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将再生ABS/PC塑料颗粒掺入混凝土中制成塑料改性混凝土,对该改性混凝土进行立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度试验,研究了不同掺量再生ABS/PC塑料颗粒对混凝土力学性能的影响.基于二维圆形随机骨料模型,运用有限元方法进行单轴压缩细观数值模拟,得到了不同掺量下再生塑料改性混凝土的应力-应变曲线;将单轴压缩强度计算值与实验值进行了对比,结果表明:该方法能很好地模拟计算再生塑料改性混凝土的单轴抗压强度.

玻璃钢夹砂管在公路涵洞中的应用越来越广泛,但由于目前对管道的微观力学分析较少,在公路涵洞工程中的应用缺乏相应的标准与依据。运用数值模拟软件ABAQUS建立路面-管涵-土体的整体模型,分析了不同工况下玻璃钢夹砂管变形与路面基层层底拉应力。通过对管壁厚度进行优化设计,得出不同工况下基层层底拉应力达到临界劈裂强度时管涵的径厚比范围,从而在满足路面及管涵结构安全的前提下,为实现工程成本化提供可靠的分析依据。
通过现场海洋曝露试验和实验室海水浸泡试验,采取分层取样和化学分析方法,应用氯离子三维扩散理论,研究了普通混凝土和高性能混凝土在海洋大气区、潮汐区、水下区和实验室海水浸泡下的Cl-扩散系数变化规律.结果表明,混凝土的Cl-扩散系数随着曝露时间的增加而降低,高性能混凝土的抗Cl-扩散性优于普通混凝土.在Khatri计算模型的基础上,提出了考虑劣化效应系数的海工混凝土使用寿命计算模型.该模型计算结果与Clear经验模型基本吻合,解决了Khatri计算模型结果与实际寿命不相符的问题.

采用化长链脂肪醇的技术途径,在空气/水界面上自铺展形成连续、无缺陷的单分子膜,减少水分可通过面积,提高蒸发阻滞,制备出塑性混凝土水分蒸发剂.该剂能有效减少混凝土水分蒸发,孔隙负压的增长,延缓表面干燥速度,显著延长塑性收缩裂缝出现的时间,对塑性裂缝的出现具有作用,为高耐久、低水灰比的公路和道面混凝土顺利施工,以及高性能混凝土在中西部环境条件恶劣地区的应用提供了必要的配套技术.
以木塑复合材料、无碱玻璃纤维织物以及不饱和聚酯树脂为原料,采用真空导入工艺制造复合材料-木塑组合柱。对该组合柱进行轴心受压试验,得到其失效模式、承载力以及纵向变形等力学行为。试验结果表明:复合材料-木塑组合柱在轴压荷载作用下,主要破坏模式为轴向受压破坏,且在复合材料面层出现横向裂纹;组合柱极限承载力随着截面尺寸的增加而显著提高,而且组合柱具有良好的延性。采用考虑组合效应的分析方法对该组合柱的轴压承载力进行预测,结果表明当组合系数取0.3时,理论计算结果与试验结果吻合较好。

