水利工程混凝土双掺纤维膨胀剂的抗裂性能分析

水工混凝土的开裂问题是影响水工结构稳定性的重要问题,将适量的橡胶、纤维、矿粉、膨胀剂、粉煤灰等化学外加剂或矿物掺合料掺入混凝土中,对改善材料的内部孔隙结构、水化特征、收缩变形和早期抗裂性能具有积极作用。利用室内试验探讨水工混凝土双掺纤维膨胀剂的抗裂性能,深入揭示了纤维与膨胀剂的抗裂机理。结果发现,双掺纤维膨胀剂的抗裂性能明显优于不掺或者单掺混凝土,混凝土中纤维掺0.5 kg/m³、S-AC膨胀剂掺15 kg/m³时的经济性和抗裂性能达到最优。     

层布式纤维混凝土弯拉特性分析

试验研究了相同配合比下素混凝土、层布式钢纤维混凝土和层布式混杂纤维混凝土弯拉性能，采集三者试件荷载-挠度曲线和90天龄期的极限荷载，并对比三者的28天龄期及90天龄期的弯拉强度，分析其弯拉强度增强机理，得出由于聚丙烯腈纤维和钢纤维的双重阻裂效应，使层布式混杂纤维混凝土的弯拉强度比素混凝土和层布式钢纤维混凝土的弯拉强度更高。     

脉冲荷载作用下地下结构动力特性及钢板抗层裂性能数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA软件,对脉冲荷载作用下结构底面有无固定钢板时混凝土结构的动力特性及钢板的抗层裂性能进行了数值分析,对比分析了两种情况下混凝土结构的应力-时程特征,研究了边界效应对混凝土-钢板结构抗层裂性能的影响。分析表明,底面固定钢板能够有效地减小相邻混凝土的最大拉应力,提高其抗层裂性能;边界效应对混凝土层裂现象并无影响。此研究成果可为相关工程的设计、施工提供参考。     

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。     

纤维混凝土的低温性能和冻融损伤机理研究

研究了低温环境下(气温变化为-15~5℃),聚丙烯腈(PAN)纤维对混凝土力学性能增长趋势的影响,探讨了快速冻融试验条件下(-17.5~7.5℃)PAN纤维混凝土的抗冻融耐久性,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了PAN纤维在混凝土中的分散性以及纤维和混凝土界面结合状况.结果表明:掺入PAN纤维增加了混凝土的含气量、改善了混凝土的微观结构,提高了混凝土抗裂阻力,因而有利于混凝土低温环境下的强度增长和提高了混凝土的抗冻融耐久性.混凝土经受冻融循环破坏实质上是疲劳损伤累积的过程.通过实验研究和理论分析,探讨了聚丙烯腈纤维混凝土冻融疲劳损伤的机理,研究了纤维对混凝土抵抗冻融破坏的影响,建立了聚丙烯腈纤维混凝土冻融损伤的演变方程.     

中建西北院预制耗能墙技术获国家专利

近日,中国建筑西北设计研究院（以下简称“中建西北院”）申请的专利技术“预制纤维增强混凝土耗能墙“获得国家知识产权局授权。预制纤维增强混凝土耗能墙由工程纤维增强水泥基复合材料（ECC）预制而成,其延性、耗能能力是普通混凝土墙的2倍～3倍,可作为抗侧力耗能构件安装于主体结构所需部位。由于耗能墙在主体完工后安装,不承担竖向荷载,其截面尺寸较小,具有布置灵活、不影响建筑美观及使用功能、价格低廉、低碳环保的优势,能够有效地解决混凝土结构设计过程中诸如结构扭转不规则、竖向不规则、剪重比不足、框架一剪力墙（核心筒）结构中外框分配剪力不足等一系列问题,可作为屈曲约束支撑的中端替代产品（价格约为屈曲约束支撑的1／3）,应用范围十分广阔。     

防腐混凝土在岩土工程施工中的应用

结构防腐主要从混凝土内部阐述其腐蚀性，并通过掺入外加剂进行有机补偿，使其应用于各种抗裂防渗混凝土，尤其适用于与防水有关的地下、水工、海工、地铁、隧道和水电等钢筋混凝土结构工程。     

