温度对沥青混凝土力学特性的影响

沥青混凝土是现代水利工程中作为防水心墙的主要材料。通过室内高压温控三轴仪对两种沥青含量的沥青混凝土在不同温度下分别进行力学特性试验,研究温度对其力学性质的影响。试验结果表明：试件的应力-应变特性与温度有密切关系,试验温度为0℃时沥青混凝土出现应力软化现象,但随着温度的升高,应力软化现象消失,应力硬化现象呈现;同一沥青含量下,温度越高,最大偏应力越小;试件的抗剪强度随温度的升高逐渐降低;试件的蠕变随温度的升高而增大。     

混凝土随机骨料模型尺寸效应的细观数值分析

为研究混凝土材料细观不均匀性对试件的静力学性能的影响,采用不同的随机数组,通过固定骨料尺寸,改变试件尺寸的方法,建立了不同的混凝土三维数值模型,都分6步施加相同的均布载荷,来模拟骨料和混凝土试件尺寸比例变化对试件力学性能的影响,研究了骨料随机位置对混凝土试件的应变影响。计算表明,当骨料半径和试件半径的比例系数逐渐增大时,应变误差平方和减小;骨料随机位置对混凝土试件的应变影响逐渐减小,试件的脆性越明显     

基于细观损伤的混凝土破裂过程的三维数值模拟与CT试验验证

在混凝土细观损伤的CT试验基础上,以密度损伤（CT数变化）变量为基础,建立了混凝土分段损伤演化方程,以此进行了混凝土试件单轴受压的细观损伤数值模拟。并从混凝土破坏图和荷载-位移曲线图两方面比较了数值模拟结果与CT试验结果,结果表明,试件破坏时裂纹扩展过程与CT观测到的相似,实现了将细观密度损伤（CT数变化）与试件的宏观力学性能的劣化相联系,为改进试验设计提供了力学依据,并使在可靠和有效的前提下用数值方法取代部分试验成为可 能。     

不同围压下两种沥青混凝土成型试样三轴试验研究

为研究制样方法和围压对沥青混凝土力学特性的影响,进行了沥青混凝土试件的2种制样方法、4组不同围压下静三轴试验。试验结果表明:围压越高,沥青混凝土破坏强度越高,剪胀程度越小。相较于室内模拟钻芯试样,击实成型试样三轴试验应力-应变曲线的峰值强度更高,初始切线模量更大,剪胀现象更加明显;通过邓肯-张模型对试验曲线进行拟合,发现邓肯-张模型对沥青混凝土应力-应变的拟合效果并不好;邓肯-张模型不能模拟沥青混凝土的软化和剪胀现象。     

岩石-钢纤维混凝土复合层抗压强度预测模型

为了研究岩石-钢纤维混凝土复合层单轴抗压强度的计算方法,对岩石、钢纤维混凝土和岩石-钢纤维混凝土(R-SFRC)复合层试件进行单轴压缩试验,分析混凝土强度等级(C30、C40和C50)和纤维掺量(0、40、60和80 kg/m3)对钢纤维混凝土和复合层单轴抗压强度的影响规律,应用RFPA2D模拟复合层单轴压缩损伤过程和应力-应变曲线,基于Mohr-Coulomb屈服准则建立R-SFRC复合层抗压强度预测模型。结果表明,复合层试件单轴抗压强度介于岩石和混凝土抗压强度之间,复合层中岩石和混凝土界面的相互约束改变了各层的受力状态,复合层中岩石强度降低而混凝土强度增大,复合层极限抗压强度为复合层中的混凝土强度。复合层试件的抗压强度随混凝土基体强度和钢纤维掺量的增大而增大,混凝土基体强度对复合层试件的抗压强度影响更显著;不同材料的复合层单轴抗压强度数值模拟值和理论计算值相对于试验值的误差范围分别为-5.41%～-0.69%和-8.67%～-1.21%,数值模拟和理论计算模型可用于复合层单轴抗压强度预测。     

