徐变计算理论及其在软件开发中的应用

在开发桥梁分析软件时，为了使徐变计算具有系统性、连贯性和可操作性，通过对已有关于徐变计算理论的文献分析，推导并组织了徐变系数、徐变增量法递推公式以及徐变等效节点荷载列阵等相关计算公式，并采用龄期调整有效模量法编制了适合各类杆系结构各种施工情况的徐变分析程序，计算内容包括徐变系数、徐变变形及徐变次内力，最后通过一个变截面固端梁的算例，采用本程序计算并与其他方法计算结果进行对比分析，表明计算思路正确可行．     

考虑施工过程收缩徐变对高层建筑结构影响理论分析

混凝土收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，目前还没有一种比较符合实际受力模型的计算方法，将施工过程引入收缩徐变对高层建筑结构影响分析，考虑竖向构件轴力变化，混凝土弹性模量变化及收缩徐变使钢筋混凝土截面应力重分布引起混凝土截面应力的变化。利用混凝土徐变中值系数和混凝土弹性模量中值系数，推导出高层建筑竖向承重构件的应变计算公式，通过分析施工过程收缩徐变的变形特点及其对水平构件的影响，建立了高层建筑结构收缩徐变竖向变形计算公式并进行了算例分析。结果表明收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，计算公式符合实际受力模型，可供工程设计参考。     

有效模量法计算混凝土徐变的参数取值及实现

在混凝土徐变计算的有效模量法的基础上，利用徐变系数和老化系数的拟舍曲线数学表达式，提出了有效模量法计算混凝土徐变的计算机算法．该算法比传统的查表法有更高的精确度，而且能够快速地解决一般结构中混凝土徐变问题的计算，能方便地运用到工程实际中去．     

早龄混凝土的压缩与拉伸徐变及其研究现状

早龄混凝土的拉伸、压缩徐变规律及其结构徐变应力计算方法是对早期裂缝进行有效预测并控制的关键。既有的徐变研究主要侧重于成熟混凝土,而早龄混凝土徐变相关的科学研究还有待进一步深入。对早龄混凝土的压缩和拉伸徐变研究成果、测试方法及其徐变应力计算方法进行了详细综述。研究表明：目前混凝土早龄期拉伸、压缩徐变试验测试尚无规范可循,相关试验数据较为缺乏;混凝土早龄期徐变预测模型基本未考虑其在低应力水平下的非线性性质;早龄混凝土结构非线性徐变应力理论分析方法亦不尽完善。基于系统试验研究和固化徐变理论建立混凝土非线性徐变理论模型,对早龄混凝土结构采用同时考虑受拉和受压不同应力松弛特性的非线性徐变应力理论计算方法,应可提高早龄结构的有限元仿真精度。     

基于ACI-209的粉煤灰混凝土徐变模型研究

随着粉煤灰混凝土的的广泛应用,普通混凝土徐变预测模型对粉煤灰混凝土的适用性也有待改善。基于粉煤灰混凝土徐变问题,对相关理论模型进行了总结,并对比分析了国内外现有混凝土徐变计算模型,利用试验数据,在ACI-209模型的基础上,引入坍落度和强度影响系数,建立了粉煤灰混凝土徐变预测模型,计算结果与试验数据吻合较好,为指导实际工程应用及提高结构可靠度提供了依据。     

钢管自应力混凝土轴压柱的徐变计算模型

为了正确估计钢管自应力混凝土轴压柱的徐变及其对轴压柱长期性能的影响,对钢管自应力混凝土轴压柱的徐变计算模型进行了试验与理论分析.通过试验研究了钢管自应力混凝土轴压柱的长期力学性能,利用龄期调整的有效模量法建立了钢管自应力混凝土轴压柱在长期荷载作用下的徐变分析模型.结果表明:荷载作用一年后的钢管自应力混凝土轴压柱的极限承载力高于没有施加荷载的试件,所建立的徐变计算模型可以较好地模拟钢管自应力混凝土轴压柱的徐变试验结果;与普通混凝土相比,钢管约束下的自应力核心混凝土长期变形很小,但是引起的应力重分布不容忽视;含钢率对钢管自应力混凝土轴压柱长期变形性能的影响较为显著.     

