裂纹长度对混凝土材料细观损伤演化的分形研究

材料非均质性及裂纹长度对类岩石材料的细观力学机制和宏观非线性力学行为具有重要影响。结合数字图像处理技术（DIP）及岩石破裂过程分析系统（RFPA2D）建立了含不同裂纹长度混凝土的真实细观结构数值模型，研究了3组含不同长度裂纹混凝土材料的裂纹扩展特征及细观损伤力学特性。研究表明，裂纹长度对混凝土裂纹扩展有显著影响，表现为其峰值强度随着裂纹长度的增加而降低；砂石骨料对裂纹起裂与扩展具有抑制作用，材料细观非均匀性是形成裂纹不规则扩展路径的本质原因。应用分形理论对材料细观损伤演化过程进行刻画，采用基于声发射场的盒维数作为表征材料细观破裂的参量，将材料的宏观破坏与其内部破裂演化统一起来，为定量研究类岩石材料的损伤演化提供了新途径。     

混凝土弹塑性单轴受压分形损伤本构关系研究

考虑混凝土单轴受压破坏机理,在混凝土静力损伤基础上引入弹簧-摩擦块模型,以模拟混凝土弹塑性阶段的细观结构变化。基于细观模型中弹簧、摩擦块对混凝土断裂面的影响,分析了混凝土受压损伤的破坏规律,建立了不同强度等级混凝土弹塑性单轴受压损伤本构模型,采用混凝土分形曲面模拟方法对所建模型进行了验证。结果表明：所建立的模型能够较好描述混凝土的塑性变形,对混凝土弹塑性的离散范围具有良好的预测能力。     

脆性岩石的细观裂纹损伤及其时效特征

本文在单调加载和恒载蠕变条件下进行了脆性岩石损伤动态全过程的细观试验．研究了细观裂纹的形式、发展及其损伤效应．探讨了断裂过程区的细观裂纹损伤特性．结果表明．细观裂纹是导致脆性岩石损伤极其重要而基本的因索．且具有显著的时效特征．在此基础上．将细观裂纹几何参数与岩石宏观力学参量相联系，分别建立了脆性岩石在单调加载和蠕变条件下的细观裂纹掏伤模型．并作了相应验证．     

基于统计损伤理论的混凝土应力应变行为

基于统计损伤理论,从有效应力的角度阐述了混凝土损伤演化累积诱致灾变的整个过程,分析了细观损伤机制与宏观力学行为之间的内在联系;建立了考虑强度等级影响的混凝土单轴拉伸、压缩统计损伤模型,该模型考虑断裂和屈服2种细观损伤模式,分别与微结构的"劣化"和"强化"机制相对应;同时区分峰值名义应力状态和临界状态,并将临界状态作为损伤局部化的前兆.结果 表明:所建立的模型能够预测不同强度等级(C20～C80)混凝土的单轴拉伸、压缩宏观应力-应变行为,并能够反映强度等级对混凝土细观损伤演化过程的影响规律;随着强度等级的提高,表征细观断裂和屈服损伤演化过程的特征参数展现出明显规律性的变化趋势;细观损伤机制最终决定了混凝土宏观非线性的应力-应变行为,屈服损伤模式在整个过程中起决定性作用.     

混凝土压缩断裂过程及尺寸效应的数值模拟

将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及二者间的粘结带所构成的三相复合材料,利用蒙特卡罗方法生成混凝土随机骨料模型。在此基础上,采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相单元的损伤退化。利用非线性有限元方法对湿筛、三级配、四级配混凝土试件的单轴受压破坏过程进行了数值分析,从而对试件的抗压强度进行了尺寸效应分析。研究结果表明,数值模拟所得的结果与试验结果表现出较好的一致性,混凝土的断裂主要发生在骨料与砂浆的粘结面上,裂纹沿平行于最大压应力的方向扩展。     

混凝土拉压强度尺寸效应的细观非均质机理

为了从材料细观非均质角度揭示混凝土强度尺寸效应机理,建立了混凝土细观单元等效非均质力学模型,开展了立方体抗拉、抗压强度尺寸效应细观数值模拟研究。研究结果表明：混凝土强度尺寸效应根源于材料细观非均质性,随着模型尺寸的增加,混凝土材料细观单元弹性模量变异系数增大,材料细观非均质性增强,大尺寸模型内部存在更多的低强度单元或缺陷,导致混凝土立方体抗拉、抗压强度降低,极限应变减小,脆性增大;混凝土损伤破坏由少量集中区域,发散扩展形成多条非贯通的裂纹带;数值模拟结果与尺寸效应实验数据相吻合。     

单轴拉压状态下混凝土破坏的细观数值演化分析

在提出可同时满足级配曲线及指定骨料填充率的任意凹凸形骨料配置算法的基础上,建立了混凝土试件的细观随机骨料模型,并建立了空间应力环境下细观单元的弹性损伤本构关系;分别就工程中常采用的两种不同的混凝土强度,研究了混凝土试件的细观损伤演化过程及细观单元力学参数取值对混凝土试件宏观表征强度的影响。数值算例验证了模型的有效性,并揭示出混凝土试件破坏主要是由细观单元的拉伸损伤积累所导致的。     

