活性粉末混凝土柱的抗震性能试验研究

活性粉末混凝土 (ReactivePowderConcrete ,简称RPC)是一种具有超高性能和超高强度的水泥基复合材料。本文首先论述了这一材料应用于结构抗震领域中的潜力 ,然后通过 4个小比例RPC矩形截面柱的拟静力试验 ,研究了RPC配筋柱的延性性能、滞回曲线及其破坏机理 ,分析了配箍率对RPC配筋柱延性的影响。     

活性粉末混凝土(RPC)槽形梁模型破坏试验研究

活性粉末混凝土 (RPC)具有高强、高耐久性以及高延展性等特点 ,因此 ,RPC在桥梁中有很好的应用前景。但是当前对RPC桥梁的设计研究很少 ,笔者根据自行研制的RPC ,设计了预应力拼装结构的槽形梁模型 ;并进行了RPC槽形梁模型的破坏试验研究 ,以验证槽形梁模型的承载力及发现设计上存在的问题。通过对模型拼装、预应力张拉及模型加载的试验现象的介绍和对试验结果的分析可知 ,破坏时主梁底部的拉应力远没有达到RPC的抗拉极限强度 ,而主梁腹板和下翼缘连接处的局部承载力不足才是主梁破坏的真正原因。最后 ,在总结裂缝发展和模型破坏的原因的基础上 ,对进一步的模型设计提出了修改意见。     

活性粉末混凝土(RPC)的断裂力学性能

在试验及观察的基础上,对活性粉末混凝土的断裂过程进行定性分析,给出活性粉末混凝土的裂纹发展原理及钢纤维的增韧机理,并分析其不同于普通混凝土的两个基本断裂特征。介绍了利用缺口梁三点弯曲试验确定混凝土拉伸软化本构方程的方法。基于Hillerborg模型,提出活性粉末混凝土的拉伸软化模型,根据三点弯曲断裂试验结果,确定出活性粉末混凝土的双线性拉伸软化曲线中的具体参数。据该软化曲线公式,计算出的活性粉末混凝土断裂能同试验得出的值相比,误差仅为0.9%。笔者得出的双线性软化曲线能较精确地反映活性粉末混凝土材料的断裂特性,可为今后进行RPC裂缝的分析和预测提供定量计算的依据,对于研究活性粉末混凝土的断裂能、尺寸效应等问题也很具意义。     

活性粉末混凝土(RPC)箱梁剪力滞效应有限元分析

笔者对为青藏线设计的 32m铁路预应力活性粉末混凝土单箱单室箱梁进行了有限元分析 ,对其剪力滞分布规律进行了研究 ,并且分析了不同工况对梁剪力滞效应的影响。分析结果表明预应力活性粉末混凝土箱梁具有一定的剪力滞效应 ,剪力滞系数在 1.0～ 1.1之间。笔者得到的结果可以为今后活性粉末混凝土梁的设计提供参考 ,这对于加速箱梁剪力滞理论的深入研究 ,为大跨、新型桥梁结构的性能评价提供正确的分析有一定的参考价值。     

RPC200人行道板抗弯承载力试验研究

笔者对铁路桥梁用空心无配筋活性粉末混凝土人行道板进行了抗弯试验研究 ,探讨了其受力变形性能。分析表明 :活性粉末混凝土人行道板的安全系数均大于 2 ,满足承载能力要求 ;位移延性系数均大于 3.5 ,具有良好的延性性能 ,破坏形式属于延性破坏。该类人行道板的成果已通过铁道部专家的鉴定 ,拟用于青藏铁路桥梁实际工程中。     

改性橡胶隔震支座抗拉性能试验研究

由于隔震支座的抗拉性能较低,当竖向拉伸变形较大时会对隔震支座性能造成不利影响。为解决支座抗拉问题,从改进隔震支座橡胶配方的角度,研发了1种新型改性橡胶支座。为测定隔震支座的抗拉性能,考虑了拉应力与拉应变2个方面,提出了1种隔震支座设计拉应力取值的参考方法,对该新型改性橡胶隔震支座进行了拉伸性能试验,结合拉应力取值的参考方法与试验结果得出了该种隔震支座的拉应力设计值为1.855 MPa,改性橡胶隔震支座的抗拉性能相较于普通橡胶隔震支座有所提高,为今后的相关隔震支座抗拉研究提供了参考。     

