无损检测技术在钢纤维混凝土工程中的应用

结合厦门至昆明国家重点公路干线的建设,通过对一批不同龄期的C40钢纤维混凝土试件进行超声波检测及抗压强度的试验研究,对试验结果进行回归分析,建立了不同龄期钢纤维混凝土超声波声速与抗压强度之间的关系曲线。结果表明:超声波检测方法用于钢纤维混凝土无损检测是可行和适用的。     

不同加载率作用下双材料巴西圆盘动态抗拉强度试验研究

水泥砂浆广泛应用于岩石工程中,如巷道锚喷支护及山体滑坡注浆加固等,由于温度变化,岩石与砂浆之间的过渡区容易形成微裂隙薄弱区,同时地下岩体结构又常常承受着动载荷的作用,如爆破、冲击及地震等,因此研究岩石与水泥砂浆界面过渡区(interface transition zone,ITZ)的强度及其破坏特征具有重要的意义。为此提出了岩石–砂浆双材料巴西圆盘构型,采用分离式霍普金森压杆系统对两种界面粗糙度(光滑和粗糙)的双材料巴西圆盘进行了冲击实验;同时,为了比较单一材料与双材料破坏性能的差异,还制备了单一花岗岩、砂岩和砂浆的巴西圆盘试样。为了克服双材料巴西圆盘的应力分布不均匀的问题,使用实验–数值法确定了其中心抗拉强度。并且,采用Python语言建立了两种试件批量嵌入cohesive单元的数值模型模拟双材料试件ITZ的失效过程。结果表明:(1)当动态加载率相同的条件下,双材料界面粗糙度对试件的应变率影响不大,但对试件抗拉强度影响较大;(2)相比于花岗岩–砂浆试件,界面粗糙度对砂岩–砂浆试件动态初始抗拉强度影响更大;(3)基于数值模型得出圆盘模型中心处存在切应力τ_xy,但拉...     

侧向冲击后钢管混凝土柱剩余轴压承载力研究

为研究钢管混凝土柱受侧向冲击后的剩余承载力,进行了冲击后钢管混凝土柱的轴压试验,运用ABAQUS有限元软件对冲击后钢管混凝土柱轴压试验进行了数值模拟,并验证了有限元模型的合理性。分析轴压过程中典型钢管混凝土柱的受力性能,研究混凝土强度等级、冲击质量、冲击高度、钢管强度等级、冲击位置、边界条件和长径比对受冲击后钢管混凝土柱剩余承载力的影响。结果表明：混凝土强度等级对剩余承载力影响较小,当从C50增大C65时,剩余承载力仅提高了1.44%;当冲击质量从330 kg增大到630 kg时,剩余承载力减小了10.64%;冲击高度由4 m增大到7 m时,剩余承载力减小了10.15%;采用Q420钢材的钢管混凝土柱的剩余承载力比采用Q235钢材的钢管混凝土柱的相应值提高了39.54%;冲击位置越靠近跨中,剩余承载力越小;随着边界条件的自由度增加,剩余承载力减小。给出了冲击后钢管混凝土柱的剩余承载力公式。     

新建本科土木类高校结构实验室中长期建设探析——以福建省土木工程新技术与信息化重点实验室建设为例

从实验室本科教学建设与学科建设规划两个不同方面,详细梳理福建省土木工程新技术与信息化重点实验室从无到有,从有到有一定特色、显示度、影响力的区域知名重点实验室的建设过程。从建成后实验室的影响力,以及依托实验室的专业建设成效来看,以一盘棋的思想,通盘考虑学科的短期与中长期发展规划,完全正确,达到了预期建设目标。     

落锤冲击试验测试系统的研发

以撞击荷载作用下结构的动态响应为背景,研制了一种适用于教学与科研试验的落锤冲击试验测试系统,从设备的建设方案、场地选址、基础施工、上下部结构连接、控制测试系统、以及其他主要组成部件等方面详细介绍了该设备的研制过程。应用实践表明,该试验系统不仅实现了使用上的多功能,而且达到了服务专业学科的多样化,在科研及实验教学中具有一定的示范应用推广价值。     