基于数字图像处理的混凝土内蕴裂纹扩展变形规律及破裂过程研究

基于数字图像处理技术和RFPA2D-DIP软件建立了含不同裂纹几何分布的混凝土真实细观结构的数值模型,模拟了单轴压缩作用下混凝土内蕴裂纹的扩展变形规律及破裂过程,研究了裂纹几何分布及细观非均匀性对混凝土力学结构效应的影响。结果表明:随着裂纹倾角增大,试样的峰值强度升高,翼裂纹长度变短,裂纹萌生位置不断向预制裂纹尖端靠近;随着裂纹长度增加,试样的峰值强度降低,裂纹倾角对材料强度的影响显著;预制裂纹长度对材料的破坏模式有一定影响,骨料对翼裂纹的萌生及扩展具有一定的阻碍作用;当15°≤α≤45°时裂纹萌生及扩展较易,当裂纹倾角为60°和75°时,翼裂纹很难萌生及扩展,在靠近峰值应力时裂纹突然萌生扩展,最终形成劈裂破坏,研究结果对混凝土失稳破坏机理的研究具有一定参考意义。     

构件裂纹塑性扩展剩余强度的估算方法

利用J-A2方法对A533B钢双边切口试样J-R曲线进行约束修正.在此基础上,通过计算构件裂纹尖端的约束参数A2预测其J-R曲线,并结合裂纹驱动力曲线估算其剩余强度,为工程上其他含裂纹构件最大承载力的确定提供一种有效的估算方法.最后,用J-A2方法估算含周裂纹钢管的剩余强度.     

混凝土在长期持续荷载下的损伤分析

本文研究了混凝土在长期持续荷载下的徐变和损伤行为.通过比较混凝土在持续荷载的损伤与疲劳损伤的联系,假定持续荷载下混凝土的损伤速率和名义应力强度因子速率成正比,通过滑移裂纹模型考虑了混凝土裂纹扩展演化直至破坏的过程,分析了混凝土在持续荷载下的徐变变形行为和徐变破坏机理,在此基础上研究了不同持续荷载水平下混凝土的强度和变形行为,并分析讨论了加载龄期,强度对混凝土在持续荷载下的性能的影响.与试验结果对比表明,本文的模型可以较好地反映混凝土在持续荷载下的性能.     

自密实混凝土加固混凝土柱

为研究不同强度自密实混凝土(SCC)加固混凝土柱后极限承载能力,采用当地原材料配制3种不同强度C20、C30、C40的SCC用于混凝土柱加固试验.测试了3种SCC的扩展度及采用增大截面法加固后的极限承载力.试验结果显示,采用当地特殊的原材料,成功配制出的三组工作性满足规范要求的SCC用于混凝土柱加固工程;采用增大截面法加固后混凝土柱的极限承载力随着外包SCC强度的增大呈现逐渐增大的规律.且当增大截面采用的外部SCC等级比内部约束混凝土强度高一级时,采用SCC对原混凝土增大截面加固试验后缩尺混凝土柱的极限承载力提升幅度最大.     

混凝土和混凝土机械几点现象及思考

2010年上半年．无论是商品混凝土企业,还是混凝土机械制造商,都对市场的迅猛增长有些措手不及。     

Concrete

Initially, high-strength concrete was used in high-rise buildings for column construction. H.G. Russell of Construction Laboratories, Skokie in Illinois, has prepared a valuable paper for the CIB Programme Committee based on current applications, which include the use of high-strength concrete for lower-rise buildings, where it has been specified because of its improved durability.     

橡胶混凝土与普通混凝土的黏结性能

通过对100多块橡胶混凝土和普通混凝土试件的劈裂抗拉试验研究,分析了2种混凝土浇筑间隔时间、黏结面处理方法、橡胶颗粒掺量和种类对2种混凝土间黏结性能的影响;研究了2种混凝土间劈拉强度与轴心抗拉强度的关系.研究结果表明:浇筑间隔时间、黏结面处理方法、橡胶颗粒掺量和种类对劈拉强度均有影响;不管采取何种措施,2种混凝土的黏结面都是抗拉破坏的薄弱环节;劈拉强度和轴心抗拉强度未呈明显的线性关系.     

混凝土及钢筋混凝土施工工程方案

主要阐述了混凝土施工过程中的前期准备、技术要点及一些具体的养护措施.从科学合理的优化混凝土配比、浇筑技术、模板施工、钢筋搭接和混凝土的养护等方面,保障混凝土施工质量,降低施工危险,以期能够促进我国建筑工程的持续进步.     

复杂钢管混凝土柱的混凝土浇筑施工技术

介绍高层建筑中,复杂钢管混凝土柱的混凝土高抛法施工浇筑技术。通过具体工程实例,重点介绍了自密实混凝土在钢管混凝土柱中的应用和钢管内混凝土浇筑质量控制的方法。     

泡沫混凝土

较全面地分析了泡沫混凝土的材料组成、搅拌时间及养护条件 ,讨论了这些因素对泡沫混凝土性能的影响     

水泥混凝土防裂布加筋沥青混凝土罩面改造

文章结合某小区水泥混凝土路面改造工程实践,介绍在轻交通条件下,采用沥青混凝土局部加筋罩面的施工工艺,取得了较好改造效果。