再生骨料的基本物理力学性能试验研究

再生骨料的物理力学性质是影响其运用范围、再生混凝土性能的本质因素。通过对公路废弃混凝土所制成的再生骨料和天然骨料同时进行物理力学性能试验研究,获得了骨料的表观密度、吸水率、压碎值、磨耗损失和针片状颗粒含量值。通过对再生骨料和天然骨料的试验结果进行对比分析发现,再生骨料除了针片状颗粒含量值会略优于天然骨料,其他四种物理力学性质均比天然骨料差,但两者的差异性不大。     

后掺粗骨料工艺对高性能泵送混凝土性能影响研究

为解决建筑工程中高性能泵送混凝土的环境问题、成本问题,基于粗骨料嵌锁效应和界面水灰比强度理论,在保证高性能和泵送要求的条件下,提出了后掺骨料工艺,并对不同粗骨料后掺比例下的混凝土进行了力学性能和抗冻性能的研究。结果表明,随着粗骨料后掺比例的增大,7 d、28 d混凝土抗压强度持续增大,而28 d混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度均呈先增大后减小的趋势;在冻融循环作用下,质量损失率的上升速率呈先减小后增大的趋势,而抗压、抗拉、抗折强度、动弹性模量以及超声波速的下降速率均呈先减小后增大的趋势。据此建议本C30高性能泵送混凝土的粗骨料最佳后掺比例为20%。     

带约束拉杆L形方钢管混凝土组合异形柱的受力研究

为研究对拉约束拉杆对组合柱性能的影响,针对L形组合异形柱设置不同类型的约束拉杆、不同强度材料等进行数值模拟,对比该类型下的相应试验结果,分析验证了对拉约束拉杆对L形组合异形柱的性能改善作用,得到了对拉约束在柱延性及承载力方面的积极影响效果。最后基于线性回归分析的理论计算方法表现出了和数值结果较高的一致性,建立了具有较高参考价值的带约束拉杆的组合异形柱承载力计算公式。     

阿尔塔什水利枢纽工程深厚砂砾石覆盖层混凝土防渗墙施工技术研究

阿尔塔什水利枢纽工程是我国在建面板堆石坝工程之一,其深厚的砂砾石覆盖层和庞大的坝体,在施工和运行过程中均会对防渗墙的应力应变产生较大的影响,处理不好直接会影响到大坝整体防渗效果和工程安全。如何在保证施工质量的前提下,优化施工方案,改善防渗墙应力状况,是施工技术研究重点。通过对防渗墙的受力特性、深厚覆盖层的工程特性分析和研究,从防渗墙成墙槽段划分、墙段连接技术、强漏失地层成槽技术和固壁泥浆配比等关键技术上进行优化和改进,有效的消减了防渗墙在坝体填筑和蓄水过程中的应力应变集中,保证防渗墙的成墙质量和运行效果。     

沼蛤侵蚀对混凝土的性能损伤试验研究

沼蛤侵蚀给混凝土带来的性能影响对防治措施的选择与决策具有重要的参考意义。对于受侵蚀1年的自制试件和受侵蚀20余年的现场芯样,本文采用浸泡增重法、压汞法、场发射环境扫描电镜法和热重法分别测试了有贝附着组和无贝对照组的表层吸水率、表层孔隙特征与孔径分布、表层形貌和成分变化,以及表层钙成分含量变化这4个指标,研究了沼蛤侵蚀混凝土前后以及侵蚀时间对微观性能的影响。定量分析表明:沼蛤附着侵蚀混凝土后,混凝土不同尺寸的孔隙均有增加,同时表观密度分别下降了13.5%(侵蚀1年)和19.5%(侵蚀20余年),表层吸水率分别增加了82%(侵蚀1年)和101%(侵蚀20余年),混凝土表面的铝元素、铁元素和锰元素大幅增加,钙元素尤其是碳酸钙流失严重,分别减少了41.7%(侵蚀1年)和82%(侵蚀20余年)。因此,沼蛤的侵蚀会造成混凝土的微观性能损伤,受侵蚀时间越长,性能损伤越严重。     

开裂混凝土有效导热系数研究:三维模拟与试验验证

利用三维的细观数值模拟,研究了混凝土在单轴拉伸和压缩破坏过程中有效导热系数(ETC)的变化规律,并分别给出拉伸应变、压缩应变与ETC的定量关系。研究发现:(1)拉伸过程中,混凝土试件的ETC在塑性阶段显著下降(23%),但在软化阶段变化很小;(2)压缩过程中,混凝土试件的ETC在塑性强化阶段前期显著下降(30%),在塑性强化阶段后期趋于稳定,而在下降阶段又开始缓慢地减小;(3)骨料与砂浆间界面开裂所形成的界面热阻是导致混凝土ETC在塑性阶段急剧下降的主要原因;(4)开裂强化了混凝土导热性能的各向异性。随后,对单轴压缩破坏混凝土垂直于裂纹方向ETC(C-ETCV)进行了试验测量。数据表明:在单轴压缩过程塑性强化阶段前期,C-ETCV急剧下降20%~25%;在塑性强化阶段后期逐渐趋于稳定。随后利用模拟结果拟合确定了王家俊模型中的界面热阻因子,比较了王家俊模型与试验结果,两者比较吻合,证明了数值方法和王家俊模型的正确性。     

