光弹贴片法研究混凝土裂缝扩展过程及双K断裂参数的尺寸效应

本文采用最大尺寸为1200mm×1200mm×200mm的楔入劈拉试件，利用光弹贴片法对混凝土预制缝的起裂、稳定扩展直至失稳破坏全过程进行了系统的研究。采用照相机及数码摄像机拍摄了光弹贴片所显示的裂缝扩展全过程，获得了各级荷载下各试件裂缝的亚临界扩展量。在此基础上，根据试验测得的起裂荷载Pini及最大荷载Pmax计算了混凝土起裂断裂韧度KICini及失稳断裂韧度KICun。结果表明，混凝土KICini与试件高度无关，而当试件高度大于600mm时，所测得的KICun也与试件高度无关，这说明混凝土双K断裂参数(KICini及KICun)可以作为混凝土的材料参数。     

碾压混凝土拱坝的发展与展望

近年来碾压混凝土拱坝在水利工程中得到了广泛应用,相应的规模也越来越大.首先简述了国内外碾压混凝土拱坝的发展概况;并以实际工程为背景,根据碾压混凝土材料、坝体分缝、坝体抗裂防渗以及施工技术等几个方面的工程实践经验,对碾压混凝土拱坝筑坝技术的最新进展进行了归纳和总结;最后从碾压混凝土材料、施工技术、拱坝的发展方向和仿真计算分析等方面探讨了碾压混凝土拱坝今后的发展趋势.通过对碾压混凝土拱坝设计、施工技术成熟经验的总结,将对碾压混凝土拱坝的建设具有指导和推动作用.     

碾压混凝土拱坝诱导缝开裂试验研究

通过多组由深埋椭圆裂缝、深埋矩形裂缝和穿透裂缝3种型式形成不同削弱度的碾压混凝土试件轴拉试验，研究了试件的应力强度因子，分析了不同裂缝的应力强度因子计算公式。由于试件的断裂韧度与裂缝形式无关，假设深埋矩形预留缝试件的应力强度因子可以由深埋椭圆预留缝或穿透预留缝试件的应力强度因子通过修正求得，建立了矩形预留缝试件应力强度因子的近似解析表达式。考虑了尺寸效应后，求得碾压混凝土材料的断裂韧度。根据碾压混凝土拱坝诱导缝的构造特点，并考虑了相邻缝的影响计算出诱导缝开裂的等效强度。这一结果应用于沙牌碾压混凝土拱坝开裂计算的三维非线性应力场仿真计算中。     

碾压混凝土拱坝等效本构模型研究

由于施工方式的影响，碾压混凝土坝在碾压层间出现结合面夹层，夹层的存在对其力学性能有较大的影响，夹层强度、刚度较低，形成结构破坏控制面。为计算层状结构体的应力应变分布，根据能量等效原理，把层状结构体转换为横观各向同性体，建立了一个连续等效模型，根据等效模型的计算结果进一步计算本体和夹层之间的应力、应变，使得计算工作量大大减少。连续等效模型与单元尺寸、夹层的数量无关，便于根据实际情况对坝体进行灵活的有限元网格剖分，通用性强，而且该模型能够计算夹层开裂后的情况，可用于坝体非线性损伤开裂分析。     

全级配混凝土I型裂缝扩展全过程数值模拟

该文将起裂断裂韧度作为裂缝扩展的判定依据,应用ANSYS软件,对全级配混凝土I型裂缝扩展过程进行数值模拟,分别计算了混凝土楔入劈拉试件的荷载-裂缝口张开位移曲线、临界裂缝长度和双K 断裂韧度,并与溪洛渡大坝的断裂试验结果进行比较,吻合良好。同时,结合试验数据,将该文计算结果与《水工混凝土断裂试验规程》规定的标准尺寸试件断裂参数计算结果进行对比。结果表明:规程规定的方法也适用于大尺寸非标准试件双K 断裂参数的计算,其误差率在5%以内。此外,对于全级配混凝土,只要通过试验测得其弹性模量、抗拉强度、抗压强度和起裂荷载,即可用该文提出的方法计算混凝土的双K 断裂韧度和裂缝扩展全过程。应用该方法还可以得到全级配混凝土的K_R阻力曲线。     