碱性材料的固化措施对红土地基产生了不可忽视的长期侵蚀.在岩土工程现场进行了取样和原型试验,分析了导致材料损伤的化学反应,有针对性地设计了红土的碱液加速侵蚀试验,对比讨论了化学损伤前后红土的工程支撑指标变化、红土的工程支撑离子衰减,研究了碱性固化材料在酸性红土的接触带造成损伤的机制,认为化学反应是导致红土地基寿命降低、远期效益低下,乃至诱发灾难故的重要原因.
自动铺丝加工技术在复合材料大型构件中应用广泛。在高速加工技术的研究基础上,提出了一种自动铺丝加工轨迹姿态优化算法。自动铺丝应用的对象多为复杂构件,其中施压法向的剧烈变化会降低铺放速率,延长制造周期。为了解决这些问题,通过建立自动铺丝加工允许偏转空间,用滤波法和约束优化两种方法对加工轨迹进行了姿态优化。通过数据分析和实际铺放验证,优化后加工轨迹的转轴运动曲线以及转轴加速度曲线均得到了一定程度的光顺优化,此外加工时间也得到了明显的减少。
为了了解纤维土的路用特性,采用室内试验分析了影响纤维土黏聚力的主要因素,研究了素土、石灰土和水泥土掺加纤维后所表现出来的基本力学性能.结果表明:纤维掺量对纤维土黏聚力影响显著;在素土、石灰土和水泥土中掺加纤维均能明显提高土体的黏聚力,但内摩擦角变化不大;素土的初始性模量随纤维掺量的增大而增大,而石灰土和水泥土的初始性模量随纤维掺量的增大而减小;素土和石灰土掺加纤维后可应用在需要提高抗变形能力的实际工程中,水泥土掺加纤维后可应用在需要提高强度的实际工程中.
讨论了玄武岩纤维与聚丙烯纤维的"纤维混杂效应"对混凝土基体力学性能的影响。结果表明,玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土(B-P HFRC)的劈裂抗拉强度和抗折强度明显高于玄武岩纤维混凝土(B FRC)和聚丙烯纤维混凝土(P FRC)。提出了"纤维混杂效应函数"的概念,利用MATLAB数据拟合的方法求得了玄武岩-聚丙烯纤维混杂效应函数,对其求极值获得了玄武岩-聚丙烯混杂纤维对混凝土力学性能改善的体积掺加率。
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.
针对混凝土桥桥面铺装防水黏结层材料的合理选择问题,采用能表征其真实工作状态的路用性能测试方法,对4种常用的防水黏结层材料进行了路用性能测试,并结合经济指标,利用混合型多指标灰靶决策模型对桥面铺装防水黏结层材料进行了优选.结果表明:温度和水是影响防水黏结层材料黏结强度的重要因素,二者耦合作用时,影响更为显著;防水黏结层材料的设置可以显著提高铺装结构的疲劳寿命,使用SBS改性沥青的组合结构抗疲劳性能;SBS改性沥青同步碎石防水黏结层材料的灰靶决策综合效用,推荐其作为混凝土桥桥面铺装防水黏结层材料.
通过室内拉拔试验和剪切试验,对比研究了不同界面处理方式对刚柔复合式路面界面层抗剪强度、黏结强度的影响,并依托工程实践对新型高碳糖露石剂的应用效果进行了验证.结果表明:与光面、拉毛、喷砂等传统界面处理方式相比,应用新型高碳糖露石剂处理水泥混凝土板表面能显著提高界面层的抗剪强度和黏结强度,与现有露石剂使用效果相当,但相比之下,新型高碳糖露石剂可降低约93%的成本,经济效益显著.
考察了不同固化温度下9种偏高岭土基地聚物的力学性能,并通过微量热、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等测试技术分析了固化温度影响偏高岭土基地聚物性能的作用机理.结果表明:升高固化温度可以促进硅铝酸盐的溶解和缩聚,从而提高偏高岭土基地聚物的力学性能;但过高的固化温度会使缩聚反应速度过快,从而使硅铝酸盐溶解所产生的缩聚反应前驱物被生成的胶凝体所包裹,无法接触碱激发剂发生缩聚反应,造成地质聚合反应不充分和地聚物力学性能降低.
采用C30混凝土制备的再生粗、细骨料对不同强度等级及不同置换率再生混凝土进行了抗透气性能试验研究.结果表明:当粗骨料为再生粗骨料、细骨料为天然砂时,再生粗骨料置换率对再生混凝土透气系数的影响较小;当粗骨料采用天然碎石时,再生细骨料置换率对再生混凝土透气系数的影响较大,其透气系数随着再生细骨料置换率增加而增大.
基于ANSYS Composite Prep/Post复合材料分析模块研究了潜水器在起吊工况下的结构强度。采用Hill-Tsai强度理论和Tsai-Wu强度理论,对比了两种不同失效准则下的潜水器结构失效形式。对潜水器不同结构区域处碳纤维编织材料的铺层数量进行参数化设置,结合试验设计方法,用合理有效的计算样本得到了复合材料潜水器载体结构的设计方案。文中采用的复合材料结构有限元计算与试验设计相结合的方法,对于复合材料工程结构的直接优化具有一定的参考价值。
为了改善树脂浸渍后的纤维束与混凝土之间沿纤维束径向的黏结性能,通过对薄板试件进行四点弯曲试验,研究了对纤维束表面进行黏砂处理、在混凝土中掺加短切聚丙烯纤维及在纤维编织网上挂U型钩等措施的影响.结果表明:这3种措施都有助于提高纤维束与混凝土之间沿纤维束径向的黏结力,从而提高保护层混凝土的抗剥离能力,终提高构件的承载性能;黏细砂网的增果优于黏粗砂网;聚丙烯纤维掺量略低于1.0kg/m3的效果较好;加入U型钩的试件承载能力提高明显.