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建造了1∶5无砟轨道模型,并模拟了袋注法与模注法2种工况,测试了轨道板及混凝土底板的激振特性.结果表明:采用袋注法时,使用CA-3砂浆的轨道板振动加速度远大于另外3种砂浆,同时混凝土底板振动加速度也远小于另外3种砂浆,使用SL-1砂浆的混凝土底板振动加速度幅值,时间长;采用模注法时,使用CA-2砂浆的轨道板振动加速度远大于其砂浆,使用CA-1砂浆的混凝土底板振动加速度幅值大于其砂浆.在仅考虑轨道板与混凝土底板振动的情况下,袋注法CRTSⅠ与模注法CRTSⅢ是较为理想的板式无砟轨道结构.
通过三点弯曲法测试了聚醇(PVA)改性水泥砂浆的断裂性能,采用双K断裂模型分析了PVA掺量对改性水泥砂浆断裂参数的影响.结果表明:PVA改性水泥砂浆的裂缝口张开位移和裂缝 张开位移均随PVA掺量的增加而增大;当PVA掺量为1.0%(质量分数)时,改性水泥砂浆具有失稳断裂韧度和起裂断裂韧度,较普通水泥砂浆分别提高38.31%和40.82%;PVA改性水泥砂浆的各项断裂参数均与PVA掺量呈二次抛物曲线变化规律.
对经过不同碳化时间的混凝土进行冻融循环试验,测试其力学性能和微观孔隙特征参数,并提出混凝土内部"孔隙曲折度"概念.结果表明:碳化对提高混凝土抗冻性具有恒定的促进作用,碳化3~14d可使混凝土因冻融造成的动性模量下降量减少3%~12%;碳化使混凝土内部孔隙曲折度增大;掺加粉煤灰可增大混凝土内部孔隙曲折度,使侵蚀介质的渗透路径变长,进而提高其抗冻性;引气虽然也可提高混凝土抗冻性,但与其内部孔隙曲折度的相关性较低,表明引气和使用矿物掺和料对提高混凝土抗冻性的机理不同.
用电化学试验方法研究了有无氯离子的强碱环境中,光亮钢筋、带热轧皮未锈和生锈钢筋的阳极钝化行为.试验结果表明:在pH=12.5~13.1的强碱无氯环境中,外加50μA/cm2的阳极电流,可使光亮钢筋和带热轧皮未锈钢筋发生钝化;当[Cl-]/[OH-]≈1时,只有带热轧皮未锈钢筋显现出可钝化性;当[Cl-]/[OH-]≈5时,所有钢筋均处于活化腐蚀状态.带热轧皮生锈钢筋无论有无氯离子存在,在强碱条件下均表现为活化腐蚀,外加50μA/cm2的电流也不能使其钝化.
利用极化曲线、电化学阻抗谱等电化学方法,就新型有机阻锈剂对钢筋在含氯盐的模拟混凝土孔溶液中的电化学行为进行了测试,并与传统的亚钙阻锈剂进行了对比.结果发现:新型有机阻锈剂能通过其在钢筋表面上的附而形成保护膜,表现出了良好的阻锈性能.
为探讨钢筋限制条件下不同配合比水泥浆体的开裂敏感性,测试了水泥浆体的抗拉强度;利用水泥浆体试件轴心处放置的钢筋对浆体所产生的限制收缩作用,连续测试出钢筋的应变值,并计算得到钢筋的应力值.在一定应力范围内,基于钢筋应力与包裹钢筋的水泥石受限收缩应力相等定,比较了水泥浆体中受限收缩应力与抗拉强度的大小.结果发现,在一定水胶比mW/mB范围内,增加水胶比会降低水泥浆体的开裂敏感性;水胶比相同时,粉煤灰的掺加会显著降低水泥浆体的开裂敏感性.