硅粉对低强度再生混凝土抗压强度影响试验研究

再生混凝土材料是对以往建筑材料使用过程中剩余废料和材料的再利用,具有良好的力学特性,为社会资源的可持续发展与循环利用提供良好的条件。为研究外掺硅粉对低强度再生混凝土抗压强度的影响规律,以硅粉掺量为控制参数,对不同掺量硅粉的再生混凝土进行了无侧限抗压强度试验。试验结果表明：硅粉可以显著改善再生混凝土的力学性能,随硅粉掺量的增加,再生混凝土的抗压强度呈现出递增的趋势。硅粉填充了混凝土内部较大孔隙,引起其孔隙率降低,改善了混凝土的密实度,宏观表现为抗压强度随硅粉掺量的增加而增大。     

大断面盾构隧道混凝土构件的耐火试验研究

研究了大断面盾构隧道混凝土构件在火灾条件下的温度变化规律.根据汕头市苏埃通道工程的实际结构,通过立式火灾试验炉及卧式火灾试验炉,对盾构隧道的管片接缝、衬砌牛腿及排烟道顶隔板进行了耐火试验.试验中采用RABT升温曲线,测量了盾构隧道不同混凝土构件在耐火试验中的温度-时间分布曲线.结果表明:管片接缝的温度随管片缝隙宽度减小而降低,管片缝隙宽度越小,在火灾中受到的影响越小;在衬砌牛腿耐火试验中,衬砌牛腿植筋处的温度较低,而靠近火源的混凝土表面的测点温度较高,受火面的混凝土出现了局部损伤,需对牛腿结构受火面进行防火保护;在顶隔板耐火试验中,顶隔板内部温度沿厚度方向呈非均匀分布,靠近受火面的温度高,上部区域温度与中部区域温度相差不大,受火面侧已经有部分厚度的混凝土受到局部的损伤.研究结果可为盾构隧道结构设计优化和其他类似工程提供参考.     

预应力混凝土连续小箱梁桥荷载试验研究

为评估鄂钢东西区连接公路桥在正常运营状态下的承载能力和安全性,选取该桥第一、三联的预应力混凝土连续小箱梁进行静、动荷载试验。在静荷载下测试最不利断面的应力和挠度,通过动荷载试验来测试该桥的自振频率、振幅和冲击系数,并与理论值进行对比。结果表明：主梁测试桥面的挠度校验系数和断面的应力校验系数的理论值大于实测值,其最大相对残余变形和残余应变率均不超过20%;第一、三联一阶竖向振动频率实测值分别为3.20、3.55 Hz,实测值均大于计算值,结构整体刚度满足要求;第一、三联实测桥梁冲击系数分别在0.12～0.16和0.15～0.18,桥梁在冲击荷载作用下能正常运营。在正常运营状态下,桥梁结构的整体刚度满足设计要求,且处于弹性工作状况,该桥的自振频率和冲击系数均在合理范围内,表明鄂钢东西区连接公路桥整体承载能力满足公路I级荷载要求。     

尾矿砂绿色混凝土梁受剪性能试验研究

利用不同尾矿砂取代率的混凝土梁斜截面受剪性能进行试验研究,结果表明:尾矿砂绿色混凝土梁与普通混凝土梁的受力破坏形态相似,在相同荷载下,尾矿砂绿色混凝土梁的箍筋应变大于普通混凝土梁,跨中挠度随着剪跨比的增大而增大;从开裂荷载来看,40%替代率的尾矿砂绿色混凝土梁抗裂性能最好,极限承载能力最高。并根据试验结果建立了较为合理的尾矿砂绿色混凝土梁斜截面受剪承载力计算公式。     

摩托车防盗器遥控引燃黑火药的实验研究

根据2013型铁将军牌摩托车防盗器工作原理,分析了连接左转向灯、起动继电器及电门锁的5条导线遥控引燃黑火药的方式.利用GOS-620型示波器,测得防盗器在设防、寻车、起动、振动1次、连续振动、解锁时这5根导线两两之间的电压.从60种组合中筛选出10种可能引燃黑火药的方式.通过引燃实验,验证了这10种引燃方式.以左转向灯...     

