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为了研究骨料-砂浆交界面损伤破坏过程的损伤特征进而分析其损伤机理,采用全数字化声发射采集系统测了其整个劈裂损伤破坏过程.在对所伴生的声发射信号进行系统分析的基础上,从声发射累积特性、声发射单参数时程变化规律、声发射组合参数变化规律等方面对交界面损伤过程的典型声发射特性进行了研究,这对识别混凝土损伤演化规律和损伤的物理机理都具有重要参考价值.

为了更准确预测承载混凝土结构碳化耐久性,采用拉应力-碳化耦合加载装置及空气渗透测定仪研究了不同拉应力水平对90d龄期低水胶比混凝土碳化性能的影响规律.结果表明:材料层次和构件层次低水胶比混凝土碳化速度均随拉应力水平提高呈EXP指数增加,材料层次碳化速度明显高于构件层次混凝土碳化速度,随着拉应力水平的提高,材料层次与构件层次的碳化速度差值越来越大;低水胶比混凝土空气渗透系数与拉应力水平之间也呈EXP指数关系,这可从机理上解释不同拉应力水平对低水胶比混凝土碳化性能的影响规律.
为找出满足混凝土不同抗冻性要求的水泥用量,设计了掺与不掺引气剂的混凝土各6组进行冻融循环试验.结果表明:在水胶比相同的情况下,随着水泥用量的增加,混凝土抗冻性能提高;粉煤灰及引气剂能明显改善混凝土的抗冻性能.针对不同情况,分别给出了混凝土中水泥用量值.

采用高温抗压试验炉对有轴压荷载作用的钢筋混凝土短柱在升温、降温及冷却作用后的轴压力学性能进行试验研究,主要研究降温方式对经历不同温度等级的有轴压荷载钢筋混凝土短柱的高温变形特性、高温后轴压承载力、轴压刚度和延性等力学指标的影响规律.结果表明:不同降温方式下轴压荷载使试件产生明显的残余压缩变形,且对高温后的极限承载力、轴压刚度和延性有显著影响;降温方式显著影响高温后钢筋混凝土轴压力学性能,其中浇水降温的影响为显著.
应用纳米压痕技术实测了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的折合模量.结果表明:将特定尺寸的净浆试样进行打磨、抛光和超声波清洗,可制得表面光洁度符合纳米压痕仪要求的试样;不同水化反应阶段生成的C-S-H凝胶的微区力学特征迥异,随着龄期的增长,C-S-H凝胶的折合模量频率分布曲线呈现不同峰值;水化产生的C-S-H凝胶分层包裹在水泥颗粒 ,并以未水化的水泥颗粒为中心向外形成的水化产物其折合模量逐步降低.
基于全级配三维细观混凝土随机模型分析方法,系统研究了混凝土中砂浆和骨料等各组分的受力特点,通过现场试验以及数值模拟分析,揭示了骨料降低砂浆强度的作用机理,提出混凝土宏观抗压强度与砂浆抗压强度间的修正关系,并讨论了骨料体积分数及混凝土强度分别对该修正系数的影响规律.研究表明:骨料的加入会降低水泥基材料的强度;混凝土材料的强度小于相同配比条件下的砂浆;用混凝土强度参数代替砂浆参数进行细观层次分析会造成较大误差,应进行修正;修正系数随骨料体积分数增加而线性增长,与混凝土强度关系不大.

在建立混凝土细观模型常用的背景网格法基础上,基于平衡四叉树网格加密技术对混凝土的界面过渡区进行局部网格加密,给出了更为合理的反映界面过渡区组分的混凝土细观模型,并探讨了网格加密的程序化实施方案.所给出的混凝土细观模型可直接对界面单元赋予相对应的材料参数,改善了背景网格法中界面过渡区网格的锯齿状缺陷,能够更准确地反映界面过渡区的几何形态和材料性质.后,通过数值算例证明了所提方法的合理性和可行性.
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.
利用水相悬浮法在聚丙烯纤维表面接枝 ,对聚丙烯纤维表面进行了改性.研究了改性聚丙烯纤维对水泥砂浆力学性能的影响.利用扫描电镜(SEM),Nicolet傅里叶变换红外光谱仪(IR)对改性聚丙烯纤维表面形貌、表面活性能团和水泥砂浆试样断口形貌进行了分析.结果表明:经过改性处理的聚丙烯纤维表面接枝上了 ;与普通聚丙烯纤维增强水泥砂浆试样相比,改性聚丙烯纤维增强水泥砂浆试样的抗折强度明显提高.
应用Kachanov损伤模型表征沥青砂损伤的增长变化律,将Burgers模型与损伤因子进行耦合,构建出能够描述高黏沥青砂3阶段蠕变全过程的蠕变损伤模型.借助高黏沥青砂的弯曲蠕变试验数据,利用二乘法,得到相关模型系数和蠕变损伤演化曲线.将此蠕变损伤模型曲线与试验结果及Burgers模型曲线进行对比研究.结果表明:该蠕变损伤模型能准确描述高黏沥青砂的蠕变3阶段特性,拟合相关系数达到0.998.