混凝土局部断裂能的三线性模型

混凝土断裂能具有明显的尺寸效应。局部断裂能沿试件韧带方向的分布可以解释断裂能的尺寸效应。已有研究表明,局部断裂能的分布受试件的前后边界及初始裂缝尖端虚拟边界的影响,进而得到局部断裂能的三线性分布模型。本文基于该局部断裂能分布的三线性模型,计算了不同缝高比的混凝土三点弯曲梁的断裂能大小,并解释了断裂能的尺寸效应。结果表明,当缝高比在0.3至0．5范围内变化时,计算得到的断裂能无明显变化。     

河道水面线横断面测量偏角及河道弯曲的改正计算

介绍了天然河道水面线推求过程中横断面测量偏角及河道弯曲的改正计算。以往推求天然河道水面线时 ,由于受各种条件的制约和影响 ,很难使河道横断面方向与洪水流向垂直 ,把方位偏角直接用于流量系数的改正计算上 ,就可以纠正测量偏角造成的倾向性误差。因主河槽与边滩的水力特性有较大差异 ,在推求水面线时不宜将主槽与边滩混在一起计算 ,通过河道弯曲改正的方法 ,可以提高水面线推求计算的合理性     

GFRP增强海水海砂混凝土柱轴压性能研究

研究了GFRP纵筋与GFRP箍筋共同作用、GFRP管与GFRP筋共同作用对海水海砂混凝土（SSC）柱轴压性能的影响。结果表明：随着GFRP纵筋配筋率的增加,SSC柱的极限承载力相比对照组提高了4.3%～49.8%;采用GFRP管与GFRP筋共同增强后,SSC柱的承载力和延性进一步提高,试件破坏后整体形状完整,破坏形式得到了改善。     

混凝土Ⅰ型裂缝扩展准则及裂缝扩展全过程的数值模拟

本文将起裂断裂韧度作为材料参数,提出了混凝土Ⅰ型裂缝扩展准则,即当外荷载引起的裂缝尖端应力强度因子与黏聚力引起的裂缝尖端应力强度因子的差值达到起裂断裂韧度时,裂缝开始扩展。在此基础,上采用有限元法对混凝土Ⅰ型裂缝的断裂过程进行了数值模拟,分别计算了不同尺寸混凝土试件的荷载-裂缝口张开位移全曲线、临界裂缝亚临界扩展量、失稳断裂韧度并与应用DIANA软件的数值分析结果及试验结果进行了比较,吻合良好。研究还表明,只要给出混凝土的弹性模量、抗拉强度和起裂断裂韧度,即可用本文提出的方法计算混凝土失稳断裂韧度及裂缝扩展全过程。     

氯盐干湿循环作用下嵌入式CFRP筋与混凝土界面粘结性能研究

海岛工程建设中,潮汐作用下的海水干湿循环是影响纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构耐久性能的主要因素之一。针对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋嵌入法加固混凝土结构,通过CFRP筋从混凝土块中的拔出试验研究高性能纤维增强水泥基复合材料(HPFRC)和环氧树脂胶作为加固粘结材料时,海水干湿交替循环作用下嵌入式CFRP筋与混凝土界面的粘结性能,并对其破坏模式、极限粘结承载力进行分析。结果表明:环氧树脂胶作为粘结材料时,随干湿交替循环次数的增加,极限粘结承载力略有下降;而HPFRC作为粘结材料时,干湿循环90 d内的极限粘结承载力得到持续增长,可以达到作为粘结材料时极限承载力的70.3%,因此HPFRC可以作为粘结材料应用于潮汐环境下的FRP筋嵌入法加固海工混凝土结构中。     

高性能纤维增强水泥基复合材料的力学性能试验研究

采用聚乙烯醇纤维(Polyvinyl Alcohol,简称PVA纤维)制备高性能纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC),通过立方体抗压强度和梁四点弯曲试验分别研究不同PVA纤维体积掺入量、不同砂胶比以及粉煤灰掺入量对PVA-ECC材料的抗压强度与弯曲性能的影响。结果表明:随着纤维掺入量的增加PVA-ECC抗压强度逐渐降低,但弯曲延性增强。砂胶比的降低使得纤维更好的分散,延性效果得到明显改善。粉煤灰掺量的增加改善了PVA-ECC搅拌时的流动度,梁的抗弯承载力有所降低,但延性提高。     

碱激发海砂再生骨料混凝土的制备及其拉伸强度的确定

水泥生产过程中排放大量的二氧化碳,严重污染环境;天然砂石资源日益紧缺;工业废料(如矿渣、粉煤灰)的大量排放以及大批老旧建筑物拆除产生的建筑垃圾均给生态环境带来了巨大的压力.鉴于此,利用矿粉和粉煤灰,通过碱激发技术激发其胶凝活性,完全替代水泥,同时将建筑垃圾破碎成骨料完全替代普通石子,并用海水和海砂拌和,通过确定合理配合比,制备一种新型碱激发海砂再生骨料混凝土.同时,考虑到该新型混凝土未来在海洋工程中的应用,对其抗拉性能的合理评估尤为关键.但由于材料的不均匀性和内部多缺陷等特征,采用传统方法无法得到其真实拉伸强度.因此,利用基于边界效应的非线性断裂理论,通过引入反映材料非均匀性与非连续性的参数,建立了极限荷载与真实拉伸强度之间的线性方程.利用该方程,只需试验中测得极限荷载,即可方便地确定混凝土真实无尺寸效应的拉伸强度和断裂韧度,进而结合正态分布分析确定了两断裂参数的均值以及具有95％保证率的上下限取值.此外,与普通混凝土不同,碱激发海砂再生骨料混凝土断裂面内80％以上的再生粗骨料被拉断.因此,该新型混凝土抗拉性能主要取决于碱激发浆体与再生粗骨料的拉伸强度.     

BFRP筋与珊瑚混凝土粘结性能试验研究

为研究玄武岩纤维增强复合材料筋(BFRP筋)与珊瑚混凝土的粘结性能,对不同直径(d=8 mm、12 mm)、不同粘结长度(2.5 d、5.0 d与7.5 d)及不同养护环境(标准养护室养护、20±2℃人工海水养护)的共24个BFRP筋与珊瑚混凝土粘结锚固试件进行了中心拉拔试验。结果表明:除直径为12 mm,粘结长度为7.5 d的拉拔试件出现珊瑚混凝土劈裂破坏外,其余试件均为BFRP筋从珊瑚混凝土中拔出破坏,其破坏形态与BFRP筋和普通混凝土粘结破坏形态无明显区别,只是更易发生劈裂破坏。其粘结滑移曲线可分为微滑移阶段、滑移阶段、剥离阶段、下降阶段和残余阶段共5个阶段。其最大平均粘结应力随直径与粘结长度的增加显著减小。标准养护条件下的BFRP筋与珊瑚混凝土的粘结强度明显高于20±2℃人工海水养护下的粘结强度。     

土中爆炸衬砌集水体三维弹塑性损伤分析

土中爆炸衬砌作为一种新型地下储水结构,可有效收集降水并缓解农田干旱,在水资源合理利用中具有重要作用。然而到目前为止,尚没有对其工作能力的详细分析,更没有对其破坏情况的认识。在考虑衬砌材料的弹塑性和损伤非线性变形的基础上,应用有限元软件对其做了深入数值分析,获得其极限集水能力和损伤分布,并得到其破坏趋势,对认识爆炸衬砌的工作性态具有指导意义,对指导爆炸衬砌在农田水利设施中的应用和抗旱排涝、保障农业生产具有积极现实意义。