无机聚合物混凝土-钢筋拉拔试验研究

为了研究无机聚合物混凝土与钢筋间的粘结性能,制作强度等级为C40的两组6个无机聚合物混凝土(IPC)-钢筋拉拔试件,并对其进行拔出试验,其极限拔出荷载均比文献同类普通混凝土-钢筋拉拔试验极限荷载大,表明无机聚合物混凝土和钢筋之间的粘结性能要优于普通混凝土。通过对无机聚合物混凝土-光圆钢筋试验拉拔荷载位移曲线的分析将其破坏过程分为微滑移阶段、滑移阶段、下降段和残余段4个阶段。对试验拉拔过程中粘结应力的分析发现平均粘结应力与锚固深度无关,主要与钢筋表面和混凝土间摩擦力有关,光圆钢的τ-x分布曲线显示粘结应力最大的区域出现在距锚固端20～40mm处。     

预应力混凝土简支梁板中无粘结筋应力增长规律

针对无粘结预应力混凝土梁板在受荷过程中的无粘结筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法及弯矩-曲率非线性分析法,编制了可用于分别考察正常使用极限状态和承载能力极限状态无粘结筋应力增长规律的计算程序。基于模型试验结果和大量仿真分析结果,得到了非预应力筋配筋指标、预应力筋配筋指标、跨高比、加载形式、预应力筋布筋型式、跨中预应力筋合力点至受压区边缘的距离等参数对正常使用阶段及正截面承载能力极限状态下简支梁板中无粘结筋应力增长的影响规律;建立了无粘结预应力混凝土简支梁板中无粘结筋在正常使用阶段和正截面承载能力极限状态下应力增量的计算公式。     

受火先张法预应力板梁非线性分析

依据预应力结构的粘结与破坏机理,在火灾温度场下,考虑高温区域内板梁材料参数的降低,采用非线性有限元的方法分析板梁的受力性能,得出高温下预应力钢绞线的应力松弛程度,并在合理假定条件下研究钢绞线随局部失效长度的变化,以及整根钢绞线发生粘结滑移情况,为桥梁的检测评定以及维修加固提供理论依据.     

光纤光栅缓粘结智能钢绞线的研制及应用

针对缓粘结钢绞线应力监测用传感器和布设工艺的缺陷,本文基于光纤光栅传感技术特性,综合考虑缓粘结预应力钢绞线的结构,设计制作了一种可实现预应力状态自监测的光纤光栅缓粘结智能钢绞线．并将其应用于某礼堂改造工程缓粘结预应力混凝土单向楼板内,验证了新型光纤光栅缓粘结智能钢绞线的有效性和可靠性．结果表明:该缓粘结智能钢绞线结构简单、机理明确;与普通钢绞线相比其力学性能有所下降,极限抗拉强度约为普通钢绞线的88％;其主要传感性能指标,如迟滞、重复性、线性度、总精度等均小于3％．通过实际工程验证了该新型智能钢绞线施工工艺简单易行,鲁棒性能够满足实际工程预应力损失长期监测．     

钢绞线混凝土黏结性能试验与锚固长度分析

为研究较大直径钢绞线与混凝土间的黏结锚固问题并提出合理锚固长度,针对15.2、17.8、21.6mm三类公称直径的高强低松弛钢绞线,以混凝土保护层厚度、体积配箍率及埋置长度为基本参数,完成了32个钢绞线的中心及偏心拔出试验.试验结果表明,不同参数水平条件下拉拔试件的破坏可分为两类,一是较薄保护层厚度与较小体积配箍率的少量试件劈裂破坏;二是在绝大部分试件中出现的表面未开裂但钢绞线拔出的破坏.结合破坏特征及拉拔力-滑移关系曲线,揭示了钢绞线混凝土间的黏结破坏机制,并以拉拔力-滑移曲线的峰值为破坏标志,提出了分别考虑3个参数影响的钢绞线混凝土黏结强度计算方法;结合本文试验结果,引入近似概率法,确定了满足相应可靠指标要求的钢绞线锚固长度设计值,可为装配式公共建筑结构中采用的大型先张预制预应力混凝土构件的设计提供技术支持.     

无粘结预应力混凝土框架柱钢绞线的应力分析研究

目前无粘结预应力混凝土的研究主要是对混凝土梁的试验研究,而对无粘结部分预应力混凝土框架柱的试验研究甚少,为深入了解无粘结部分预应力混凝土框架柱钢绞线的应力、极限应力增量以及预应力损失的计算情况,对2组5根试验柱进行拟静力试验研究.结果表明:现行《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92—2004中的公式同样适用于无粘结部分预应力混凝土框架柱应力的计算,预应力度和预加轴压比均对无粘结预应力筋极限应力增量有很大影响;随着预应力度的提高,预应力筋极限应力增量增加;而随着预加轴压比的提高,预应力筋极限应力增量降低.     