钢纤维混凝土断裂过程激光实时全息干涉法研究

应用激光实时全息干涉法实现了钢纤维混凝土三点弯曲切口梁断裂全过程的实时动态观测研究,连续动态捕获了钢纤维混凝土试件的干涉条纹图。实时全息干涉条纹的动态特征和分布规律直观准确地演示了钢纤维混凝土的初裂点和各阶段的变形特征以及裂缝扩展全过程。试验研究表明,当混凝土试件的钢纤维掺量大于1.0 %时,钢纤维的阻裂增韧效应是明显的。钢纤维混凝土断裂力学参量的计算与分析显示,断裂能是反映钢纤维阻裂效应的敏感参数,用全息干涉条纹图的判识和用断裂能描述获得的试件断裂行为是一致的,激光实时全息干涉法能够为混凝土断裂力学研究提供可靠的试验支撑。     

添加氧化铝对微生物修复裂缝影响的分析

微生物修复裂缝技术由于环保经济的特点被广泛关注,但修复效率因混凝土内碱性环境受到很大影响;开展提高该技术的修复效率与效果的研究具有重要意义。首先探究高碱性环境下Al_(2)O_(3)对微生物钙化的促进作用,然后添加Al_(2)O_(3)对不同裂缝宽度的混凝土试件进行修复,修复中检测浸出液pH值与尿素含量,修复后通过声时值、碳酸钙生成效率、无侧限抗压强度等指标评价修复效果。结果表明：Al_(2)O_(3)能够降低碱性环境对细菌活性的抑制,提升其脲酶活性与碳酸钙转化效率。添加Al_(2)O_(3)使试件浸出液pH从12降为9,pH为9时更适合菌种的繁殖,尿素利用率显著提升到81%,提高了碳酸钙的产出率,明显缩短修复时间。添加Al_(2)O_(3)修复试件的声时值接近无裂缝试件,明显优于无添加试件。添加Al_(2)O_(3)后2mm裂缝试件的碳酸钙生成率为77.32%,远高过无添加试件的20.98%。添加Al_(2)O_(3)修复试件强度恢复远高于无添加Al_(2)O_(3)修复试件,且强度恢复随裂缝宽度减小而增加。因此,混凝土修复过程中添加Al_(2)O_(3)能有效提高修复效率,减少修复时间,为后续实际工程中微生物快速高效修复裂缝提供重要参考。     

CFRP包裹高强混凝土柱轴心抗压性能试验

通过19根CFRP包裹高强混凝土柱的轴心受压试验, 研究了截面形状和不同包裹量对包裹后的高强混凝土柱强度和变形的影响。试验表明: 外包1～3层CFRP布的圆形试件承载力分别比未包裹试件提高了11%、21%、42% , 纵向变形分别提高了23%、271%、330%。试验结果确定了CFRP约束高强混凝土强度和极限应变的计算模型。     

控制混凝土品质，保证混凝土工程质量

介绍混凝土品质的控制重点及其试件的制作、养护要求。     

添加氧化铝对微生物修复裂缝影响的分析

微生物修复裂缝技术由于环保经济的特点被广泛关注,但修复效率因混凝土内碱性环境受到很大影响;开展提高该技术的修复效率与效果的研究具有重要意义。探究高碱性环境下Al2O3对微生物钙化的促进作用,然后添加Al2O3对不同裂缝宽度的混凝土试件进行修复,修复中检测浸出液pH值与尿素含量,修复后通过声时值、碳酸钙生成效率、无侧限抗压强度等指标评价修复效果。结果表明：Al2O3能够降低碱性环境对细菌活性的抑制,提升其脲酶活性与碳酸钙转化效率。添加Al2O3使试件浸出液pH值从12降为9,pH值为9时更适合菌种的繁殖,尿素利用率显著提升到81%,提高了碳酸钙的产出率,明显缩短修复时间。添加Al2O3修复试件的声时值接近无裂缝试件,明显优于无添加试件。添加Al2O3后2 mm裂缝试件的碳酸钙生成率为77.32%,远高过无添加试件的20.98%。添加Al2O3修复试件强度恢复远高于无添加Al2O3修复试件,且强度恢复随裂缝宽度减小而增加。因此,混凝土修复过程中添加Al2O3能有效提高修复效率,减少修复时间,为后续实际工程中微生物快速高效修复裂缝提供重要参考。     