碾压混凝土层面抗剪强度的细观数值研究

碾压混凝土 (RCC)层面抗剪强度关系到碾压混凝土坝的安全。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构 ,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件的细观损伤断裂和抗剪强度 ,将所得数值结果与混凝土重力坝设计规范参考值比较 ,结果较为吻合。同时对直剪试验尺寸效应进行研究 ,并给出提高层面抗剪能力的措施。     

超细三七粉最小引燃温度实验研究

为研究三七粉着火燃烧的参数,用粉尘云引燃温度装置和粉尘层引燃温度装置,对三七粉的最小引燃温度(MIT)进行实验研究。分别研究喷吹压力、质量浓度、粉尘层厚度对MIT的影响。结果表明:三七粉尘云的质量在0.2 g时最小引燃温度随着喷尘压力的增加先减小再增大,在0.3 g到0.6 g时最小引燃温度随着喷尘压力的增加而增大;在压力20 kPa、30 kPa时随着质量浓度的增大,粉尘云引燃温度先减小后增大,在40 kPa到60 kPa时,随着质量浓度的增大,粉尘云引燃温度增大;粉尘云最小引燃温度高于粉尘层最小引燃温度;三七粉尘云的最小引燃温度399℃,粉尘层最小引燃温度240℃。     

镧改性ZnO-TiO_2光催化氧化活性染料的实验研究

采用溶胶-凝胶法制备掺杂Zn O的Ti O2复合半导体,用X射线衍射和电镜扫描对晶体结构进行表征,最优的锌掺杂量、镧掺杂量、煅烧温度分别为3%,0.3%,500℃。以活性染料配水作为目标降解物,考察了对6种不同活性染料的光催化氧化效果。0.3%镧改性Zn O-Ti O2对活性艳蓝X-BR的色度去除率可以达到97.3%,得到最佳脱色率的条件是使用紫外光作为光源,光照时间2 h,初始质量浓度100 mg/L,p H值控制在1左右,氯离子浓度控制在1 mol/L。     

纳米粉体抑制矿井瓦斯爆炸的实验研究

针对目前粉体抑爆剂抑制矿井瓦斯爆炸的局限性,采用自主改进的20 L近球型瓦斯抑爆实验系统进行纳米粉体的抑爆实验。其结果表明:同微米级粉体相比,纳米粉体的抑爆效果更好,甲烷最大爆炸压力、压力上升平均速率分别下降了70.5%和90%以上,爆炸压力峰值时间延长了3倍多;依据纳米粉体表面效应理论,从对爆炸过程中自由基的抑制作用分析了纳米粉体特殊的阻燃抑爆作用,并对纳米粉体及相关技术抑爆进行了展望。     

冻融影响下不同岩性岩石物理力学特性试验研究*

为探究冻融循环影响下不同岩性岩石的物理力学性质的差异化响应,对青砂岩、灰砂岩2种砂岩,白色大理岩、麻粒岩2种变质岩开展冻融循环试验和相关力学试验。研究结果表明:在冻融循环过程中,2种砂岩的质量变化幅度明显高于2种变质岩。相较于青砂岩与麻粒岩,大理岩的单轴压缩强度及弹性模量劣化速率最快。冻融前后青砂岩、大理岩的单轴压缩破坏模式发生明显变化。灰砂岩抗拉强度劣化速率显著低于青砂岩。基于单轴抗压强度、抗拉强度的脆性指数表明冻融作用提高青砂岩的脆性。研究结果可为冻融影响下工程岩体的稳定性与安全性评价提供参考。     

基于细观层次的混凝土断裂过程及破坏机理的数值分析

笔者利用蒙特卡罗方法随机生成混凝土的骨料分布,以模拟混凝土的细观结构;利用非线性有限元方法从细观层次上对混凝土试件的断裂过程进行数值分析,采用3种不同骨料分布的混凝土试件分别研究了混凝土试件在单轴受拉和单轴受压时的破坏机理。研究结果表明:混凝土的断裂主要发生在骨料与砂浆的粘结面上;试件在单轴受拉时的裂纹沿垂直于最大拉应力的方向扩展;而试件在单轴受压时的裂纹沿平行于最大压应力的方向扩展;数值研究还发现:裂缝的扩展方式不是直线和连续的,而是弯曲的,还出现裂纹交错分叉以及所谓的裂缝面桥现象。