温度对CFRP-混凝土界面粘结滑移行为的影响

将粘贴碳纤维(CFRP)粘贴于混凝土表面来加固钢筋混凝土结构的方法,由于施工便捷而被广泛应用。但是粘贴CFRP所用的环氧类胶黏剂对温度过于敏感,明显影响加固效果。尤其是用CFRP加固的混凝土结构的耐火性能很差,限制了这一加固技术的推广。本文在先后2次对不同温度下CFRP-混凝土界面粘结滑移行为试验研究的基础上,结合目前已有的研究成果,对CFRP-混凝土界面粘结滑移行为受温度影响的特性进行评述,并从材性方面对温度对界面的粘结滑移行为的影响进行了机理分析,为分析常温下CFRP加固混凝土结构受力性能和高温(火灾)下防火保护的CFRP加固混凝土结构抗火性能提供了依据。     

形状记忆合金绞线与混凝土的粘结滑移性能及影响因素研究

采用拉拔试验对SMA绞线与混凝土之间的粘结滑移性能进行研究,分析了拉拔试件的破坏模式和受力过程,阐述了SMA绞线与混凝土之间粘结滑移的相互作用机理,讨论了拉拔试件粘结滑移性能随混凝土强度、混凝土保护层厚度、SMA绞线锚固长度以及加载速度的变化规律,建立了SMA绞线锚固长度的计算公式。结果表明:拉拔试件的破坏模式以典型破坏为主,其受力过程分为5个阶段:弹性阶段、转动脱胶阶段、内部拥塞阶段、衰减阶段和残余阶段。同时,随着混凝土强度的增大,试件的极限粘结强度也增大;当保护层厚度达到一定数值后,增加保护层厚度对试件的极限粘结强度几乎没有影响;SMA绞线的锚固长度越大,试件的极限粘结强度越小;试件的极限粘结强度会随着加载速度的增大而小幅增大,若加载速度过快,SMA绞线则会发生散捆断裂。此外,所建立的SMA绞线锚固长度计算公式可以考虑多种影响因素,对SMA绞线用于土木工程结构中需要考虑的锚固、搭接和细部构造等结构设计问题具有一定的理论意义及实用价值。     

CFRP加固高强混凝土柱改善延性的试验研究

通过对九根高强混凝土柱在低周反复荷载作用下受力性能的试验研究，探讨了碳纤维布对高强混凝土柱延性的改善作用，包括加固后柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数等性能特点。试验结果表明，采用碳纤维布横向缠绕高强混凝土柱可显著提高柱的延性，改善柱的抗震性能。     

CFRP约束轴压受损混凝土的试验研究

实际工程中由于各种原因混凝土柱会出现损坏,本文正是通过对CFRP加固受损混凝土棱柱体体与CFRP加固混凝土棱柱体的试验研究,测得CFRP加固后的极限强度和变形值,并与混凝土棱柱体试件的强度和变形值进行了对比分析,并分析了CFRP加固混凝土棱柱体的破坏特征,为实际工程的加固提供了试验依据。     

CFRP布加固损伤钢筋混凝土框架的抗震试验研究

将用碳纤维布加固的损伤混凝土框架结构试件,进行水平低周反复荷载作用下的试验研究.根据试验现象和数据,分析了碳纤维布加固损伤混凝土框架结构在模拟地震作用下,裂缝及塑性铰出现的顺序和位置;绘出了试件的滞回曲线、骨架曲线.结果表明碳纤维布加固损伤框架结构有较好的耗能能力;延性系数达到4.5;其耗能机制是"梁端和柱端均屈服的混合机制",建议CFRP布横向加固至柱和基础连接处的根部.     

