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為了正確評(píng)價(jià)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)約束效應(yīng)對(duì)鋼筋混凝土(RC)空心墩柱受力性能的影響,首先采用有限元數(shù)值模擬方法,對(duì)FRP類(lèi)型、厚度、幅寬和間距參數(shù)影響下約束RC矩形空心柱的軸壓荷載、約束混凝土壓應(yīng)變、箍筋和FRP拉應(yīng)變的變化規(guī)律進(jìn)行研究?;谀M結(jié)果,提出一種考慮FRP布環(huán)箍和箍筋共同約束效應(yīng)的側(cè)向約束壓力計(jì)算公式,進(jìn)而建立FRP約束混凝土壓應(yīng)力-應(yīng)變模型。進(jìn)一步應(yīng)用提出的FRP約束混凝土模型評(píng)價(jià)FRP加固矩形空心橋墩的受力性能,并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,兩者吻合較好。采用不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土試件,通過(guò)快速凍融試驗(yàn)方法,對(duì)經(jīng)過(guò)凍融損傷的混凝土單軸受拉性能和劈拉性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,分析了凍融次數(shù)、混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)混凝土受拉性能的影響,建立了凍融后混凝土受拉峰值應(yīng)力與劈拉強(qiáng)度的關(guān)系.結(jié)果表明,隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,混凝土的受拉力學(xué)性能和變形性能均呈明顯的下降趨勢(shì);隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高,各性能指標(biāo)隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加,下降趨于緩慢.為了研究隧道支護(hù)層鋼纖維噴射混凝土在早齡期的力學(xué)性能,參照歐洲噴射混凝土標(biāo)準(zhǔn)(EFNARC),對(duì)不同摻量的鋼纖維噴射混凝土方板進(jìn)行試驗(yàn)研究,并與傳統(tǒng)鋼筋掛網(wǎng)噴射混凝土方板進(jìn)行了對(duì)比.通過(guò)對(duì)10,30,48h齡期鋼纖維噴射混凝土方板的荷載-位移曲線(xiàn)及能量吸收能力的比較,分析了不同鋼纖維摻量噴射混凝土方板與鋼筋掛網(wǎng)噴射混凝土方板的彎曲性能.結(jié)果表明:鋼纖維可以顯著提高早齡期混凝土的抗沖切能力;當(dāng)鋼纖維摻量超過(guò)20kg/m~3時(shí),鋼纖維噴射混凝土方板由脆性沖切破壞變?yōu)閺澢茐?
通過(guò)三點(diǎn)彎曲法測(cè)試了聚乙烯醇(PVA)改性水泥砂漿的斷裂性能,采用雙K斷裂模型分析了PVA摻量對(duì)改性水泥砂漿斷裂參數(shù)的影響.結(jié)果表明:PVA改性水泥砂漿的裂縫口張開(kāi)位移和裂縫張開(kāi)位移均隨PVA摻量的增加而增大;當(dāng)PVA摻量為1.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),改性水泥砂漿具有失穩(wěn)斷裂韌度和起裂斷裂韌度,較普通水泥砂漿分別提高38.31%和40.82%;PVA改性水泥砂漿的各項(xiàng)斷裂參數(shù)均與PVA摻量呈二次拋物曲線(xiàn)變化規(guī)律.采用CIVA仿真模擬軟件,模擬不同檢測(cè)電壓、檢測(cè)電流和焦點(diǎn)尺寸下碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料制品內(nèi)部分層缺陷的X射線(xiàn)成像檢測(cè)結(jié)果,得到射線(xiàn)源工藝參數(shù);將射線(xiàn)源工藝參數(shù)應(yīng)用于X射線(xiàn)錐束CT成像仿真模擬,與含分層缺陷的碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料制品的X射線(xiàn)錐束CT成像檢測(cè)結(jié)果相比,仿真結(jié)果與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果相吻合;同時(shí),通過(guò)實(shí)際碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料制品的X射線(xiàn)錐束CT成像檢測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了該射線(xiàn)源工藝參數(shù)的可行性和可靠性。為測(cè)得FRP-混凝土界面黏結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系的下降段,改進(jìn)了前期提出的雙拉試件,設(shè)計(jì)了水平加載方案.利用MTS加載系統(tǒng)對(duì)9個(gè)改進(jìn)試件進(jìn)行加載測(cè)試,實(shí)測(cè)出18個(gè)測(cè)區(qū)的CFRP-混凝土界面黏結(jié)-滑移(δ-τ)關(guān)系曲線(xiàn)的下降段和滑移量,從而得到18條完整的實(shí)測(cè)δ-τ關(guān)系曲線(xiàn),并依此給出1個(gè)回歸公式.所測(cè)得的CFRP-混凝土界面間黏結(jié)-滑移曲線(xiàn)3大關(guān)鍵控制參數(shù)為峰值剪應(yīng)力τf2.27~5.19MPa,峰值剪應(yīng)力對(duì)應(yīng)的滑移量δf0.031~0.077mm,相對(duì)滑移量δu0.087~0.223mm.
自修復(fù)材料是一種新型的智能材料。將微埋植于材料中是實(shí)現(xiàn)其自修復(fù)的一種方法,也是目前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文介紹了微型自修復(fù)的概念和原理,綜述了近幾年來(lái)DCPD型微、環(huán)氧樹(shù)脂型微、硅油型微以及其他微型自修復(fù)的發(fā)展?fàn)顩r,并著重介紹了研究成果,對(duì)微型自修復(fù)材料的研究前景進(jìn)行了展望。以銅尾渣替代粘土煅燒水泥熟料,研究了生料的易燒性,測(cè)定了熟料的f-CaO含量,采用X射線(xiàn)衍射(XRD),熱重-差熱分析(TG-DSC),掃描電子顯微鏡(SEM)和壓儀(MIP)等手段,對(duì)水泥熟料的礦物組成、水泥凈漿抗壓強(qiáng)度、水化產(chǎn)物及孔隙率進(jìn)行了分析研究,探討了銅尾渣的作用機(jī)理.結(jié)果表明:銅尾渣對(duì)水泥熟料的燒成和礦物形成有較好的促進(jìn)作用,摻入銅尾渣后,熟料fCaO含量降低,有效提高了生料的易燒性.摻銅尾渣熟料中C3S和C2S礦物含量多,結(jié)晶度好,制成的水泥凈漿水化程度好,孔隙少,結(jié)構(gòu)致密,抗壓強(qiáng)度高.利用10mm碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料環(huán)纏加強(qiáng)現(xiàn)役鋼質(zhì)氣瓶,實(shí)現(xiàn)了船用新型復(fù)合高壓氣瓶的研制,并參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展了水壓、爆破、氣密、疲勞等試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,復(fù)合材料較好地分擔(dān)了氣瓶環(huán)向應(yīng)力,爆破壓力達(dá)到125MPa,經(jīng)0~40MPa、12000次填充疲勞試驗(yàn)不發(fā)生破壞。試驗(yàn)表明復(fù)合氣瓶設(shè)計(jì)合理,安全可靠性高,是實(shí)現(xiàn)船用新型高壓氣瓶研制的較好技術(shù)途徑。