面板堆石坝面板顺坡向挤压破坏机理的试验研究

本文针对面板堆石坝面板顺坡向挤压破坏的钢筋压曲凸起问题开展了试验研究,采用了配有单根立筋的混凝土柱受压试验来模拟面板顺坡向的挤压破坏。试验结果证实了以往研究中无箍筋钢筋混凝土立柱抗压强度低于素混凝土柱、且钢筋保护层厚度越小强度越低的推测。与素混凝土柱相比,保护层厚5 cm钢筋混凝土柱的强度降低约10％。根据试验的破坏荷载结果,通过已有理论解反推出了立柱的侧向支撑刚度k,对于保护层厚5 cm和8 cm立柱k值相应为0.841 N·mm^-2和1.032 N·mm^-2。经过试验结果分析,发现钢筋混凝土立柱各截面不服从应变平面假设,受压中钢筋没有同混凝土一起协调变形,钢筋与混凝土之间相互作用强烈。本研究结果再次说明,限制钢筋的侧向变形是防止面板顺坡向挤压破坏的根本措施。应开展可模拟混凝土中钢筋压曲的挤压破坏数值模拟研究,为这些措施的量化设计提供依据。     

纤维混掺超高性能混凝土抗冲磨与拉伸性能研究

为明确钢纤维-聚丙烯(PP)/聚乙烯醇(PVA)纤维混掺对超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)抗冲磨和拉伸性能的影响,本文通过PP/PVA纤维与钢纤维混掺、长短PVA纤维混掺等方式,研究了UHPC抗冲磨性能,阐明了纤维混掺提升UHPC抗冲磨强度的作用机制;研究了不同掺量PVA纤维与钢纤维混掺对UHPC拉伸性能的影响,测试了UHPC拉伸应力-应变曲线,分析了纤维混掺对UHPC拉伸断裂能的影响。结果表明：在1.0%钢纤维的基础上添加0.2%~1.0%的PP/PVA纤维,能进一步提高UHPC的抗冲磨强度;纤维掺量相同时,钢-PP纤维混掺UHPC的抗冲磨性能整体上略优于钢纤维UHPC、钢-PVA纤维混掺UHPC和长短PVA纤维混掺UHPC;长短PVA纤维混掺时,长短纤维体积比为3∶1时UHPC抗冲磨强度最高。钢-PVA纤维混掺UHPC拉伸应力-应变曲线表现为应变软化,钢-PVA纤维混掺UHPC较钢纤维UHPC的抗拉强度略低,钢纤维比钢-PVA混掺纤维能更好地抑制微裂缝的萌生与扩展。     

Experimental study on temperature stress calculation and temperature control optimization of concrete based on early age parameters

Temperature control curve is the key to achieving temperature control and crack prevention of high concrete dam during construction,and its rationality depends on the accurate measurement of temperature stress.With the simulation testing machine for the temperature stress,in the present study,we carried out the deformation process tests of concrete under three temperature curves：convex,straight and concave.Besides,we not only measured the early-age elastic modulus,creep parameters and stress process,but also proposed the preferred type.The results show that at early age,higher temperature always leads to greater elastic modulus and smaller creep.However,the traditional indoor experiments have underestimated the elastic modulus and creep development at early age,which makes the calculated value of temperature stress too small,thus increasing the cracking risk.In this study,the stress values of the three curves calculated based on the strain and early-age parameters are in good agreement with the temperature stress measured by the temperature stress testing machine,which verifies the method accuracy.When the temperature changes along the concave curve,the law of stress development is in consistent with that of strength.Under this condition,the stress fluctuation is small and the crack prevention safety of the concave type is higher,so the concave type is better.The test results provide a reliable basis and support for temperature control curve design and optimization of concrete dams.     

沂蒙抽水蓄能电站折线型混凝土面板坝数值模拟分析与应用

结合山东沂蒙项目折线型混凝土面板坝工程两套设计方案,开展三维静力有限元应力变形分析,模拟大坝施工期、蓄水期性状,探讨不同阶段设计方案下坝体与防渗体应力变形特征,分析面板与连接板布置形式对折线型面板坝应力变形的影响。数值分析表明,折线型面板的转角部位应力变形复杂,面板与周边缝受拉趋势与程度增加;调整转折段面板形态、合理设置连接板可有效改善面板折线处的变形与受力状态,减少应力突变现象。建议加强面板、连接板和止水结构抗拉性能的研究。