基于缝宽-滑移理论的铝合金配筋混凝土梁粘结性能研究

铝合金筋与混凝土的粘结性能是影响铝合金配筋新型混凝土梁承载力的重要因素。对9根铝合金配筋混凝土梁和2根钢筋混凝土对比梁进行了静载试验,分析混凝土梁在加载过程中的裂缝发展情况,基于缝宽-滑移理论研究试验梁的粘结性能。研究结果表明:同级荷载作用下,钢筋混凝土梁的裂缝宽度小于铝合金配筋混凝土梁,钢筋与混凝土的粘结性能优于铝合金与混凝土的粘结性能;混凝土梁中纵筋所受拉力,实质上是混凝土开裂后,单元体内部粘结力的合力;纵筋与混凝土的粘结滑移量与粘结力直接相关,可通过代数和微积分计算得到二者的对应关系。     

新型滑移隔震结构模型的振动台试验研究

利用实体软钢棒作为消能限位装置,将一种摩擦性能优良的二硫化钼材料作为隔震支座的滑移材料,提出并制作了一种可以应用于框架结构既能隔震又可以消能的新型摩擦滑移隔震装置。探讨了其设计方法和应用方法,并对安装了该新型摩擦滑移隔震装置的一相似比为1:5的5层框架结构模型进行了振动台试验,测试了框架结构在单向地震波作用下的地震反应规律,分析了摩擦滑移隔震结构的加速度反应、层间剪力反应、隔震层滑移量及隔震层剪力的变化规律。结果表明:一般情况下当设防烈度为8度,Ⅱ类场地时,该隔震结构的加速度响应可降低50%左右,层间剪力响应可降低50%左右,减震效果比较明显。另外,只要确定合理的构造方案和实施方案,这种新型摩擦滑移隔震装置就能满足框架结构的隔震减震要求,可应用于实际工程结构中。     

PET FRP与混凝土界面黏结行为试验研究

通过双面剪切试验对24个试件进行高延性纤维增强复合材料（PET FRP）与混凝土界面黏结性能研究,研究参数包括FRP种类、FRP黏结厚度、黏结长度和黏结宽度;分析各参数对PET FRP与混凝土黏结性能的影响,基于试验结果评估现有黏结滑移关系模型,并进行模型修正。研究结果表明,在有效黏结长度内,随着黏结长度的增加,PET FRP与混凝土界面黏结强度增大;当超过有效黏结长度后,增加PET FRP黏结长度不能明显增加界面黏结强度,但可提高试件破坏的延性;增加PET FRP黏结宽度可提高界面黏结强度,但会受PET FRP黏结宽度和混凝土宽度比值的影响;当界面刚度接近时,碳纤维增强复合材料（CFRP）与混凝土界面黏结强度远小于PET FRP与混凝土界面黏结强度。     

弹性滑移支座力学性能的试验研究

介绍了弹性滑移支座的原理、构造和特点;通过对其在不同工况下的性能试验,研究了竖向荷载、位移幅值以及加载频率对弹性滑移支座力学性能的影响,并给出了试验值与理论计算值之间的对比。研究结果表明：弹性滑移支座具有良好的工作性能,滞回曲线饱满,耗能能力强;竖向荷载和加载频率对弹性滑移支座的力学性能有一定的影响,而位移幅值对其影响较小;弹性滑移支座的恢复力模型,可以用考虑速度的指数摩擦力模型来描述,并且模拟得较为准确。     

基于三轴试验红层泥岩的邓肯-张模型参数研究

兰州地区红层泥岩形成于干旱、半干旱环境,其物理力学特性与其他地区的红层泥岩不同。以G6京藏高速兰海养护维修工程的红层泥岩路基填料为研究对象,通过大量的常规三轴试验,研究含水率对其力学特性及邓肯-张模型参数的影响。结果表明:在不同含水率下兰州地区红层泥岩的应力-应变曲线关系符合双曲线模型。含水率小于最优含水率时,破坏形式为剪切破坏;含水率大于最优含水率,破坏形式为鼓状破坏;随着含水率的增加,黏聚力和内摩擦角逐渐减小,内摩擦角减小的幅度更大,究其原因是含水率对黏聚力和内摩擦角的影响机理不同而导致。采用数学模型进行拟合发现:黏聚力、内摩擦角与含水率分别呈二次抛物线与对数曲线关系。不同含水率下邓肯-张模型参数破坏比R_f在区间(0.869,0.984)内波动,K值随含水率增大而减小呈负线性关系,n值随含水率的增大而增大呈线性关系。     

