典型钢管混凝土构件的有限元分析

为了能从总体上把握钢管混凝土构件的受力特性,本文选取典型钢管混凝土构件-圆钢管混凝土构件作为研究对象,建立构件的有限元分析模型.通过有限元分析软件ANSYS10.0对其进行数值分析,研究该典型钢管混凝土构件的受力机理、应力分布情况和破坏形态.并与理论计算结果进行对比,验证了钢管混凝土的基本承载力计算公式.     

喷射混凝土黏结特性研究进展

喷射混凝土支护是目前地下工程中应用广泛的一种支护方式.综述了近些年来喷射混凝土与受喷层(岩石或老混凝土)交界面黏结特性的研究情况,讨论了喷射混凝土发生破坏的类型、试验方法以及影响因素.在综合分析相关文献的基础上,获得如下认识:(1)喷射混凝土发生的破坏主要表现为交界面的黏结破坏.但当岩石强度较低时,破坏有可能发生在岩石中.(2)岩石的矿物组成、喷射混凝土的配合比、受喷层表面情况和爆破振动都是影响喷射混凝土黏结强度的重要因素.调查发现,喷射混凝土的黏结强度受岩石类型、矿物组成与岩石结构的影响比表面粗糙度的影响更大;而良好的砂石级配、水灰比可提高黏结强度;同时,喷射混凝土前的高压水清洗可提高岩石与喷射混凝土的黏结效果.但由于喷射混凝土力学的复杂性,目前还存在一些问题,例如喷射混凝土受喷面的粗糙度的影响,喷射混凝土之前用水先预湿是否合理有效,黏结强度随龄期的变化情况以及组合支护方式的相互作用等都还有待进一步研究.     

基于韧性指数的玄武岩纤维沥青混凝土抗裂性分析

为研究不同掺量下玄武岩纤维对AC-13和AC-20两种沥青混凝土的影响,选用掺量分别为0%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的玄武岩纤维.在MTS试验机上对马歇尔试件进行间接拉伸试验,采用韧性指数指标来分析玄武岩纤维对沥青混凝土的影响规律.试验结果表明:掺入不同掺量的玄武岩纤维均可以提高AC-13、AC-20沥青混凝土的裂前裂后变形能力、韧性指数、破坏荷载以及最大荷载对应的水平变形量,且纤维掺量为0.4%时韧性指数达到最大,增韧效果明显,具有良好的低温抗裂性能.     

码头面层纤维混凝土抗冲击性能的试验研究与评价

在C30素水泥混凝土中分别添加杜拉纤维、尼龙纤维、钢纤维配制纤维混凝土,标准养护28 d后进行抗弯曲冲击试验研究.以初裂次数、终裂次数、冲击韧性评价混凝土抗冲击性能的优劣.试验结果表明:在设定的落锤抗弯曲冲击试验方法基础上添加钢纤维混凝土、杜拉纤维混凝土、尼龙纤维混凝土,其冲击韧性分别是素混凝土冲击韧性的15.1倍、3.4倍、2.7倍.素混凝土冲击破坏突出表现为脆性断裂破坏,纤维混凝土冲击破坏表现为韧性断裂破坏.3种纤维混凝土的抗冲击性能均较素混凝土有较大的提高,其中钢纤维混凝土的抗冲击性能最强,其次是杜拉纤维混凝土.     

表面完整性对18CrNiMo7-6合金钢机械性能的影响

关键构件机械性能的影响因素有很多,如表面形貌、表面应力集中以及表面残余应力状态等。对18CrNiMo7-6合金钢同一工艺下的拉伸试样表面形貌和残余应力进行了测量,得到试样表面应力集中系数。通过拉伸试验,研究了表面形貌、应力集中系数和残余应力对18CrNiMo7-6合金钢拉伸试样机械性能的影响。试验结果表明:随着表面粗糙度、表面应力集中系数的增大,试样的屈服强度和抗拉强度降低;残余拉应力对试样的屈服强度影响不大。通过有限元ANSYS软件仿真分析,得到了拉伸试样的应力-应变曲线,仿真结果表明:残余应力并不影响材料的拉伸应力-应变曲线和机械性能。     

钢纤维混凝土基本性能试验研究

通过对30个立方体试块抗压强度试验,分析了钢纤维对普通混凝土的增强作用;通过对30个小梁试件三分点加载抗折试验,研究了体积率对钢纤维混凝土(SFRC)荷载-挠度关系及荷载-极限应变关系的影响.在脆性基体中掺入钢纤维,有效地提高了复合材料承受荷载时阻止裂缝引发与扩展的能力,达到对混凝土的增强效果,尤其是对于抗折强度的增强作用,使混凝土的破坏形式由脆性破坏变为塑性破坏.     

钢纤维混凝土配合比设计及抗压性能研究

利用绝对体积法确定了钢纤维混凝土的配合比,通过对不同钢纤维体积率的立方体试块进行抗压强度试验,分析了钢纤维对普通混凝土的增强作用．结果表明：抗压强度随体积率增大而增大,钢纤维的掺入,有效阻止了在荷载作用下复合材料裂缝的引发与扩展,减小了裂缝宽度,使混凝土的破坏形式由脆性破坏变为塑性破坏．     

结构节点加固受力性能研究

通过节点模型和数值模拟实验,研究了碳纤维加固梁柱边节点的受力性能.经过对加固前后的节点构件进行加载实验,得到了加固前后梁表面应变和节点区的最大剪应力数据,对比分析表明,碳纤维对混凝土具有约束作用,可以减小梁端的变形.同时建立了三组钢筋混凝土有限元模型,计算结果显示,梁柱节点的尺寸、配筋率、轴压比都是影响节点受力的因素,粘贴于混凝土表面的碳纤维可有效地参与混凝土共同受力,并且承担了大部分的荷载,降低了混凝土的应力水平,节点区粘贴碳纤维片材可提高结构的承载能力.     

基于离散元法的混凝土三轴压缩破坏试验数值模拟

混凝土是一种非均质的多相复合材料，其破坏过程具有非常复杂的应力应变关系。利用离散元软件PFC3D，模拟混凝土试件三轴压缩破坏试验，分析了摩擦系数、孔隙率、平行粘结半径、平行粘结刚度、平行粘结强度等细观参数对混凝土试件峰值强度的影响，并对混凝土试件的破坏形式进行分析。     

钢-混凝土复合桩轴压试验及力学性能分析

为提高钢管桩在浅覆盖层区的承载能力,采用钢管桩钻芯内嵌工字钢的桩基锚固措施,以广东清西大桥临时钢栈桥为工程背景,设计并进行钢-混凝土复合桩模型试验,分析了外钢管应变、内嵌工字钢的轴力与侧摩阻力、复合桩的轴心受压性能与承载机理,提出了复合桩承载力计算公式。试验结果表明:在轴压荷载作用下,钢管、核心混凝土与内嵌工字钢三者协同受力,荷载传递性能良好,提高了复合桩的承载能力;内嵌工字钢在钢混段与嵌固段交界处出现轴力集中现象;破坏特征为内嵌工字钢屈服后钢管表面发生外鼓变形破坏,钢管与核心混凝土出现相对滑移并分离。选取更高规格工字钢或增加工字钢的嵌入根数,有利于提高复合桩的承载力,承载力公式计算结果与试验结果吻合较好。