水泥净浆和水泥砂浆材料的Ⅰ型断裂韧度测定

本文针对水泥净浆和水泥砂浆两种灌浆材料,采用三点弯曲梁进行了不同强度、不同尺寸以及不同初始缝高比的断裂试验。根据水工混凝土断裂试验规程,利用试验中测得的最大荷载及对应的裂缝口张开位移计算了水泥净浆和水泥砂浆的失稳断裂韧度,并通过电阻应变片法确定的起裂荷载得到了二者起裂韧度的实测值。试验中发现,水泥净浆并不是一经起裂就失稳破坏,而是在失稳破坏前存在着一个比较明显的裂缝稳定扩展过程。结果表明,随试件强度的提高,两种材料的起裂韧度和失稳韧度均增大,而随试件尺寸和初始缝高比的变化,水泥净浆的起裂韧度和失稳断裂韧度     

喷射UHTCC与混凝土界面的Ⅱ型断裂试验研究

使用喷射超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composites,UHTCC)加固和修补水工混凝土结构具有广阔的应用前景。为评估加固效果,采用喷射UHTCC和既有混凝土制备成的两端无切口剪切型断裂复合试件,开展单边加载剪切型断裂试验,测试两种材料的界面剪切型断裂韧度。对既有混凝土表面分别采用高压水枪冲洗、人工凿毛和涂抹界面剂三种不同的处理方法,并对比研究喷射UHTCC和浇筑UHTCC两种施工工艺,探究不同因素对复合试件界面剪切型断裂韧度的影响。试验结果表明:喷射UHTCC与既有混凝土之间黏结性能良好;界面粗糙度对界面剪切型断裂韧度无显著影响;涂抹界面剂会使界面剪切型断裂韧度显著下降;喷射UHTCC制备的复合试件其界面剪切型断裂韧度高于浇筑UHTCC制备的复合试件。喷射UHTCC技术可对水工混凝土结构进行有效的加固和修复。     

混凝土试件四点加载剪切断裂试验研究

有关混凝土Ⅱ型断裂的试验研究是混凝土断裂问题中的热点和难点问题。通过6组24个四点剪切试件对裂缝的剪切扩展过程以及断裂韧度K_Ⅱc进行试验研究,由试件的荷载-应变(P-ε)曲线、荷载-时间(P-t)曲线和荷载-裂缝尖端滑移位移(P-CTSD)曲线,确定试件的破坏荷载、裂缝尖端混凝土应变以及裂尖滑移位移。试验中可见,试件裂缝扩展方向并不平行于剪力方向,而是从裂缝尖端扩展至近加载点附近,表现为倾斜裂缝。试验结果表明,混凝土试件的Ⅱ型断裂韧度K_Ⅱc变化范围为0.5～1.1(MPa·m^0.5)。K_Ⅱc随近加载点与预制缝之间的距离减小而增大;K_Ⅱc随初始缝高比的增大而增大。经分析可知,试验过程中形成加载的高窄剪力区容易引起混凝土的剪切断裂。     

碾压混凝土断裂试验研究

本文为研究碾压混凝土断裂特性,对沙牌拱坝碾压混凝土试件进行了三点弯曲梁断裂试验和剪切断裂试验研究,获得了试件的断裂韧度KⅠC、KⅡC和断裂能GF。试验中应用光纤传感检测技术,对试件开裂进行监测,研究结果表明,经处理后的二次涂覆单模光纤对碾压混凝土试件的开裂较敏感,当试件开裂时光强突变减弱,随着裂缝开度增大光强逐渐降低,试件断裂时光纤断裂。光纤的埋设工艺是实用上需要研究解决的重要技术环节。     