冲击作用下带肋焊接工字钢梁动力响应和损伤研究

为研究冲击作用下焊接工字钢梁的动力响应和损伤,采用有限元软件Abaqus对不带肋和带肋三种构造形式的焊接工字钢梁在冲击荷载作用下的动力响应进行了数值模拟分析。通过与落锤试验结果对比,验证有限元模型的合理性。建立27个模型对冲击荷载作用下焊接工字钢梁的动力响应和损伤进行研究,分析了冲击质量、冲击速度、构造形式对焊接工字钢梁动力响应的影响,并分析其加速度响应和损伤程度。研究结果表明：随冲击速度增加,同一构造形式的钢梁其冲击力峰值和跨中残余位移增大;冲击质量对钢梁的峰值冲击力影响不大,但对其跨中位移影响明显;对于不同带肋间距的钢梁,其侧向位移和跨中残余位移随加劲肋间距的减小而明显减小;带肋钢梁的侧向位移比无肋钢梁小;带肋钢梁比无肋钢梁更有利于减小其跨中加速度,从而减小惯性力;基于最大位移评估指标建立以冲击质量、冲击速度为主控影响参数的损伤等级评估曲线,根据冲击质量、速度的组合点所在损伤等级评估曲线的位置,可快速判定冲击后焊接工字钢梁的损伤等级。     

玻璃纤维加固砖柱试验

进行了42个（14组）玻璃纤维（GFRP）片材全长包裹砖砌体柱和9个（3组）对比砖柱的轴压试验,探讨了GFRP片材黏贴层数、试件截面尺寸、砂浆强度及倒角半径等参数对加固效果的影响;在考虑截面有效约束区和非有效约束区的基础上,重点分析了截面尺寸对加固效果的影响。试验结果表明：由于GFRP片材的约束作用,延缓了砖柱初始裂缝的出现,加固后试件的极限强度与黏贴层数呈线性关系,采用GFRP片材包裹加固砖柱能明显提高轴压极限强度与峰值应变。     

混凝土房屋建筑工程裂缝控制与治理技术

通过对混凝土建筑物两类裂缝的简要分析,分别介绍了两类裂缝的控制方法与治理措施,在对混凝土裂缝修补加固方法进行系统阐述的基础上,重点介绍近年来采用的一种新型混凝土工程加固方法--粘贴纤维增强复合材料加固法,为实际工程中裂缝的控制与治理提供了系统的参考.     

大型特种仪器在土木工程本科教学中的应用

利用自主研发的落锤冲击试验系统测量蜂窝梁在冲击荷载作用下的动态力学性能,结合研究生科研试验,开设自主探究性科研实验教学项目,让学生了解蜂窝梁动态力学性能与静态力学性能的区别,以及在冲击荷载作用下弹性响应与塑性响应的差异性。在实际操作使用仪器设备开展试验的过程中,加深了学生对结构力学中抽象理论的理解,提高了学生理论联系实际的能力。将结构力学中的抽象理论实物化,使课堂教学内容更加丰富,锻炼了学生的实践动手能力及科研素养,激发了学生对更深层次知识的探索精神。     

圆钢管再生镍铁渣混凝土柱冲击性能试验

为研究掺镍铁渣钢管再生混凝土柱抗冲击性能,以粗骨料替代率、轴压比、落锤质量及冲击能量为变化参数,设计并制作了11根圆钢管再生混凝土柱。通过落锤冲击试验,得到了试件的破坏形态、位移时程曲线及冲击力时程曲线,研究了轴压比、粗骨料取代率、冲击能量和落锤质量对钢管再生混凝土柱侧向冲击性能的影响。结果表明：钢管再生混凝土柱抗冲击性能良好,能量吸收率基本恒定在67%左右;与取代率为0%相比,再生粗骨料取代率为30%时,试件跨中挠度平均降低8.9%;再生粗骨料取代率为70%时,试件跨中挠度平均降低11.4%;随着冲击能量的增加,试件跨中残余位移显著增大;轴压比在0～0.4以内,轴向力对钢管再生混凝土抗冲击性能有提高作用;落锤质量由330 kg增加至430 kg,冲击持续时间增加16%;套箍系数增大,跨中挠度减小。