基于动力BNWF法的冻土-桩相互作用模型研究

基于水平循环荷载作用下不同负温冻土环境中单桩动力特性模型试验结果,在已有分析桩-土-结构相互作用的动力BNWF模型的基础上,提出改进的冻土-桩基动力相互作用非线性反应分析模型。在该模型中,利用改进的双向无拉力多段屈服弹簧考虑桩侧冻土的水平非线性力学特性,同时兼顾桩侧与冻土间的竖向非线性摩擦效应、桩尖土的挤压与分离作用以及远场土体阻尼对桩基动力特性的影响。其中桩侧水平多段屈服弹簧参数根据冻土非线性p-y关系获得,该关系曲线以三次函数曲线段及常值函数段共同模拟,并由室内冻土压缩试验结果确定。最后基于改进的动力BNWF模型,提取动位移荷载作用下该桩顶力-位移滞回曲线及桩身不同埋深处的弯矩动响应数值分析结果,并与相应的模型试验结果对比,二者具有较好的拟合度,表明本文所提出的改进模型在分析冻土-桩动力相互作用时有较好的适用性。     

地质力学模型相似材料配比的正交试验研究

选择正确的相似材料是进行地质力学模型试验的前提,然而,选择合适的材料配比是成功模拟原型工程的关键。经过对大量的相似材料研究现状的调研,在借鉴前人经验的基础上,选择以铁矿粉、重晶石粉、石英砂为骨料,松香酒精溶液为胶结剂,石膏为调节剂的铁晶砂胶结剂作为模型试验的相似材料。采用正交试验法进行配比试验,选择了4因素3水平的正交试验表设置,一共9组配比试验方案,制作小模型试块。通过对小模型试块的物理力学性质试验,获得了相似材料密度、抗压/拉强度、弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角等参数指标,运用极差分析法分析了各个因素对相似材料参数指标影响的主次关系以及影响的规律特性。试验发现,胶结剂浓度对相似材料的主要参数指标影响显著。     

火灾高温作用下波纹腹板钢梁剪切屈曲系数研究

波纹腹板钢梁具有优良的抗剪切性能,在常温条件下,它的剪切屈曲模式通常有3种：局部剪切屈曲、总体剪切屈曲和相关剪切屈曲。根据火灾燃烧不同时刻波纹腹板钢梁的温度变化,考虑火灾高温对结构钢材料性能的影响,研究了波纹腹板钢梁在火灾高温作用下的3种剪切屈服模式,给出了高温下波纹腹板钢梁临界剪切屈曲应力和剪切屈曲系数的计算表达式,分析了其随火灾温度的变化趋势,提出在进行火灾高温作用下的波纹腹板钢梁的力学性能分析时,应首先根据钢梁剪切屈曲系数的变化,准确判断其在火灾燃烧不同阶段所处的受力状态,从而使火灾高温下波纹腹板钢梁的受力分析更加精确合理。     

共振柱试验的非线性拟合研究

土体动力参数是表征土动力特性的重要指标,对抗震计算具有重要影响。利用GCTS共振柱仪对淤泥、黏土、粉质黏土和粉砂进行共振柱试验,对Hardin—Drnevich提出的双曲线模型的模量比表达式进行线性拟合与改进的非线性拟合对比研究。结果表明：改进的非线性拟合得到的曲线较线性拟合曲线更加接近原始数据点;在低应变处,非线性拟合残差小于线性拟合残差,随着应变增加非线性拟合的残差接近线性拟合残差,在大应变处线性拟合残差小于非线性拟合的残差;改进的非线性拟合的最大动剪切模量G_dmax和参考剪应变γ_r的标准误差及置信区间宽度均比线性拟合的结果小;拟合优度评价指标表明改进非线性拟合效果优于线性拟合效果。将线性拟合结果作为非线性拟合方法的初始值的改进方法较线性拟合方法具有更高的准确性和稳定性,并具有更高的应用价值。     

