早期受冻损伤混凝土应力-应变试验研究

北方地区混凝土冬季施工过程,新浇筑混凝土容易因突然降温而遭受早期损伤。为研究早期受冻对混凝土单轴受压状态下力学性能的影响,通过对不同冻结温度(-5 ℃、-10 ℃)、不同起冻时刻(1.0 h、3.5 h、8.0 h、24.0 h)养护条件下的混凝土进行单轴受压试验,获得了应力-应变全曲线,拟合得到了适用于早期受冻混凝土的单轴受压本构方程。结果表明:早期受冻后混凝土应力-应变曲线在下降段更为陡峭,延性和塑性变形能力降低;冻结温度对峰值应力和峰值应变影响不明显;随起冻时刻的延后,峰值应力先下降后上升,峰值应变先上升后下降,初凝后至终凝前受冻混凝土力学性能损伤最为严重;基于过镇海教授模型拟合得到的早期受冻后混凝土应力-应变曲线方程与试验曲线吻合较好;对早期受冻混凝土峰值应力、峰值应变及延性和塑性变形能力最不利的起冻时刻均在养护4 h前后。     

基于可拓层次分析法的混凝土材料抗冻耐久性影响因素分析

针对影响混凝土材料抗冻耐久性因素的复杂性及重要度的难以确定性等特征,选取甘肃景泰川电力提灌灌区为研究区,以室内快速冻融试验为基础,基于可拓层次分析法,确定了影响混凝土材料耐久性的粉煤灰、矿粉、硫酸盐、碳化等因素重要度,并将计算结果与试验结果进行对比验证.结果表明:四个影响因素中,权重系数依次为粉煤灰(0.380)>碳化(0.341)>矿粉(0.236)>硫酸盐(0.043),即内在因素对混凝土材料耐久性的整体影响大于外在因素的整体影响;粉煤灰的添加对混凝土的抗冻有一定不利影响,矿粉的添加对混凝土的抗冻性能略有提高;碳化及硫酸盐侵蚀加速了混凝土耐久性的损失,且碳化天数越长、硫酸盐浓度越大越为不利.相关研究可为混凝土材料配合比的优化及设计提供有益参考.     

早期受冻对混凝土力学性能的影响研究

秋冬季节,西北盐渍地区气温突降的情况时有发生,为探明早期受冻混凝土在冻融循环和盐离子侵蚀共同作用下的力学性能损伤规律及其机理,采用室内加速试验方法,观察了混凝土在经历4种养护龄期(1 h、3.5 h、8 h、24 h)和2种冻结温度(-5℃、-10℃)的早期受冻影响后,盐冻循环作用对混凝土试件的立方体抗压强度、相对动弹性模量、质量损失率以及损伤层厚度等指标值的影响规律,探讨了早期受冻混凝土力学性能损伤机理。结果表明：不同养护龄期的混凝土在冻融循环和盐离子侵蚀的共同作用下力学性能出现不同程度的损伤,其中,养护龄期处于初凝与终凝间的混凝土试件受早期受冻的影响最大;混凝土损伤层厚度与盐冻循环次数呈正相关关系,且损伤层厚度受冻结温度影响较小;与冻结温度相比,养护龄期对混凝土力学性能损伤的影响更大。相关研究可为相似环境下的混凝土结构优化设计与维护提供有益参考。     

物质点法在岩石断裂数值模拟中的应用

裂隙的存在严重影响了岩体结构稳定,合理描述含裂隙岩石的非线性力学特性的变化规律是近些年研究的重难点。对此,提出了一种考虑质点失效的光滑粒子动力学数值模拟方法(RSMPM)。RSMPM依据MPM算法的基本原理,采用摩尔—库伦破坏准则,在每一计算步中均遍历所有质点,对达到破坏条件的质点进行失效处理,以质点的失效过程来描述岩石的动态断裂过程。通过将单裂隙标准立方体试样、单裂隙巴西圆盘试样的数值模拟结果(裂纹扩展过程、主应力云图分布)与以往研究成果的对比验证了所提方法的准确性,为光滑粒子动力学方法在岩石力学工程中的应用及岩石断裂机理的认识提供了参考。     

