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研究了厂拌热再生技术中回收沥青路面材料(RAP)中矿料与新集料的密度差异对混合料空隙率和级配的影响规律,改进了RAP矿料密度的测试方法,提出热再生混合料空隙率法则和广义级配法则:当RAP矿料掺量和油石比一定时,混合料中矿料的合成毛体积相对密度越小,其空隙率越大;在混合料级配曲线上,受较小密度集料影响的部分曲线段向级配上限靠近,受较大密度集料影响的部分曲线段向级配下限靠近.沥青路面施工必须严格控制集料密度波动.
探讨了部分消泡、局部消泡、先消后引这3种引气方式对混凝土含气量稳定性、气泡间距系数、平均气泡径等参数及混凝土力学性能和耐久性的影响.结果表明,采用"先消后引"的引气方式并选用聚羧酸专用引气剂,可以调整混凝土含气量,使含气量稳定、气泡间距系数大、平均气泡孔径小.

研究了橡胶混凝土经不同温度作用后外观及抗压强度的变化规律.结果表明:橡胶混凝土经250℃真空温度作用后,可大幅度提高其抗压强度,其外观无明显变化;149μm(100目)橡胶混凝土抗压强度提高率大于4 000μm(5目)橡胶混凝土;橡胶混凝土在空气中分别经250,500,800℃温度作用后,其表面留下了橡胶降解产物残留痕迹,抗压强度均有所降低,且149μm橡胶混凝土抗压强度降低率大于4 000μm橡胶混凝土,但两者抗压强度降低率均小于混凝土对比样.
纤维增强复合材料具有比刚度高、比强度大的轻量化优势,以及可设计性强、耐腐蚀性优、抗疲劳性好等显著特点,可作为装备轻量化设计的选材。在对迫击炮身管进行受力分析的基础上,提出了采用金属内衬外加碳纤维复合材料增强层的迫击炮复合身管双层结构,介绍了用于迫击炮复合身管加工的缠绕设备和缠绕工艺,基于实验结果,综合分析了碳纤维材料的选择、铺层顺序、纤维缠绕张力等工艺对迫击炮复合身管承压性能的影响,可为火炮复合材料身管以及复合材料承载圆筒的结构设计与加工提供参考。
为了建立氯盐腐蚀环境下混凝土结构的耐久性设计方法,根据混凝土结构性能劣化的特点,在分析结构耐久性失效状态、可靠度设置水平、环境荷载及抗力影响因素的基础上,建立了钢筋初锈、保护层锈胀开裂及锈胀损伤达到限值这3种情况下的耐久性极限状态方程.基于结构可靠度设计理论,引入荷载和抗力变量的分项系数来反映结构耐久目标可靠指标的要求,建立了结构耐久性设计的分项系数表达形式.按照概率设计与分项系数设计具有相同可靠度水平的原则,给出了抗力分项系数的确定方法及不同耐久性极限状态下抗力分项系数的取值.
玻璃纤维增强复合材料(FRP)具有轻质、高强、减震、耐腐蚀等优良特性,已广泛应用于特殊环境中的桥梁工程。本文以FRP拉挤型材为主材料设计了一座跨度为10+10m的人行天桥,并采用有限元方法分别校核其受基本载荷、自由振动、地震冲击载荷时的力学响应。计算结果表明,该桥梁重量较小,具有较高的安全裕度和较自振频率,可有效缩短现场的施工周期。本文的分析结果对于FRP桥梁的设计具有一定的工程指导意义。
基于热化学和残余应力理论,采用顺序热-力耦合方法建立了复合材料固化过程的三维有限元模型,通过与文献中C形构件计算结果的对比,验证了该仿真模型具有较高的精度。采用该模型计算了AS4/3501复合材料层合板挖补修理固化过程中模量和残余应力的变化历程。结果表明,凝胶点之前,树脂模量和复合材料横向模量很小,而平行于纤维方向存在残余压应力;凝胶点之后,模量均随时间快速增大到一定值,残余应力先逐渐增大到一定值,再随降温过程快速增大。
根据定量体视学的原理,应用光学显微镜和计算机图像处理软件(Image-Pro Plus),针对混凝土内部的细观气孔(10~1 600μm),详细介绍了Image-Pro Plus混凝土孔结构图像分析方法,并计算出图像分析中砂浆的样本数为4,混凝土的样本数为1,满足了图像分析混凝土孔结构的适用性.结果表明:Image-Pro Plus混凝土孔结构图像分析方法具有典型代表性和良好操作性,适于深入研究混凝土孔结构与宏观性能的关联性.

