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通过单轴受压强度和变形特性试验,研究了聚醇(PVA)纤维体积掺量、粉煤灰及硅灰掺量对高韧性PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)受压性能的影响;依据测得的抗压强度、性模量、泊松比以及单轴受压应力-应变全曲线,分别建立了立方体抗压强度与轴心抗压强度以及性模量的关系式;利用扫描电镜技术,对高韧性PVA-FRCC的微观结构进行了初步研究;基于实测应力-应变曲线的特点,提出了单轴受压本构方程,为高韧性PVA-FRCC结构非线性有限元分析及结构设计提供了理论依据.

通过测试足尺试件的拉、压、弯力学性能,研究了机械应力分级等级边界条件设置及等级特征值.结果表明:划分MOE区间后建立的强度平均值与性模量平均值的回归关系决定系数明显提高,可用于建立强度关系,该关系对机械应力分级的实现具有重要的指导意义;按照GB50005—2003《木结构设计规范》及EN338:2008(E)《结构材强度等级》的规定,在不考虑密度、满足各等级对抗拉及抗压强度特征值要求的情况下,可以将杉木规格材划分为M10,M18,M26这3个等级.
为了研究隧道支护层钢纤维喷射混凝土在早龄期的力学性能,参照欧洲喷射混凝土标准(EFNARC),对不同掺量的钢纤维喷射混凝土方板进行试验研究,并与传统钢筋挂网喷射混凝土方板进行了对比.通过对10,30,48h龄期钢纤维喷射混凝土方板的荷载-位移曲线及能量收能力的比较,分析了不同钢纤维掺量喷射混凝土方板与钢筋挂网喷射混凝土方板的弯曲性能.结果表明:钢纤维可以显著提高早龄期混凝土的抗冲切能力;当钢纤维掺量超过20kg/m~3时,钢纤维喷射混凝土方板由脆性冲切破坏变为弯曲破坏.

采用原位聚合法制备了以三聚胺-甲醛树脂(MF)为包覆物的微胶囊化聚 铵(MCAPP),分别研究了以聚 铵(APP)-双(DPE)-三聚胺(MEL)、MCAPP-DPE-MEL为膨胀阻燃体系(IFR)的水性膨胀型防火涂料的耐水性能.结果表明:MCAPP的水溶性比APP显著降低;用MCAPP替代APP后,在保持防火性能的同时涂料的耐水性得到了提高,48 h耐水试验涂层无明显变化,涂层中APP的迁出量减小,涂料的阻燃历程基本无变化.
采用性动力学方法,建立了真空平板玻璃的动力学分析模型,计算出真空平板玻璃在动态载荷下的响应特性.通过对真空平板玻璃动态特性的试验研究,得到了其动态响应特性,并对比了试验结果与计算结果,验证了理论分析的可靠性.试验结果表明:随着振动频率的增加,真空平板玻璃动态响应呈先增加后减小的变化趋势,随着与中心处距离的增大,真空平板玻璃动态响应呈减小的趋势;当外部激振频率达到50 Hz时,真空平板玻璃会产生强烈的共振现象,从而破坏真空平板玻璃正常工作特性,影响其结构可靠性及工作稳定性.