基于灰色关联的多因素耦合作用下混凝土材料耐久性评估

为探明碳化-硫酸盐侵蚀-干湿循环等多因素耦合作用下的混凝土材料耐久性评估问题,通过开展室内加速试验,以所测混凝土试件的抗压强度、质量损失率及相对动弹性模量3个耐久性评价指标为依据,应用层次分析法与熵权法确定复合权重,构建了灰色关联理论的混凝土材料耐久性评估模型,确定了各组试件不同时段下的灰色关联度向量。研究表明:碳化-硫酸盐侵蚀-干湿循环等多因素耦合作用下不同配合比混凝土试件的关联度值均呈现先增强后下降的现象且最大值约出现在干湿循环30次处,即混凝土综合耐久性整体上呈先增强后下降趋势,与试验结果相符,验证了该方法的合理适用性,相关研究可为混凝土构件的配合比优化及耐久性评估问题提供有益参考。     

干湿循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下水工混凝土损伤研究

硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的主要因素之一,混凝土损伤层的厚度及混凝土抗压强度作为衡量混凝土结构受侵蚀后退化的重要指标,能有效反应混凝土的损伤程度.本文主要从试验视角,采用超声波平测法和回弹法,重点研究干湿循环条件下不同浓度、种类盐溶液对水利工程混凝土表层损伤层厚度、混凝土抗压强度的影响,以期为服役在干湿循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下混凝土建筑物设计与研究提供一些参考.     

考虑流固耦合的泵站压力管道激振特性有限元分析

为探究大型高扬程泵站压力管道运行时高频激振的诱因和振动特性,以甘肃省景电二期总干七泵#1压力管道为研究对象,采用附加水体质量法建立基于ANSYS有限元的简化流固耦合仿真模型,对压力管道的激振特征进行数值模拟,分析不同机组启闭工况下压力管道的振动模态及位移变形规律,揭示压力管道的主要振动变形特性。结果表明,在多种运行工况下,压力管道弯管段和大小管连接段振动比较明显,且高阶模态的振型振幅高于低阶模态,不易被激振的出水管随着阶次的增高也逐渐产生振动变形。经DASP测试系统现场振动监测表明,数值模拟结果与现场测试结果吻合良好。该结论可为高扬程泵站压力管道避振、减振优化设计提供技术支撑,也为同类泵站工程的更新改造设计和安全运行提供理论依据。     

我国金属矿山热动力灾害防治技术研究现状与展望

热动力灾害是影响金属矿山安全生产的重要因素之一,绿色、经济且 高效的金属矿山热动力防治技术 对于安全开采工作极为重要。 为给我国金属矿山热动力灾害的科学治理提 供参考依据,对金属矿山热动力灾害进行 了定义和分类,分析了金属矿山热动力灾害的特性,系统阐述了目前我国金 属矿山热动力灾害理论与防控技术的研 究现状与进展,指出我国金属矿山热动力灾害防治技术现存问题:① 各类热 动力灾害之间的耦合孕灾机理尚不明确; ② 次生衍生灾害的临界诱发条件及防控理论研究存在不足;③ 对隐蔽灾害 全方位探测的速度及精度有待提高;④ 尚 未构建金属矿山热动力灾害一体化协同防治技术体系;⑤ 针对叠加热动力 灾害与次生衍生灾害的应急救援方法不成 熟;⑥ 缺乏对深部热动力灾害基础理论与防治技术的研究。 最后对我国金 属矿山热动力灾害防控技术的发展方向进 行了展望,指出了我国金属矿山热动力灾害防治技术的重点研究领域:① 金 属矿山热动力灾害耦合孕灾基础理论;② 灾害叠加效应与次生衍生灾害诱发机制;③ 金属矿山热动力灾害智能精准 监测监控平台;④ 金属矿山热动力灾害 “全面—高效—协同”应急管理体系;⑤ 深部金属矿山热动力灾害复杂致 灾机制与综合防控技术。     

超声波平测法在混凝土盐冻损伤检测中的应用研究

为了从损伤层厚度和损伤层平均应力变化的角度研究盐冻作用下混凝土耐久性能损伤劣化规律,将同一配合比的混凝土试块在室内进行快速侵蚀冻融试验后,运用超声波平测法检测并拟合不同冻融次数混凝土的未损伤层、损伤层时-距关系曲线,进而求出混凝土损伤层厚度h_f及损伤层平均应力f_d,并与试块损伤的实际检测结果进行比对。研究表明:应用超声波平测法检测计算得到的h_f、f_d能够反映出混凝土损伤劣化程度,试件随侵蚀时间增长,h_f呈现出逐渐增大,f_d呈现出逐渐减小的规律性变化趋势,不同冻融介质中hf的大小关系为3%NaCl3%NaCl+5%Na_2SO_45%Na_2SO_4清水,f_d的大小关系为清水5%Na_2SO_43%NaCl+5%Na_2SO_43%NaCl,检测计算结果与试验结果相符。相关研究可为寒旱地区混凝土耐久性能损伤劣化规律研究提供有益参考。