海水侵蚀环境下混凝土力学性能退化模型

基于混凝土干湿循环试验和混凝土细观力学,对混凝土在海水侵蚀环境下力学性能的变化进行了研究。混凝土干湿循环试验方面,采用加速腐蚀试验。对混凝土试件和根据混凝土配比制成的砂浆试件进行0、10、20、30、40、50次干湿循环,利用大型混凝土静、动三轴试验系统,检测了海水侵蚀作用对混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量及应力-应变关系的影响。依据混凝土细观力学理论,对混凝土试块进行了细观数值模拟,考虑了混凝土各组成相的非均匀性、材料性质按照Weibull分布来赋值。同时,为反映海水侵蚀作用对混凝土的影响,砂浆的强度和弹性模量均以砂浆干湿循环试验所得结果为准,最后建立了混凝土随干湿循环次数变化的抗压强度折减模型,抗拉强度折减模型和弹性模量的折减模型。     

产状控制蚂蚁追踪技术在p57井区断层解释中的应用

蚂蚁追踪技术是近年发展起来的一项断层追踪核心技术,可实现三维地震资料中断层的精细解释,但在复杂断裂发育区中应用出现断裂杂乱的现象。提出了产状控制蚂蚁追踪技术,其技术是:生成的蚂蚁追踪体基础上,进行产状控制蚂蚁追踪体追踪,目的是为了反映真实断层发育情况。该技术有效地指导了胜利油田P57井区断层的平面及剖面解释工作,新发现5条小断层,解决了P57井区开发中的油水矛盾,对该区滚动开发及井位的部署,提供了重要依据,通过钻探验证了技术的可靠性。     

水利工程中混凝土裂缝产生原因及防治措施分析

伴随着经济的增长,我国水利施工项目呈现出高速发展的态势,在水利施工过程中,对混凝土施工过程处理不到位会导致严重裂缝,影响工程安全,本文针对水利工程施工中混凝土裂缝产生原因进行分析,认为内外温差、塑性收缩和质量管理等因素是造成混凝土裂缝产生的主要原因,应通过优化混凝土结构的配合比、集中做好混凝土养护工作和加强质量监管等防治措施减少混凝土裂缝,为相关技术人员提供有价值的参考建议。     

浅析卫片执法检查与国土资源执法监察工作的关系

卫片执法检查作为国土资源执法监察工作的一个重要执法手段,在维护国土资源管理利用秩序、推动可持续发展方面发挥了重要作用。其工作周期较长,部分基层政府和部门将大量时间和精力花在卫片执法检查上,导致日常执法监察工作因时间因素,无法有效开展,造成了“重卫片检查、轻日常监管”现象的发生。     

Study on frost resistance of rapid-hardening magnesium phosphate-ferro-aluminate composite cement北大核心CSCD