钢材冲击韧性和应变时效敏感性问题的探讨

对国内外水电站压力钢管设计规范及有关钢材标准和压力容器规范关于钢材的冲击韧性和应变时效敏感性的有关规定进行了分析与比较。鉴于我国现行钢材标准对钢材在不同温度下的冲击功指标均已有明确规定，因而建议在钢管规范修订稿中可不必重复列出钢材在不同温度下的冲击功指标的要求，只需指出钢材的冲击韧性要求应按我国现行钢材标准的有关规定执行即可；鉴于我数国家的水电站压力钢管设计规范对钢材的应变时效冲击韧性均未单独提出此项要求，且我国除个别钢材标准尚列有应变时效冲击韧性的要求外，其它钢材标准则均未提应变时效冲击韧性的要求，因而建议钢管规范修订稿也暂不提钢材的应变时效冲击韧性指标为宜。如果一定要提，则建议用应变时效敏感性系数表达。     

亚温淬火对45CrMnSi钢冲击韧性的影响

本文用系列冲击试验法分析对比了两种不同热处理工艺条件下,冲击韧性值的变化情况。试验结果表明:在 A_(c1)附近进行亚温淬火能明显提高45CrMnSi 钢的冲击韧性,降低冷脆转变温度。     

GMA浇注式钢桥面铺装配合比优化设计研究

高温稳定性与疲劳性能为浇注式混凝土的薄弱环节。通过GMA浇注式混凝土配合比设计正交试验,参照港珠澳大桥中GMA所使用的配合比材料组成,在保证刘埃尔流动性相当的情况下,对其GMA中不同粗集料用量、ME用量、沥青含量、矿粉用量变化下的高温稳定性及疲劳性能的表现情况进行研究。结果表明,沥青用量对GMA高温稳定性影响最显著,而矿粉用量对GMA疲劳性能影响最显著,同时以上两因素对GMA关键路用性能的影响规律表现出对立关系。根据正交试验结果分析,确定最佳GMA配合比,达到高温稳定性与疲劳性能的良好平衡,工程验证表明正交实验下GMA配合比优化设计使得浇注式桥面铺装性能达到理想效果。     

混凝土Ⅰ型裂缝扩展准则及裂缝扩展全过程的数值模拟

本文将起裂断裂韧度作为材料参数,提出了混凝土Ⅰ型裂缝扩展准则,即当外荷载引起的裂缝尖端应力强度因子与黏聚力引起的裂缝尖端应力强度因子的差值达到起裂断裂韧度时,裂缝开始扩展。在此基础,上采用有限元法对混凝土Ⅰ型裂缝的断裂过程进行了数值模拟,分别计算了不同尺寸混凝土试件的荷载-裂缝口张开位移全曲线、临界裂缝亚临界扩展量、失稳断裂韧度并与应用DIANA软件的数值分析结果及试验结果进行了比较,吻合良好。研究还表明,只要给出混凝土的弹性模量、抗拉强度和起裂断裂韧度,即可用本文提出的方法计算混凝土失稳断裂韧度及裂缝扩展全过程。     

P91钢焊接接头性能及其存在问题的讨论

介绍了P91钢及其焊接接头性能，重点讨论了焊缝韧性和接头蠕变断裂强度等问题，提出改善它们的建议和可以开展的研究工作。     

用边界效应理论考虑断裂韧性和拉伸强度对破坏的影响

采用边界效应理论,研究了断裂韧性和拉伸强度对材料与结构破坏的影响。边界效应模型中通过引入等效裂缝,可同时反映试件前边界与后边界对断裂特性的影响;基于等效裂缝与特征裂缝的比值,即可判断试件处于强度准则、韧度准则或准脆性断裂等何种破坏模式。边界效应模型不仅适用于线弹性断裂条件,而且适用于弹塑性断裂分析,解决了ASTM规范及RILEM规范的局限。鉴于ASTM规范确定材料断裂韧度对试件初始缝长与试件尺寸等的严格限制,本文基于边界效应理论,建立了由RILEM规范中小尺寸试件确定材料断裂韧度与拉伸强度的方法,相关试验成果证明了所提方法的合理性与适用性。