酸碱腐蚀环境对BFRP筋力学性能的影响

针对不同酸碱腐蚀环境对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋的力学性能影响进行研究,分别在不同酸碱腐蚀作用下对BFRP筋进行抗拉、抗压试验以及抗剪试验测试,观察BFRP筋材在不同酸碱腐蚀环境下的外观形态变化和破坏模式,分析极限拉应变、抗压强度、抗剪强度、抗拉强度等基本力学性能参数随腐蚀损伤的变化规律。结果表明,BFRP筋的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度以及极限拉应变在酸碱腐蚀溶液中均有所下降,酸碱腐蚀对BFRP筋的力学性能均有影响,且碱性溶液对筋材力学性能影响高于酸性溶液。     

中空锚杆无损检测方法的研究及应用

在隧道工程、地下工程、边坡等支护工程中,锚索、锚杆得到大量应用。锚杆在实际应用中,砂浆锚杆和中空锚杆占很大比例,中空锚杆与砂浆锚杆相比,中空锚杆具有较好的锚固性能,但在长度不足的情况下,抗拉强度反而不及砂浆锚杆,因此准确测试中空锚杆的长度,能够避免潜在隐患。目前,能对中空锚杆长度进行有效检测的手段很少。在基于冲击弹性波的声波反射法测试砂浆锚杆方法的基础上,结合模拟试验,对不同长度的中空锚杆进行试验研究,并将该方法应用在实际的工程中,通过实际应用,该方法能够有效的对中空锚杆长度进行测试,在一定程度上能够反映中空锚杆的锚固质量。     

膨胀土滑坡成因分析及锚杆(索)框架梁支护

膨胀土边坡失稳滑动是工程建设中最常见的地质灾害之一,笔者通过对膨胀土失稳滑坡进行了特征总结,并研究国内常见的边坡支护体系后选择锚杆(索)框架梁支护体系进行膨胀土边坡失稳滑坡的治理,通过分析锚杆(索)框架梁支护体系的结构特点、力学机理和使用范围等之后将其应用于膨胀土边坡失稳滑坡的治理中。希望对今后的膨胀土边坡治理工作提供一定的理论支持。     

玄武岩纤维增强复合材料锚固边坡与无支护边坡加速度响应对比研究

中外学者对于路堑高边坡的研究主要集中在其失稳机制及数值模拟方面,而对于路堑高边坡破坏特征方面的试验研究较少,对新型玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)锚固结构下路堑高边坡动力学方面的研究就更加稀缺。鉴于此,以云南省功东高速公路的大营盘(K39-K41)碎石土边坡为典型工点,开展BFRP锚索+框架结构加固边坡及无支护边坡的振动台对比试验,旨在为BFRP锚索加固高边坡的动力合理性设计提供科学依据。通过试验现象分析可得:相较于无支护侧边坡而言,BFRP锚索在高边坡的加固过程中可以有效地提高边坡的整体稳定性;无支护侧坡面加速度的峰值随着高程的增大呈现"锯齿形"形状,且在四级坡和五级坡之间可能出现潜在的滑面;有支护侧坡面加速度的峰值随着高程的增大整体上呈现逐步增大的趋势,加速度随着高程放大的效应明显存在。     

锚杆支护边坡的有限元比较分析

边坡支护措施的效果评价往往通过安全系数的提高程度来衡量,本文利用Midas试用版结合强度折减技术,进行了典型边坡在天然状态以及锚杆支护状态下的安全系数以及塑性区云图,定量地比较了锚杆支护的效果,为边坡工程治理提供支持。     

新安煤矿岩质高边坡锚网喷治理技术设计及应用

土钉护坡是通过小间距地在边坡原状土中钻孔置筋灌浆,形成土钉网,以使边坡土体得到加固,并保证加固后的土体具有足够的强度和刚度而维持边坡的稳定。实践证明土钉加固边坡具有投资省、及时、快速、施工场地占用小等优点[1]。根据工程类比和工程经验,采用锚杆+铁丝网+喷射混凝土支护合理地加固山体岩质护坡,为平整场地、防止山体滑坡、建造安全稳固的建筑设施奠定了坚实的基础。     

框架预应力锚杆支护黄土边坡土压力分布模型试验

在框架预应力锚杆支护边坡工程中,由于锚杆、预应力及堆载的存在,使得边坡应力状态复杂.以相似理论为基础,通过室内模型试验的方法,研究黄土地区框架预应力锚杆支护边坡的土压力分布规律.试验结果表明,锚杆预应力的大小、位置及其施加次序是影响边坡应力状态的主要因素.     