采用有限元软件ANSYS分析了尺寸、电压电极间距和表面粗糙度对镍粉水泥基传感器与其周围混凝土应力/应变协调性的影响,进而对该传感器的制作参数进行了优化,并对优化传感器埋入混凝土后其自身及周围混凝土的受力状态进行了分析.结果表明:镍粉水泥基传感器的合适尺寸为20mm×20mm×40mm,电压电极间距为5mm,并尽量使其表面粗糙;镍粉水泥基传感器埋入混凝土中的受力状态近似于单轴受力状态,其与周围混凝土的应力差别较大,应变基本协调,将其应用于混凝土结构健康测时需对测试结果进行修正.
以低碱度风淬钢渣制成钢渣混凝土试件,再采用两电极法测得钢渣混凝土的渗滤阀值.根据渗滤阀值制作了带不锈钢片电极的钢渣混凝土窨井盖,然后模拟窨井盖在实际工况下的受力情况,测试了窨井盖加载至破坏时以及在循环荷载和冲击荷载作用下电阻率的变化情况.结果表明:在不同的受力状况下窨井盖的电阻率变化是不同的,正常荷载作用下窨井盖的电阻率趋于一常数,破坏荷载作用下窨井盖电阻率急剧上升.通过测量窨井盖电阻率的变化情况,可以感知窨井盖的破坏状况,以便对其及时更换.
基于数字图像处理技术,以直观的沥青混合料体积组成为研究对象开展了沥青混合料的分形特性研究.分析说明了沥青混合料中的集料颗粒、空隙和矿料间隙都具有典型的分形特性,并给出了相应的分形维数计算方法.试验结果表明,采用小岛法可以定量描述集料颗粒和空隙的分形特性,利用计盒维数法能够描述荷载作用下沥青混合料中矿料间隙的分形特性.
通过测试2组水胶比和5种粉煤灰掺量水泥浆体不同龄期的粉煤灰水化反应程度、Ca(OH)2含量、孔隙液的pH值和碱金属离子的变化,探讨了高掺量粉煤灰水泥浆体长期水化碱环境的稳定性.结果显示:粉煤灰长龄期的水化反应程度较低,其掺量(质量分数)小于60%时,不能完全消耗水泥水化所产生的Ca(OH)2,而Ca(OH)2对水泥浆体孔隙液碱度起维持作用,在整个碱环境稳定时,水泥浆体中未溶解的Ca(OH)2对碱环境无直接影响.
采用交流阻抗谱测试方法,研究了纤维素对水泥水化进程的影响规律.研究表明,交流阻抗谱图及其阻抗参数能在一定程度上反映掺纤维素水泥浆体的水化进程情况.纤维素能显著延缓阻抑水泥水化进程,降低水泥水化程度和水化产物CSH凝胶的生成速率,且能增大水泥浆体的孔溶液黏度,降低孔溶液离子迁移速率,从而导致水泥浆体的电化学反应显著滞后于其水化反应,还能使得水泥浆体孔结构更为简单、均匀;掺量越大,纤维素对水泥水化进程的影响程度越大.
研究了冻融循环-氯盐侵蚀和弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化行为,分析了氯盐侵蚀和冻融损伤的相互影响,以及弯拉荷载对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:冻融循环导致混凝土微裂纹萌生、扩展,使孔隙结构遭到破坏,从而加速了氯盐的侵入;氯盐的侵入会影响混凝土的饱水度和孔隙溶液的迁移,加速冻融循环造成的表面剥落和内部损伤.在弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下,混凝土的破坏形式以表面剥落为主,弯拉荷载会加速劣化,甚至使其脆性断裂.
采用MTS322电液式伺服试验机,进行了试验系统轴拉刚度律定试验以及混凝土材料轴拉全过程试验,分析了球铰装置对混凝土材料轴拉全过程试验的影响.结果表明:球铰装置大大降低了加载系统的刚度,且试验机作动头位移与试件本身的变形间不遵循线性规律;用作动头位移控制加载,有限提高球铰装置刚度并不能使混凝土材料稳定断裂,只有采用试件实时应变控制加载,才有可能得到稳定的混凝土材料断裂,从而获得混凝土材料轴拉应力-应变全曲线.
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