关于三轴试验破裂角的试验论证与探讨

目前不同排水条件下的三轴试验中试样的剪切破裂角的计算方法存在用有效应力内摩擦角还是用总应力内摩擦角计算的争议。本文首先通过三轴UU、CU及CD试验对破裂角与内摩擦角之间的关系进行了论证,然后展开理论分析与探讨,并对三轴试验强度包线的确定存在的问题进行了讨论。结果表明:同一饱和土样在不同类型的三轴试验中破裂角与由有效应力指标计算的破裂角基本相等,试样的破裂角应由有效应力强度指标确定;三轴UU试验采用最大剪应力作为不排水强度是偏危险的,CU试验采用总应力摩尔圆公切线确定的强度参数与用实际剪切面确定的参数差别较小。     

条形基础砂土地基的破坏模型试验

为了研究条形基础砂土地基的剪切破坏形式和承载机理,在相似理论的指导下,进行了一组条形基础砂土地基的模型试验,模拟了砂土地基受荷后产生变形、扩展直到破坏的全过程;测量并分析了地基中不同点处的土压力大小及其分布规律,观测了剪切带的形成和发展过程。结果表明,模型试验能够很好地体现砂土地基变形、破坏的整个过程及其沉降变形特性、地基中各点的真实应力状态及其变化规律,对于研究深基坑变形过程和破坏形态具有应用价值。     

高强度螺栓摩擦型连接火灾后抗剪试验研究

建筑火灾发生频繁且对钢结构危害严重,但总体而言绝大多数火灾并未造成钢结构的根本性破坏,尽快鉴定其火灾后安全性并进行加固修复,对于减小灾后间接经济损失意义重大。高强度螺栓摩擦型连接是钢结构最常用的连接方式之一,其火灾后受力性能对整个结构灾后承载的安全至关重要。但目前国内外对高强度螺栓连接高温过火冷却后的受力性能研究极少。本文对高强度螺栓摩擦型连接进行了火灾后抗剪试验研究,得到了连接的抗滑移承载力、极限承载力以及荷载—变形曲线,研究了过火温度、冷却方式对连接受力性能的影响。为模拟火灾中的可能情况,试验考虑了自然冷却、泼水冷却两种冷却方式。试验表明,当高强度螺栓连接的过火温度不超过400°C时,连接的抗滑移承载力、极限承载力下降小,可判定连接仍能承受外部设计荷载,不需要对连接进行加固或替换螺栓;当过火温度超过400°C时,连接的抗滑移承载力、极限承载力开始显著下降,需连接更进一步的检测并进行仔细的结构分析,以确定连接能否继续承受外部设计荷载,以及是否需要采取必要的加固与修复措施。     

基于重塑饱和砂土模型的现场液化试验方法

基于现场开展土体液化问题研究势必成为今后土动力学中的一个重要发展方向。目前人工激振下的现场液化试验方法还不够成熟,尚需进一步探索和发展。本文从试验设备组成、场地地震动激励、试坑布置、饱和砂土模型制备、数据测量与采集等5个方面论述该方法中的主要技术问题。研究表明:动力加载系统激励产生的地震动在0~7m/s2;系统工作频率13~15Hz,饱和砂土模型与基础边缘的距离在0.5~2.5m范围内,更适合进行液化试验;应用水沉法现场制备饱和砂土模型,要重点注意试坑防水和尺寸定位的问题;数据测量与采集中要充分考虑对现场液化问题认识不够这一因素的影响,需对数据测量与采集提出附加要求;试验实例初步表明,该方法可行,适合开展液化问题研究。