混凝土自锚式悬索桥徐变效应倒退分析

为混凝土自锚式悬索桥考虑徐变效应进行倒退分析提供一种计算方法，针对混凝土自锚式悬索桥考虑徐变效应分析需要，基于混凝土徐变机理提出一种倒退分析计算方法。首先以混凝土自锚式悬索桥已知时刻的结构状态为分析基础，引入混凝土倒退徐变系数，通过倒退徐变系数进行徐变效应分析得到加载龄期时的结构状态，然后以加载龄期结构状态为基础，利用徐变系数进行徐变效应分析，即可得到混凝土自锚式悬索桥任意时刻的结构内力及变形状态，整个分析过程的关键在于加载龄期结构内力状态分析。工程实例验证结果表明：混凝土徐变效应倒退分析过程方便简洁，分析结果准确、有效，适用于包括混凝土自锚式悬索桥在内的混凝土结构徐变效应倒退分析，对混凝土结构设计优化及施工过程控制具有一定的指导作用，为混凝土徐变效应分析提供了一种新的研究方法。     

考虑徐变影响的施工期时变结构受力分析

施工过程和混凝土徐变对高层建筑结构具有重要影响。本文提出采用龄期调整的有效模量法(AMME)考虑施工期混凝土徐变的影响,并利用超级有限元理论进行施工过程的模拟,并以某巨型框架作为算例进行了分析。结果表明施工过程和混凝土徐变对结构的内力和竖向变形具有重要影响,计算方法切实可行,结论可供设计施工参考。     

基于XFEM的骨料分布对混凝土有效模量的影响

混凝土的弹性模量是结构设计中最基本的参数,在计算方法上需要保证足够的准确性。基于现有的3层球壳解析模型,将骨料、界面过渡区和薄层砂浆组成的整体先行处理为等效夹杂体,并根据解析模型获得相应的弹性模量,随后将混凝土视为由此等效而来的夹杂体与基体砂浆组成的二相复合材料。在固定背景网格体系中,采用无附加自由度的扩展有限元方法计算不同级配和骨料含量的混凝土等效弹性模量。当混凝土的骨料分布发生变化时,无附加自由度的扩展有限元方法能够在程序设计上避免整体刚度矩阵的维度变化问题。此外,为了能在获得不同的骨料分布的同时获得较高的骨料含量,混凝土的级配采用固定的粒径分布形式。结果表明：骨料含量同为47.12%的3种级配的混凝土弹性模量基本相同,说明级配对混凝土弹性模量的影响可以忽略;解析解可较准确地预测稀疏骨料分布情况下的混凝土等效弹性模量,但骨料增加后其预测值出现较大偏差;混凝土弹性模量随硬骨料含量的增加线性增大,随软骨料含量的增加线性减小。     

考虑徐变影响的施工期时变结构受力分析

施工过程和混凝土徐变对高层建筑结构具有重要影响。本文提出采用龄期调整的有效模量法（AMME）考虑施工期混凝土徐变的影响，并利用超级有限元理论进行施工过程的模拟，并以某巨型框架作为算例进行了分析。结果表明施工过程和混凝土徐变对结构的内力和竖向变形具有重要影响，计算方法切实可行，结论可供设计施工参考。     

水泥混凝土路面面板厚度电算程序开发

依据现行规范，针对水泥混凝土路面厚度设计计算复杂且精度不高的特点，编制了一个一体化的计算程序，利用VB.NET面向对象设计的特征，通过交通量计算模块、基层顶面当量模量计算模块、路面计算模块，完成对水泥混凝土路面面板厚度的计算，提高了水泥混凝土路面厚度的计算精度并极大地减少了人工作业量。     

水网密集区粘土路基当量回弹模量的预估分析

基于非饱和土基本理论,利用基质吸力及土水特征曲线的最新研究成果,对受地下水位控制的粘土路基的平衡湿度状态进行了预估分析;同时采用室内重复动三轴试验方法,建立了非饱和粘性路基土动回弹模量的双线性本构经验预估模型。将上述研究成果相结合,创建了综合考虑路基湿度和应力状态的路基当量回弹模量的预估方法,并结合实体工程建立了以地下水位、路基填筑高度为核心的路基当量回弹模量预估方程。通过与试验路上传统测试方法测试结果的对比分析,表明该评价方法具有准确、可靠特点。研究成果从平衡湿度和应力状态耦合控制的角度,对水网密集区粘土路基当量回弹模量的确定提供了新的视角和途径。     

Experimental investigation on dynamic mechanical characteristics and microstructure of steam-cured concrete

Steam-cured concrete is widely used to manufacture prefabricated units of high-speed railway foundation structure such as girder and track slab. The dynamic mechanical property of steam-cured concrete is one of the key properties affecting service performance of high-speed railway foundation structure. In the present paper, serial macro/micro-experiments were carried out to investigate the dynamic elastic modulus, shear modulus, damping ratio, and microstructure of steam-cured concrete. The relationships between compositions, curing regime, microstructure, and dynamic properties of steam-cured concrete as well as the corresponding mechanisms were discussed. The results indicate that steam-cured concrete in early age has a larger dynamic elastic modulus and shear modulus as well as a smaller damping ratio compared with standard-cured concrete. On the contrary, at a later age a slightly smaller dynamic elastic modulus and a larger damping ratio of steam-cured concrete are observed. Addition of mineral admixture results in a bit lower dynamic elastic modulus and damping ratio of concrete than that of the control specimen without mineral admixtures. The achievements can provide some fundamental suggestions for materials parameters selection during structural design of steam-cured concrete precast element.     