随着冬季抢修抢建混凝土工程的增多,研发适用于严寒地区具有良好抗冻性的快硬水泥意义重大。磷酸镁水泥具有早期强度高、初凝时间短、与混凝土相容性好等特点,被视为混凝土工程的良好快修快建材料。然而,磷酸镁水泥制备的水泥砂浆或混凝土在北方地区的冬季往往会受到冻融循环作用,导致其耐久性和强度出现不同程度的退化。为增强磷酸镁水泥的抗冻性,在磷酸镁水泥制备中用铁铝酸盐水泥代替一定数量的过烧氧化镁,制备出快硬磷酸镁-铁铝酸盐复合水泥。通过冻融循环前后磷酸镁-铁铝酸盐复合水泥砂浆试件的质量损失测试、强度试验、孔隙率测试及SEM-EDS测试,得出：铁铝酸盐水泥代替氧化镁的数量在30%~40%时,制备的磷酸镁-铁铝酸盐复合水泥砂浆试件冻融循环后的质量损失率最小,抗压强度和抗折强度达到峰值,抗压强度和抗折强度剩余率最高,孔隙率最小,因而该配合比的磷酸镁-铁铝酸盐复合水泥具有最好的抗冻性。由SEM-EDS测试可知磷酸镁水泥砂浆试件冻融循环后,基体中的胶凝材料K-鸟粪石部分溶解,试件整体结构疏松,晶体间存在大量间隙;磷酸镁水泥制备中掺入铁铝酸盐水泥后,制得的磷酸镁-铁铝酸盐复合水泥水化生成大量晶体填充于砂浆试件基体内部,无定形水化产物对砂浆试件的强度有一定补偿作用,使得磷酸镁-铁铝酸盐复合水泥砂浆试件在冻融循环后孔隙率大幅减小,密实度得到提高,使得磷酸镁-铁铝酸盐复合水泥的抗冻性能得到了显著增强。磷酸镁-铁铝酸盐复合水泥为北方严寒地区冬季混凝土抢修抢建工程提供了一种新材料。     

1988年度我院获奖科研成果简介

1.获国家发明奖(4等);YJ—150型岩石压剪试验机 获奖人员:王士升、刘玉奇 YJ—150型岩石压剪试验机是研究岩石、混凝土等非金属固体材料的压剪复合型断裂力学的专用试验机,可以模拟试件承受压剪复合载荷的工作状态,以测试试件的应力强度因子、平面应变断裂韧度,也可测试试件的抗剪强度等力学特性,为建筑工程、地震研究、能源开发、新型建材研制等工程     

实验岩石裂隙微观形态初探

通过对石灰岩、砂岩试件施以短期拉伸、压缩和三点弯曲梁实验所形成的裂隙微观形态研究表明,圆柱状试件在拉伸条件下产生的张裂纹较密集,形成追踪状、锯齿状形态,断裂之间交角一般小于90°;在单轴压缩情况下则以剪破裂为主,且裂纹平直,延伸较远;而三点弯曲梁试件中形成的两组裂纹交角一般大于90°,且裂纹壁面较光滑。此外,加载短期应力所形成的破裂纹中均无充填物.      

隧道衬砌结构三轴压缩蠕变特性试验研究

使用MTS-815液压伺服系统对隧道衬砌的混凝土试件进行了三轴压缩蠕变试验,当压缩蠕变强度达到混凝土试件抗压强度的85%时进入加速蠕变阶段。分析了隧道衬砌混凝土三轴压缩蠕变变形的特点,确定采用摩尔-库仑准则和Burgers模型串联组合而成的黏弹塑性模型可以合理地描述衬砌混凝土的蠕变特性。组合模型的黏弹性状态与Burgers模型一致,塑性状态与Mohr-Coulomb模型一致,它不仅能够反映衬砌结构蠕变的全过程,且能模拟材料的黏弹塑性变形特性,解决了典型Burgers蠕变模型只能描述黏弹性蠕变的缺陷。同时也研究了三轴试验条件下组合蠕变模型参数的求解方法,得到隧道衬砌混凝土的蠕变参数。     

改性混凝土声学参数与应力相关性试验研究

对掺入不同聚合物乳液的7组21个混凝土试件进行不同荷载条件下的超声波测试,研究了聚合物乳液对混凝土声速和加权谱面积等声学参数与应力相关性的影响。研究表明：纯丙乳液和苯丙乳液能提高混凝土声-应力的敏感性,有机硅砂浆防水剂和聚醋酸乙烯乳液对混凝土声-应力敏感性有弱化作用,丙烯酸酯共聚物乳液对混凝土声-应力敏感性影响不大。     

不规则试件的应力分佈——三维先弹性试验研究

为了解应力场随试样尺寸及几何形状的变化,我们用三维光弹性试验方法,研究了高度一定,长短轴比不同的椭球体和矩形长方体两种系列试件,在点荷对轴压缩情况试件内部的应力状态,并结合岩石试件点负荷试验,对破坏现象进行了初步分析,讨论了不规则试件压缩试验的强度性质。