混凝土梁板中无粘结筋应力增长规律

针对无粘结预应力混凝土梁板在受荷过程中无粘结筋不符合变形平截面假定的特点,应用等刚度法编制了可用于考察正常使用极限状态无粘结筋应力增长规律的计算程序.基于模型试验结果和仿真分析结果,得到了非预应力筋配筋指标βs、预应力筋配筋指标βp、跨高比l/h、加载形式、预应力筋布筋型式、预应力筋合力点至受压区边缘距离hp等参数对正常使用阶段极限状态下简支、连续梁板中无粘结筋应力增长的影响规律;并建立了使用阶段无粘结筋应力增量计算公式.     

先张预应力混凝土板最小板长及钢绞线折算强度计算方法

首先分析了高强钢绞线在先张预应力构件中的粘结锚固性能,将预应力传递长度与弯曲粘结长度之和定义之延伸长度,给出了延伸长度的计算公式。其次为使构件破坏时充分发挥预应力钢绞线的强度,防止弯曲裂缝出现在延伸长度之内,提出了先张预应力混凝土板在均布荷载作用下的最小板长。最后针对预应力混凝土板长小于最小板长时会在延伸长度内出现弯曲裂缝,需将钢绞线强度进行折减,并提出了钢绞线折算强度的计算方法。     

混凝土粗糙度对CFRP与混凝土粘结性的影响

采用单剪拉拔试验分析碳纤维布复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)加固混凝土结构因不同的混凝土表面处理而出现不同的粘结界面破坏形式,以及对粘结强度的影响．着重根据粘结-滑移关系曲线分析在不同应力作用下碳纤维布复合材料的应变和应力分布,以及剪应力在界面的传力机理．试验结果显示,混凝土表面的处理对CFRP加固混凝土结构的粘结性能影响较大,单剪试验中粘结剥离破坏过程具有明显的规律性．最后,根据试验结果提出建议以供FRP加固混凝土结构工程应用参考．     

混凝土双轴压-压细观统计损伤本构模型

细观损伤机制对混凝土材料宏观力学性能产生重要的影响。基于细观统计损伤理论及宏观试验现象,建立了混凝土双轴压-压细观统计损伤本构模型。考虑断裂、屈服两种细观损伤因素,损伤演化过程由主方向的压应变驱动;引入等效传递拉损伤应变的概念,受压方向的压损伤由侧向拉损伤应变控制。采用本文模型对双轴压-压应变比例加载路径下应力-应变曲线形成的包络面进行了预测,提取出双轴压-压强度包络线;从双轴强度、变形特性、包络面形状等角度对材料的双轴压缩损伤机制进行探讨。结果表明：该模型能够有效模拟双轴压-压加载情况下混凝土材料宏观力学行为,能够揭示细观损伤演化机制;细观屈服损伤模式在材料变形破坏过程中起到决定性作用,将整个变形过程分为统计均匀损伤及局部破坏两个阶段;区分峰值应力状态和局部破坏的临界状态,建议后者作为本构模型的最终破坏点。     

高强不锈钢绞线网在ECC中的搭接性能

为探明高强不锈钢绞线网在工程水泥基复合材料（Engineering Cementitious Composites, ECC）中搭接连接的受力特性,并确定其合理的搭接长度,考虑横向钢绞线间距、搭接长度和钢绞线直径等影响因素,对设计制作的39个试件进行了拉拔试验。结果表明：钢绞线网在ECC中的搭接连接有钢绞线拔出和拉断两种破坏模式;横向钢绞线的设置对搭接时的极限拉拔力影响不大,但其滑移量随着横向钢绞线间距的减小而减小;随着搭接长度的增加,达到峰值荷载的滑移量和“搭接刚度”增加,而极限粘结应力则随之降低。通过试验分析,确定了钢绞线网的临界搭接长度,并建立了考虑修正系数β的搭接长度计算公式。     

全长粘结型锚杆的界面元分析

利用界面元法来研究岩体中的不连续问题是非常有效的.通过构建界面元精化模型,系统分析了拉拔作用下全长粘结型锚杆的杆侧正应力分布特征及其破坏过程、灌浆体应力特征及其破坏过程及不同锚杆直径（DB）下杆侧剪应力的分布,获得全长粘结型锚杆的工作机理.     

水-力耦合条件下玄武岩声发射特征试验研究

开展玄武岩水-力耦合室内三轴试验,通过传感器接收玄武岩在破坏过程中所释放的声发射信号,基于声发射事件率、主频以及上升时间与最大振幅比值（ratio of rise time to maximum amplitude, RA）-平均频率（average frequency, AF）来研究玄武岩在水-力耦合作用下的声发射特征。水-力耦合作用下玄武岩破裂过程中的声发射事件率随着水压增大在峰后阶段表现得更为集中;声发射主频信号呈带状分布,主要集中于中频段（75～200 kHz）,水压增高对小尺度的裂纹扩展有一定的促进作用;RA-AF值说明玄武岩内部裂纹扩展过程表现如下：张拉破坏→剪切破坏为主、张拉破坏为辅的局部剪切破裂面→宏观剪切破裂面;基于声发射三维定位,发现随着水压增大岩石内部破坏程度加剧,裂纹数量增加,宏观破裂角逐渐减小。     

正常使用状态下预应力FRP加固梁裂缝宽度计算

在对无粘结预应力混凝土结构裂缝宽度的既有计算方法总结基础之上,将预应力纤维增强聚合物（fiber-reinforced polymer,简称FRP）片材对截面混凝土的压力视为截面上的可变压力,基于等效变形区长度,根据混凝土梁截面内力平衡方程,推导出正常使用状态下加固梁中受拉钢筋的应力表达式,然后即可利用普通混凝土梁在正常使用状态下裂缝宽度的表达式进行计算.对有关实验梁裂缝宽度进行分析,计算值与试验值吻合较好.     