徐变对空心钢管混凝土轴压稳定承载力的影响

为了得到核心混凝土徐变对空心钢管混凝土轴心受力构件承载力性能的影响,从材料模量变化对承载力的影响角度,利用推导出的空心钢管混凝土临界承载力公式并结合有限元程序计算出空心钢管混凝土构件中素混凝土自由徐变量、核心混凝土卸载徐变及构件纵向徐变量,根据将钢与混凝土两种材料在徐变发生后的切线模量改变,计算出徐变后构件稳定承载力下降率.分析表明:空心率越大、钢管的钢材级别越高,徐变对整体构件的承载力影响越少;而恒载占设计荷载的比例越大时,徐变对整体构件的承载力影响越大.当空心钢管混凝土轴压心受压构件承受永久荷载引起的轴心压力占全部轴心力30%及以上时,应将构件承载力乘以徐变折减系数.     

漳州软土直接剪切蠕变特性及蠕变参数的研究

为了研究软土蠕变特性与蠕变参数的变化规律,对漳州软土进行不同固结压力下的直接剪切蠕变试验,并通过陈氏法处理蠕变试验数据。结果表明,漳州软土具有非线性蠕变特性,应力水平越高,非线性特征越显著。相同剪应力下,剪切模量G的最大值与稳定值随固结压力的增大而增大;相同固结压力下,剪切模量G的最大值与稳定值随剪应力的增大而减小。瞬时剪切模量G0与长期剪切模量G∞关系可通过G0=a t-b+G∞来确定。粘滞系数随剪应力的增大达到峰值,固结压力越大峰值体现越明显,峰值对应的剪应力也越大,这主要是微观结构随剪应力增大逐渐破损所引起的。得到漳州软土的C∞=6.71 kPa,φ∞=9.66°。剪切模量系数K=(0.424～0.56),长期强度与瞬时强度比值C∞/C=86.3%,φ∞/φ=72.4%,说明工程中需要考虑蠕变影响时,变形与强度参数应采用长期剪切模量与长期强度。研究结果对掌握软土蠕变参数变化规律,快速预测模型参数具有一定理论意义。     

混凝土徐变对连续组合梁内力的影响

混凝土徐交对组合梁内力的影响与钢筋混凝土梁不同,表现为混凝土在徐变发展过程中。要受到钢梁约束的影响,导致混凝土本身交形与在相同温度和湿度等外界条件下的钢筋混凝土梁不同．笔者制作了一片钢筋混凝土组合梁进行徐交加载试验。通过最小二乘法修正了在一定的温度和湿度下,考虑受钢梁约束作用的混凝土板的徐变度;然后根据有效模量法通过在一定时域内的叠加计算,得到组合梁中混凝土板的徐变系数;最后通过与钢筋混凝土梁的计算对比。得出了混凝土徐变变形对连续组合梁次内力的影响特点．     

预应力锚索在卸荷岩体中的作用机理

预应力锚索是岩土工程中常用的,也是效率比较高的一种支护形式。文中采用有限元分析方法和ADINA软件。岩体在加载和卸载条件下,其力学特性有本质的区别。文中重点分析了在卸荷条件下,预应力锚索同一数量不同倾角的变化对岩体变形参数如变形模量E和泊松比v的影响。不同倾角对岩体位移变形量的约束程度。文中提供了一种有效且比较符合工程实际的计算方法,等效变形参数法。这种方法可以算出含有节理的岩体的变形模量和泊松比,以及加有锚索后岩体的变形模量和泊松比。     

蠕变劲度模量—评估沥青混合料路用性能的有效指标

本文在分析我国现行沥青混合料设计方法之不足的基础上,对于沥青混合料的力学指标蠕变劲度模量进行了研究。结果表明,该指标既同沥青混合料的组成密切相关,又能反映沥青混合料的路用性能,因而可以用于沥青混合料的组成设计、路用性能评估以及路面结构设计,这一指标的应用将使得我国现行沥青混合料设计方法的缺陷得以弥补成为可能。此外,本文还对这一指标的应用前景进行了探讨。