玻璃纤维复材筋与水泥基复合材料界面力学性能试验研究及精细化有限元仿真

玻璃纤维复材(GFRP)筋水泥基复合材料(ECC)构件受力变形过程中,筋材与基体协调变形能力影响构件及组合构件的工作性能。本文通过GFRP筋ECC黏结-滑移试验建立界面黏结滑移本构,结合ECC变形及开裂后力学属性,采用ABAQUS有限元软件进行GFRP筋ECC构件黏结界面力学性能分析,研究筋材及基体应变分布随加载过程的演化及不同黏结-滑移关系对构件工作性能的影响。研究表明,GFRP筋材直径影响黏结滑移性能及界面破坏模式,界面力学属性的提高能够增加二者协同工作性能,改善构件的开裂属性;基于试验中筋材应变分布,分析基体破坏、应力分布,研究构件受拉破坏过程整体拉伸刚度变化,为反演宏观构件正常工作状态下工作机理提供分析方法。     

玄武岩纤维复材筋增强自密实混凝土桥面板冲切性能试验

对6组尺寸为2 000 mm×1 800 mm×100 mm的1∶2比例缩尺桥面板模型进行冲切试验研究。分析不同筋材类型,不同混凝土基体材料及不同配筋率对桥面板冲切极限承载力、荷载-位移曲线、筋材应变、混凝土应变及裂缝形态的影响,对比不同文献中冲切极限承载理论值与试验值的差异。研究表明:在侧向约束作用下筋材在桥面板中的贡献较小,配筋率的降低对桥面板的极限承载力基本没有影响,但可以更大地发挥筋材在桥面板中的作用。筋材类型对桥面板的极限承载力,极限挠度及裂缝形态都有影响,但混凝土基体材料对桥面板的极限承载力和极限挠度的影响不大。各国现行标准对纤维增强材料筋增强混凝土结构冲切极限承载力的计算理论由于未考虑侧向边界约束条件下存在的压缩薄膜效应,严重低估了桥面板的冲切极限承载力。     

早期高温养护对粉煤灰基自密实混凝土性能的影响

为研究早期养护条件对粉煤灰基自密实混凝土(SCC)性能的影响规律,采用不同掺量(30％、40％、50％、65％)的粉煤灰取代等量的水泥胶凝材料制备SCC.将其放置在标准养护箱中养护24h或在蒸养机中以60℃和90℃的温度养护24 h,之后全部取出放入自来水中养护,分析不同早期养护条件对粉煤灰基SCC力学性能的影响,探讨粉煤灰基自密实混凝土力学性能之间的关系.对不同龄期下的粉煤灰基SCC进行微观测试,包括扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)测试,通过微观形貌及能谱分析解释粉煤灰基SCC的宏观工作性能和力学性能.研究表明,粉煤灰掺量增加对SCC的早期抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量存在明显的负作用,而早期高温养护能够显著提高粉煤灰基SCC的早期力学性能.结合实际工程需求,粉煤灰基SCC运用于预制构件的生产具有可行性.     

基于时间反演法的纤维增强复材/钢筋增强混凝土梁损伤监测研究

为识别纤维增强复材/钢筋(FRP/Steel)增强混凝土梁的损伤发展及损伤机理,采用压电陶瓷传感器对FRP/Steel增强混凝土梁进行损伤监测。利用时间反演法的自适应聚焦性质和良好的抗噪性质,分析四点弯曲加载下梁的损伤程度与归一化聚焦信号幅值的关系。试验结果表明:归一化聚焦信号幅值随着施加荷载的增大而减少;钢筋增强混凝土梁的归一化聚焦信号幅值衰减速度慢于FRP筋增强混凝土梁,说明在同等荷载作用下FRP筋增强混凝土梁的损伤程度大;将归一化聚焦信号幅值与梁的理论刚度指数进行对比发现,归一化聚焦信号幅值与理论刚度指数曲线吻合良好,其能够反映FRP/Steel增强混凝土梁的刚度退化情况。     

盾构渣土资源化处置研究进展

随着中国城市化进程不断加快,盾构施工广泛应用,由此产生的盾构渣土已成为建筑垃圾的重要组成部分,其对生态环境与安全带来重大挑战。本文从盾构渣土的物理化学性质入手,概述了盾构渣土的处置方案及其在绿色建材中的应用现状,具体包括脱水、装运、改良等工艺,配置掘进泥浆,同步注浆砂源,制备陶粒、混凝土、免烧砖、新型墙材、水泥混合料等。通过本文梳理,以有效推动盾构渣土高效率处置与资源化利用,为推进生态文明建设、共建美好家园、建设资源节约型社会献力。     

高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土制备及其性能研究

为了有效提高高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土的工作性能,将调整水胶比和砂率进行配制聚丙烯纤维体积掺量为0.5％的自密实混凝土并对其材料性能进行试验研究.研究表明:高掺量聚丙烯纤维的掺入对自密实混凝土的流动性有较大影响,适当调整水胶比和砂率可配制满足工作性能要求的高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土;水胶比的增大提高了高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土的扩展度,同时也提高了其离析的风险,降低了其抗压强度;砂率的增大对高掺量聚丙烯纤维自密实混凝土的抗压强度基本没有影响,但可提高其拌合物的粘聚性.     

结合压缩薄膜效应对BFRP筋自密实混凝土桥面板工作性能有限元分析

采用非线性有限元方法对英国北爱尔兰Thompson桥中的BFRP筋增强自密实混凝土桥面板进行数值分析,通过对比数值模拟结果和试验结果表明所建立的有限元模型能够较准确地反映BFRP筋增强自密实混凝土桥面板在轮压负载下的工作性能。基于有限元模型的有效性,采用非线性数值模拟对该新型桥面板进行极限承载力和破坏模式进行预测及参数化分析。结果表明,BFRP筋自密实桥面板极限承载力大约为欧洲轮压负载150 k N的6倍(100 t),由于现行桥面板设计规范忽略了压缩薄膜效应的存在而导致桥面板极限承载力设计过于保守,参数化分析发现配筋率和筋材类型对桥面板极限承载力影响不大,而混凝土强度和跨高比是影响桥面板极限承载力的主要因素。