预应力施加时段对周边土钉应力分布的影响分析

针对目前现场施工中抢工期不按规范施加预应力的情况,以郑州大学科研中心为依托工程,通过对预应力锚杆复合土钉支护结构进行全方位的原位试验,实现了对预应力施加前后构件内力与基坑位移的实时监测,研究了预应力施加时段对周边土钉应力分布的影响规律。结果表明:(1)锚杆张拉之后再开挖下层土体,紧临锚杆的上排土钉应力变化较大;(2)开挖下层土体之后再张拉锚杆,紧临锚杆的下排土钉应力变化较大;(3)预应力施加对周边土钉应力的影响有着较强的"工序效应"和"开挖效应";(4)预应力施加的主要作用不在于分担或改变支护结构的受力状态,而在于提高支护边坡的稳定性和减小土体位移。研究结论可为现场不规范施工的现状提出合理化建议。     

岩质边坡锚杆支护的三维稳定分析及工程应用

结合实际工程提出了一种岩质边坡锚杆支护的三维极限平衡分析方法,分析了锚杆的倾向对边坡稳定性的影响.采用所提方法对一个45 m高边坡的实际工程进行了稳定分析,并使用锚杆支护方法进行施工.锚杆上的测力计监测数据表明支护措施是安全可靠的,从而验证了所提方法的正确性.     

竹锚杆—木框架梁支护边坡的数值模拟

为了对竹锚杆和木框架梁的支护作用进行分析,运用Midas GTS/NX软件对竹锚杆—木框架梁支护边坡进行了数值模拟,研究了竹锚杆的轴力、剪力、弯矩以及木框架梁的弯矩。最后分析了有无竹锚杆—木框架梁支护的边坡对边坡安全系数和边坡塑性区的影响。结果表明:竹锚杆–木框架梁对黏性土边坡能够起到良好的支护效果,不会在黏性土边坡中产生潜在的滑动面,从而导致边坡发生滑动。没有竹锚杆—木框架梁支护的边坡安全系数为1.05,而有竹锚杆—木框架梁支护的边坡安全系数为1.51,竹锚杆—木框架梁对边坡的能够起到良好的加固效果,有利于边坡的稳定。     

静态再结晶处理对Co36Fe36Cr18Ni8Ti2合金力学性能与耐腐蚀性的影响

对冷变形后的Co₃₆Fe₃₆Cr₁₈Ni₈Ti₂合金在700 ℃和800 ℃下再结晶退火,制备成具有高强度及良好耐蚀性的多主元合金。采用电子背散射衍射（electron back-scattered diffraction, EBSD）表征了合金的相分布、再结晶组织以及晶界分布等微观结构特征,采用静态拉伸试验测试了合金的力学性能。结果表明,700 ℃退火的合金断后伸长率较低,但其抗拉强度与屈服强度分别达到了1 038和956 MPa。采用电化学工作站与扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）表征了合金在模拟体液中的耐蚀性。结果表明,700 ℃退火的样品具有较好的耐蚀性,腐蚀后的样品表面较为均匀。结合力学性能可知,700 ℃退火的样品具有作为新型医用金属材料的潜力。     

GFRP锚杆在锚固工程中握裹力的研究

锚杆作为岩土工程的主要支护材料,广泛应用于边坡、基坑、隧道等工程中。目前在工程中最为常见的锚固技术,是有变形钢筋与水泥砂浆经钻孔注浆而形成。在实际应用中,因钢筋易腐蚀,耐久性差的特点,成为锚固工程中的一大隐患。GFRP锚杆强度高、质量轻、耐腐蚀性强、低松弛等优点,可以替代钢筋作为锚杆应用于锚固工程中。但GFRP筋作为脆性材料,其与水泥砂浆之间的握裹力能否满足要求,将会直接影响到锚固效果。通过对不同锚固深度的GFRP锚杆与水泥砂浆室内拉拔试验,发现握裹力随锚固深度增加而增大,握裹强度随着锚固深度的增加呈现减小的趋势,同时水泥砂浆凝固时间对握裹强度有较大影响,7天初凝时握裹强度仅有28天终凝时的60%左右。通过与同等直径钢筋锚杆与水泥砂浆握裹力对比发现,GFRP锚杆与水泥砂浆握裹力能够达到钢筋锚杆的要求。     

FRP加固混凝土结构的疲劳性能研究进展

纤维增强材料(FRP)具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,运用于土木工程加固领域。总结了FRP预应力与非预应力加固钢筋混凝土结构在疲劳荷载作用下的力学特性和加固效果;界面在疲劳荷载作用下性能变化的研究方法和有关结论和分析,指出了疲劳性能研究的关键在界面,因此需要做更精细的研究。     

考虑砂岩残余强度的二元结构深挖路堑边坡稳定性分析

在西部地区的公路工程中出现了大量二元结构深挖路堑边坡,对此类边坡稳定性分析中的岩体材料强度取值依然没有明确定论.以兰永一级公路为背景,将发生失稳的K35+000~150标段黄土-砂岩二元结构边坡的破坏形式作为参照,在分析该深挖路堑边坡破坏原因的基础上,选取该标段上一典型断面,采用有限元软件研究坡底砂岩分别处于峰值强度和残余强度两种不同强度指标下的深挖路堑边坡的稳定性以及边坡的变形破坏特征,并基于残余强度下的边坡模型,研究预应力锚杆加固对边坡稳定性的影响.结果表明:以残余强度为基础对边坡稳定性进行分析更为贴合此类边坡工程的实际状况,边坡若能在开挖过程中采用预应力锚杆支护底部基岩层将有效提高边坡稳定性从而阻止坡体失稳发生.研究结果可为今后甘肃地区黄土-砂岩二元结构高边坡的稳定性分析提供参考.     