特高拱坝真实断裂参数研究的必要性与可行途径

本文以溪洛渡特高拱坝为例,阐述现场浇筑全级配水工混凝土,进而确定特高拱坝真实断裂参数的方法与流程。分析特高拱坝混凝土真实断裂参数研究的必要性与可行性;建议现场浇筑成型试件与试验研究的有效途径。基于所提方法,在溪洛渡特高拱坝的施工现场浇筑成型楔入劈拉试件,并进行断裂性能的相关测试。本文研究结果表明:采用在施工现场浇筑成型全级配水工混凝土试件,并进行断裂试验,可更为准确地确定特高拱坝的真实断裂参数。     

基于裂缝扩展准则的混凝土重力坝裂缝扩展全过程数值分析

将裂缝扩展准则应用于混凝土重力坝裂缝扩展全过程分析,结合虚拟裂缝模型计算了经典混凝土重力坝模型的断裂特性,并与其他数值方法进行了对比.结果表明:利用该数值方法得到的混凝土重力坝模型的外荷载-裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展路径与试验结果均吻合良好;当给定了混凝土材料的起裂断裂韧度、断裂能、抗拉强度等参数后,即可采用该数值方法对混凝土重力坝裂缝扩展全过程进行分析.     

限制收缩椭圆环约束度理论研究与试验设计

为了定量研究椭圆环试验约束度,采用数值分析方法,通过对混凝土施加虚拟温度场来模拟其收缩作用,计算了椭圆环试件中混凝土在自由收缩和限制收缩条件下的位移,分析了混凝土壁厚、钢环厚度和混凝土弹性模量对椭圆环试验约束度的影响,并拟合得到椭圆环试验约束度计算表达式.通过对比椭圆环混凝土的开裂时间后发现,预测结果与试验结果吻合良好,验证了所提出的数值分析方法的可行性.最后针对不同约束度条件下的早龄期混凝土,进行了约束圆环和椭圆环试验设计.     

试件初始缝长对混凝民裂参数的影响

本文采用尺寸为 40 0mm× 40 0mm× 2 0 0mm ,初始缝高比分别为 0 2、 0 4、 0 5、 0 6的楔入劈拉试件 ,应用线性渐近叠加原理 ,利用试验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc 计算了混凝土裂缝的亚临界扩展量Δac,在此基础上利用虚拟裂缝模型并结合线弹性断裂理论 ,采用不同的闭合力方程计算了混凝土起裂断裂韧度KiniIc、失稳断裂韧度KunIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc.结果表明 ,采用不同闭合力方程所计算的混凝土KiniIc值有所差异 ,但当试件缝高比大于或等于 0 4时KiniIc及CTODc 均与试件初始缝高比无关 ,而KunIc值则与初始缝高比无关 ,这表明双K断裂参数及CTODc 可以作为描述混凝土裂缝起裂、稳定扩展及失稳破坏全过程的材料常数 .     

复合相变调湿材料的制备与热湿性能

制备一种兼具调热调湿功能的新型复合相变调湿材料(CMPCM),该材料由相变微胶囊(MPCM)与多孔调湿材料合成。作为被动式节能材料,能够有效平抑室内温湿度波动和降低建筑能耗。其中,相变微胶囊由癸酸和十八烷酸的混合物为芯材、二氧化硅为壁材通过溶胶凝胶法合成,多孔调湿材料为硅藻土。通过扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA),正杯蒸发法和等温吸放湿法分析表征了复合相变调湿材料的组成结构、热性能、热稳定性以及传湿系数和湿缓冲值。DSC和TGA结果显示,复合相变调湿材料比普通相变材料有更小的过冷度和更好的热稳定性。传湿特性实验显示,该新材料比单纯的多孔调湿材料有更大的传湿系数和湿缓冲值。