。研究发现：在单轴径向压缩载荷下,高温花岗岩各向应力分布受到显著扰动,岩石沿横轴拉伸应力、两端载荷施加位置附近压缩应力和剪切应力均显著减小,导致裂纹越容易扩展。温度越高,岩石损伤越明显,其岩石抗拉强度越低。研究结果揭示了温度作用下花岗岩力学性质演化规律,可为深层干热岩资源的高效开发提供理论依据。