预应力锚索钢绞线的工程等效弹性模量试验研究

预应力锚索结构广泛应用于边坡与基坑工程,其弹性模量的测定对工程安全性起着至关重要的作用.结合预应力锚索的施工工艺,探讨多束钢绞线在预应力锚索施工过程中的工程等效弹性模量.利用微机静载锚固试验系统,通过室内试验,进行了不同束数(2~6束)钢绞线应力应变关系的测定分析,结果表明:不预张拉下钢绞线的弹性模量一般低于预张拉下的弹性模量;随着钢绞线束数的增加,其弹性模量呈线性衰减规律.研究成果对预应力锚索设计及验收均有较强的理论与工程指导意义.     

FRP筋与混凝土粘结滑移试验研究

目的 探讨FRP筋混凝土试件的受力过程和破坏形式,建立FRP筋与混凝土粘结-滑移本构关系模型.方法 对84个FRP筋混凝土试件进行单端拉拔试验,分析试验结果 ,对试件荷载(粘结应力)-滑移关系曲线进行研究.结果 试验结果 表明,试件的受力过程划分为两种形式,即肋未剥离劈裂破坏和肋剥离断裂破坏.肋未剥离劈裂破坏的受力过程分为微滑移、滑移、劈裂、下降和残余阶段;肋剥离断裂破坏的受力过程分为微滑移、滑移、剥离断裂和下降阶段.结论 FRP筋混凝土试件的受力过程和破坏形式与FRP筋表面肋有重要关系;基于肋未剥离劈裂破坏的试验结果 建立的FRP筋与混凝土粘结-滑移本构关系模型能够比较真实地反映试件粘结滑移全过程实际受力特征.     

持载和冻融循环对钢筋混凝土粘结性能的影响

通过中心拉拔试验,研究了钢筋持载与冻融循环耦合作用下钢筋混凝土的粘结性能退化规律.结果表明,冻融循环低于25次时,钢筋持载和冻融耦合对非引气混凝土粘结强度和峰值滑移影响较弱;冻融循环50次时,持载30%和50%试件的极限粘结强度分别降低22.8%和48.5%.即混凝土冻融损伤存在一个阙值.当冻融损伤低于该值,钢筋持载的耦合效应不明显;反之,冻融损伤高于该值,钢筋持载和冰胀压力相互促进冻融裂缝的开展,加速钢筋混凝土粘结性能退化过程,甚至在服役过程中提前发生劈裂破坏.另外,钢筋持载和冻融循环耦合作用对引气混凝土试件的粘结性能影响不明显.     

污水沉淀池无粘结预应力技术研究与应用

环形无粘结预应力技术是近 1 0a逐步发展并加以推广应用的新技术 .结合日处理污水能力 4× 1 0 5 t的大型污水处理工程中污水初沉池和二沉池的预应力混凝土施工 ,通过三维混凝土有限元分析确定了池壁环向预应力钢绞线的张拉方法 .开展了环形无粘结预应力钢绞线孔道摩擦系数和偏差系数的现场试验研究 ,对钢绞线的张拉理论伸长值与实测值进行了对比分析 .同时对沉淀池池壁孔口预应力钢绞线的布置及钢绞线的锚固防腐等工程经验进行了分析总结 .对同类结构的理论研究和工程实践具有重要的参考价值     

预应力螺旋钢筋粘结锚固性能的试验研究

通过对54个预应力螺旋钢筋（简称PC钢棒）粘结锚固试件的拉拔试验,分析了PC钢棒的粘结锚固特点和影响粘结强度的主要因素,在统计回归的基础上给出了粘结强度的计算公式,并根据现行《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）提出PC钢棒的锚固长度计算公式．     

体外预应力混凝土简支梁的极限强度分析

在分析体外预应力钢筋与混凝土主梁变形的基础上,通过截面内力平衡方程和变形协调关系,对体外预应力混凝土梁进行了从加载到破坏的全过程分析,得到了极限状态下体外筋的极限应力和混凝土梁的极限抗弯强度。利用本文介绍的计算方法,可以考虑不同的荷载开式（包括对称荷载和不对称荷载）,不同的截面形式及不同的普通钢筋用量等因素对主梁极限状态的影响,并能得到中间过程及破坏阶段混凝土、普通钢筋、预应力钢筋的应变和应力。通过本文理论得到的计算结果得到了试验的验证。