研究沥青作为一种新的增韧剂,对树脂的增韧效果,并测试分析不同含量的沥青对树脂的韧性影响。结果表明,添加2%的沥青时,树脂冲击韧性提高120%;树脂的拉伸强度和模量随沥青含量的增加变化不大。红外分析结果表明,沥青和树脂之间没有发生化学作用。差示扫描热分析结果显示,沥青含量超过2%之后,固化产物玻璃化转变温度有一定程度降低。
为了分析复合材料壳体封头在内压作用下的变形规律,本文针对椭球比为1.7的复合材料壳体前封头,采用ANSYS商业软件中的层合单元对其进行分析,数值模拟与水压试验结果基本一致。先模拟了椭球比为2.0的复合材料壳体前封头,结果表明,前开口至赤道部位经线方向顺纤维应变表现为先增加后较小的规律,同时,前封头部位的位移发生在封头部位经线方向的中部;另外,对比分析了椭球比为1.7的封头比和椭球比为2的封头内压应变,前者应力变化更均匀,符合复合材料壳体的等应力封头设计要求。
通过对带(预制)裂缝混凝土试件进行明火升温试验,研究高温下裂缝对混凝土温度场的影响.依据传热理论分析建立带裂缝混凝土试件截面温度计算模型,然后用数学软件MATLAB进行数值计算并与试验结果进行对比.结果表明:高温下裂缝区域的主要传热方式为热传导;相对于无裂缝处,有裂缝处测点温度更高;总体上测点的温度随裂缝宽度的增大而增大,远离裂缝的测点温度受裂缝的影响较小;不同测点的计算与实测升温曲线总体变化趋势一致,依据传热理论分析建立的带裂缝混凝土试件截面温度计算模型较为可靠.
以H2SO4溶液酸解脱脂棉的方法制备亚微级纤维素纤维（SCF）,研究了其对水泥浆体微观结构的影响.结果表明:原始脱脂棉在酸解作用下,微原纤逐步剥离,形成尺度细小的亚微级纤维素纤维,且其直径随着H2SO4溶液质量分数的增大、酸解时间的延长而逐渐减小;亚微级纤维素纤维与水泥浆体具有很好的相容性,水泥水化产物依附于亚微级纤维素纤维表面生长;由于亚微级纤维素纤维在尺度上与C-S-H凝胶相匹配,因此随着水泥水化产物的不断生成、生长,该纤维逐渐被其包埋,从而起到诱导和桥接作用,使水泥浆体的微观结构更加均匀.
为改善现有氯离子扩散理论模型不能考虑计算期内大气温度、大气湿度随时间变化的不足,在Fick第二定律基础上,提出了一个计算氯离子在混凝土中扩散的新方法.该方法不但能考虑水灰比、龄期、温度、湿度、混凝土与氯离子结合能力的影响,而且能考虑混凝土结构服役期内大气温度和大气湿度的时变效应.通过与理论模型和有限差分法计算结果的对比,验证了该方法的正确性和有效性.
对GFRP筋在混凝土包裹、碱性溶液浸泡及自然环境紫外线辐射等不同环境条件下长期力学性能的发展变化情况进行了为期一年多的跟踪实验测试,一方面研究GFRP筋在长期混凝土包裹条件下实际的性能发展规律,另一方面检验以往GFRP筋加速老化实验的可靠性。已有测试结果表明,经历一年多的混凝土包裹及室外环境曝露后,GFRP筋抗拉强度长期衰退幅度不大,而碱液长期浸泡一年后GFRP筋抗拉强度衰退约20%。
以旋转覆风力机叶片为研究对象,对叶片覆状态进行人工试验,根据试验结果建立风力机叶片有限元模型,并对不同覆厚度的叶片进行应力和模态分析。分析结果表明:覆的变化量与叶片所受应力大小呈正相关关系;覆量的不同会使叶片的固有频率发生显著变化,造成风力机叶片的疲劳损伤与变形,验证了人工试验的结果。

用萃取了T 700碳纤维织物的表面处理剂,分析了处理剂的主要成份,考察了萃取次数与碳纤维表面处理剂含量之间的变化规律,采用真空辅助灌注成型工艺制备了带有不同含量处理剂的碳纤维增强基树脂基复合材料,并对其力学性能进行了测试。结果表明,处理剂的主要成份为双酚A树脂,含量约为1.5%,碳纤维经萃取后表面粗糙度增加,增大了树脂的浸润性,其复合材料的力学性能尤其是弯曲强度得到显著提高。
本文以海因树脂和胺类固化剂为基础设计了一种高温固化体系,通过流变仪分析了树脂的粘度特性,并对树脂及复合材料的力学性能进行了测试,后研究了该树脂的湿热环境性能。结果表明,该树脂体系具有良好的工艺性能和优异的力学性能,适合用作液态成型工艺,但该树脂及其复合材料也存在湿率高,耐湿热环境性能差的问题。