基于沥青路面裂纹扩展行为,设计预切口小梁试件的疲劳试验,以模拟其复合裂纹扩展模式;以疲劳寿命指标来评价沥青混合料的抗裂性能,同时进行沥青混合料的低温弯曲试验和J积分试验,试验混合料采用4种低温性能差异显著的沥青胶结料.判别各项评价指标对试验混合料抗裂性能的鉴别程度,并分析沥青低温临界温度指标、低温弯曲试验指标、J积分试验指标与预切口小梁疲劳寿命的相关性.结果表明:以混合料疲劳性能为基准的混合料抗裂性能排序与沥青胶结料临界温度的排序一致,也与沥青混合料低温弯曲试验和J积分试验中能量指标的排序一致.
由于泡沫沥青处于非稳定状态,其膨胀与衰退过程具有较强的瞬态特征,真实地测量与评价泡沫沥青性能比较困难.为此,从泡沫沥青时空并行发生的机理角度,运用积分反推算法制订了两类泡沫沥青真实的衰减方程,提出了基于试验数据的理论膨胀率和理论半衰期的真实评价方法,通过沥青发泡试验验证了该评价方法的有效性,并从工程应用的角度制定了泡沫沥青理论评价的测算流程.
针对水泥砂浆材料,以干湿循环次数和硫酸盐溶液浓度为试验参数,研究硫酸盐干湿循环腐蚀对水泥基材料力学性能的影响.基于连续介质损伤力学基本理论,根据试验结果,建立了硫酸盐侵蚀水泥基材料的塑性-化学损伤本构模型.模型计算结果与试验数据对比表明,所建立的模型能够很好地预测受腐蚀水泥基材料在受压作用下的性、塑性及损伤特征.
综合分析了影响浮法玻璃破裂的各种因素,利用封闭腔室玻璃破裂模拟试验装置进行了7因素2水平正交试验.结果表明:玻璃厚度、玻璃边缘平整度、 源升温速率对玻璃的破裂影响很大,玻璃平面尺寸、遮蔽表面宽度影响次之,而框架内填充物(石膏粉)厚度和 源距离影响较小.温差和热应力的中位数分别为129.2℃,69.13MPa.
对两种厚度的ETFE(-四氟共聚物)薄膜进行了5组应力比的双轴拉伸试验,得到其应力-应变曲线.计算了ETFE薄膜的折算应力,检验了Mises屈服准则的适用性,得到了双轴拉伸情况下的性模量及泊松比,并与单轴拉伸数据进行了对比分析.结果表明:ETFE薄膜双向受力时符合Mises屈服准则;双轴性模量及泊松比与单轴数据接近.
为有效测钢筋混凝土结构内部钢筋的锈蚀,提出了基于压电陶瓷(PZT)波传播法的钢筋锈蚀测方法.先,基于PZT波传播法对变形钢筋进行了试验研究及数值模拟,找出了应力波在无锈蚀钢筋中的传播衰减规律;然后,设计制作了18个钢筋混凝土试件,在埋入每个试件中的钢筋表面相同位置粘贴PZT激励器/传感器;后,对试件进行电化学快速锈蚀,并在试件锈蚀过程中,对其进行PZT测试,来追踪锈蚀对应力波传播特性的影响.结果表明:钢筋锈蚀严重影响应力波的传播衰减规律,传感器接收到的信号幅值与钢筋锈蚀率之间呈二次函数的关系.
选取C20,C30,0,C50共4种强度等级、尺寸均为100mm×100mm×300mm的混凝土试件,在5,10,15,20,25,30,40kN共7个压力等级下测量其回值,并通过比较回值与压力之间的关系,得出混凝土试件回值趋于稳定时的压强临界值约为0.25kN/cm2.将试验结果与原混凝土无损检测规程比对后发现,原无损检测规程在制定测强公式时规定的试件承受压力并不能确保回值的正确读取.所得结果可为混凝土无损检测规程的再版修订提供新的依据.
测试了不同侧压下蓄水型模板衬里的持水能力、水泥净浆及砂浆的养护用水量以及不同龄期混凝土的表面硬度,探讨了模板衬里改善表层混凝土质量的作用机理.结果表明:采用蓄水型模板衬里可实现混凝土的持续保湿养护;模板衬里对早龄期混凝土表面硬度的提高明显高于较长龄期混凝土表面硬度.模板衬里促使排水排气过程中胶凝材料细微颗粒向混凝土表层富集,使得表层混凝土中胶凝材料的早期水化程度高,同时又不间断地保湿养护表层混凝土,从而改善了表层混凝土的质量.
针对混凝土表面涂层干膜厚度难以进行无损检测的问题,采用超声波涂层测厚仪对不同强度等级的混凝土涂层干膜厚度进行了测量,并对测量结果进行了不确定度评定及合格检验.结果表明:不确定度评定能够有效地反映测量结果的可信程度,也是判别测量结果是否满足要求的主要依据;混凝土强度等级越高,混凝土涂层干膜厚度测量结果的不确定度越小,反之亦然.
为了研究石灰石粉对磷酸镁胶结材料(MPC)浆体性能的影响,测试了含石灰石粉MPC浆体的凝结时间、抗压强度、收缩变形和水化温度,分析了含石灰石粉MPC浆体的物相组成和微观形貌.结果表明:掺加适量石灰石粉可明显提高MPC浆体的抗压强度并改善其收缩变形.适量石灰石粉掺加后,MPC浆体早期水化程度显著增加,MPC浆体中主要水化产物MgKPO4·6H2O的结晶程度、生成量和生成比例明显提高,晶体形貌和大小发生了变化,MPC硬化体结构更加致密.
针对传统混凝土管片中存在的问题,为推动新型隧道管片的发展以及为慕尼黑-维罗纳铁路隧道采用钢纤维混凝土管片提供设计依据,参照德新近提出的对称倾角梁试验模型,研究了不同钢纤维掺量、钢筋配筋率对自密实混凝土管片力学性能的影响.结果表明:钢纤维可明显提高混凝土构件的承载力和韧性,将钢纤维自密实混凝土应用于地下工程,并用钢纤维部分替代钢筋切实可行.
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