玄武岩纤维与碳纤维加固连续梁抗弯试验研究

为分析玄武岩纤维布与碳纤维布加固混凝土T形截面连续梁的抗弯性能和破坏模式,对7根由两种纤维加固的T形截面连续梁和1根对比梁进行了抗弯试验.试验设计考虑了混凝土连续梁负弯矩区纤维布绕过柱粘贴的情况.试验结果表明,同等工况下,玄武岩纤维布对连续梁的抗弯承载力提高程度较小,但玄武岩纤维布加固梁具有更好的延性.建议国产玄武岩纤维布加固混凝土受弯构件的允许拉应变,对于重要构件不超过0.007,对于一般构件不超过0.01.实际工程中,对混凝土受弯构件加固后的承载力提高幅度要求不高且要求较好延性、耐腐蚀性的情况下,可采用玄武岩纤维复合材料.     

纤维取向与打团效应对玄武岩纤维增强复合材料拉伸性能的影响

 基于Tsai理论,针对纤维体积掺加率为0.6%、0.9%、1.2%、1.5%,纤维取向角为0°、15°、30°、45°的玄武岩纤维-环氧树脂复合材料（BFRP）进行了轴向拉伸强度实验研究,并引入纤维均分系数和打团纤维含量表征玄武岩纤维在环氧树脂中的打团效应,建立打团纤维的细观力学模型与几何模型,对BFRP的拉伸强度进行了数值计算对比分析。结果表明,纤维体积掺加率一定时,BFRP的拉伸强度随纤维取向角的增大而减小,纤维取向角一定时,BFRP的拉伸强度随纤维体积掺加率的增大而增大;纤维均分系数随纤维体积掺加率的增大而减小,打团纤维含量随纤维体积掺加率的增大而增大;纤维打团效应的存在,导致了BFRP的纤维临界体积掺加率较纤维均分时有所增大,降低了玄武岩纤维对环氧树脂基材拉伸强度的增强幅度;考虑纤维打团效应的BFRP拉伸强度计算值与实验结果接近。     

钢筋非均匀锈蚀试验研究

设计了一种新的钢筋快速锈蚀试验方案,研究了钢筋非均匀锈蚀引起的混凝土保护层胀裂问题.试验现象表明,锈后试件的钢筋表面呈现明显坑蚀特点,且近保护层一侧的钢筋锈蚀更为严重;根据试验数据,利用统计回归分析的方法,给出了混凝土保护层出现可见裂缝时的钢筋锈蚀率与混凝土强度、钢筋直径及保护层厚度间的经验公式;数据分析表明,相对保护层厚度是决定混凝土开裂时钢筋锈蚀率的主要因素,而混凝土等级和钢筋直径对它的影响较小.     

不锈钢薄板激光点焊工艺对金相组织的影响分析

以厚度为0.5 mm的304不锈钢薄板作为研究对象,通过实验探讨了不同工艺下激光点焊的金相组织、力学性能.经过焊点金相微观组织的观察和焊点拉伸强度的试验,可得出结论:激光点焊焊接质量良好,很少出现气孔、飞溅、焊接裂纹、未熔透、未熔合等焊接缺陷,而且不同的激光功率密度或加热时间,对焊点的形貌、尺寸和金相组织有很大影响; 焊点处的耐腐蚀性强度比母材低,而且大部分焊点拉伸位移达到1.5 mm左右就会断裂,平均拉伸强度比母材低281.2 MPa,但平均屈服强度比母材高,满足不锈钢薄板作为换热器的需求.     

Characterizations of dissimilar S32205/316L welds using austenitic,super-austenitic and super-duplex filler metals

UNS S32205 duplex stainless steel plates were welded to AISI 316L stainless steel using the pulsed gas tungsten arc welding process with three different filler metals: ER2594, ER312, and ER385. The microstructures of the welds were characterized using optical and scanning electron microscopy, and all of the specimens were evaluated by ferrite measurements. The mechanical properties were studied through hardness, tensile, and impact tests. In addition, the pitting resistance equivalent number was calculated and cyclic polarization tests were performed to evaluate the corrosion resistance of the weld metal. The results showed that chromium nitride was formed in the heat-affected zone of the duplex side, whereas no sigma phase was detected in any of the specimens. The ferrite number increased from the root pass to the final pass. The absorbed energies of the impact test decreased with increasing ferrite number, whereas the tensile strength was enhanced. The fully austenitic microstructure of the specimen welded with ER385 exhibited the highest resistance to pitting corrosion at 25°C, and the super-duplex weld metal presented superior corrosion resistance at 50°C.