天然水镁石纤维的化学松解技术

研究了不同表面活性剂对不同等级水镁石纤维的松解效果，通过对纤维悬浮液叩解度、粘度、纤维表面Zeta电位、纤维混凝土强度等的研究，并经扫描电镜分析，证明了化学松解工艺对水镁石纤维具有较好地劈分作用。表面活性剂种类及用量对纤维的叩解度、纤维的表面电位、悬浮液粘度均有影响，对不同等级纤维的影响有差异。随表面活性剂用量增加，纤维的叩解度、纤维表面的负电荷量、悬浮液的粘度一般均呈增加趋势。经过化学分散试验，水镁石纤维得到了较好松解，纤维直径由微米级下降至纳米级。将水镁石纤维应用于混凝土，抗折强度随纤维叩解度的增加而提高，说明纤维的化学分散有利于纤维对混凝土增强作用的发挥。     

超长钢筋混凝土结构裂缝控制的设计分析

本文通过对混凝土结构裂缝的几个主要影响因素进行量化分析，提出结构长度超出规范要求的工程抗裂设计措施。     

层状岩质边坡中最不利滑裂面迁移现象的研究

在阐述层状岩质边坡最不利滑裂面迁移现象的普遍性和研究意义之后。分析了边坡结构类型。潜在滑动面阻滑作用,荷载,开挖,水文地质条件变化。预应力锚固和挡墙支护对边坡最不利滑裂面迁移的影响。并以江阴长江公路大桥等工程实例侧重阐述了荷载和开挖所引起的边坡最不利滑裂面的迁移。     

焙烧温度对纤维水镁石矿物学特征的影响研究

纤维水镁石是一种独特的天然氢氧化物矿物纤维,具有增强增韧和耐高温阻燃等特点,被广泛应用于建筑、阻燃和造纸等领域,将纤维水镁石应用于高附加值产品中具有重要的经济意义,而纤维水镁石的应用与其矿物学特征密切相关。陕西汉中黑木林纤维水镁石矿是目前全球范围内储量最大的纤维水镁石矿床,目前对该地区纤维水镁石矿物学特征的研究较少。本文采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光分析(XRF)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸脱附和热重分析(TGA)等测试方法,对黑木林纤维水镁石进行了矿物学特征测试分析与研究,同时也对热处理后纤维水镁石矿物学特征的变化规律进行了研究,为纤维水镁石的应用提供理论基础,为将其应用于高附加值产品中提供科学依据,从而进一步提高其经济价值。     

软岩巷道聚丙烯混凝土钢筋网壳复合衬砌试验及工程应用研究

根据大跨度空间壳体力学原理,研究聚丙烯网壳锚喷支护新技术。其技术特色是用一种在地面加工成型的特殊三维钢筋支架代替普通的二维钢筋网,大幅度提高了锚网喷结构的支撑能力,不需要使用型钢支架、锚索、围岩注浆等手段进行加固就能有效地支护高地压大变形巷道、跨采动压巷道、冲击地压巷道以及大断面硐室等。依托西山煤电集团大巷破碎段修复工程,完成了聚丙烯纤维混凝土钢筋网壳复合衬砌支护结构的室内模型试验,研究了复合衬砌的变形、破坏形态与发展规律。现场应用表明,在不降低支护的承载能力的情况下,与重型金属支架相比,该支护形式降低了钢材用量和混凝土回弹量,且具有良好的柔性,是软岩巷道一种优良的让压支护结构,具有较好的推广应用前景。     

大比尺钢衬钢筋混凝土马蹄形压力管道改性试验研究

为从根本上解决常规钢衬钢筋混凝土压力管道因运行期的裂缝过宽而带来的结构耐久性问题,采取将常规混凝土改性为高性能的钢纤维混凝土或钢纤维自应力混凝土的方法。以某水电站全背坝面管为原型,以1：10缩尺制作了钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道模型和钢衬钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道模型。试验结果表明,改性为钢纤维混凝土的压力管道表现出很好的限裂能力,其初裂荷载有一定的提高,管道裂缝宽度显著下降;改性为钢纤维自应力混凝土的压力管道表现出很好的抗裂能力,管道的初裂荷载有了大幅度的提高,钢材的性能也得到了较充分的利用。模型试验的结果显示了改性钢衬钢筋混凝土压力管道良好的应用前景。     

某高坝工程坝肩侧裂结构面基本特征及量化模型研究

某高拱坝工程, 坝肩抗滑稳定的侧裂边界主要受与河流呈小角度斜交的随机结构面 (基体结构面 )控制。查明这类结构面的工程地质性状, 提出其量化评价指标, 对该高拱坝工程坝肩稳定性评价和相应设计参数的取值具有重要的工程实际意义。本文基于大量的现场调查工作, 获取了侧裂结构面数万个现场实测数据。基于这些数据, 作者对侧裂结构面的发育状况和工程地质特征作了全面的分析和定量评价。在此基础上, 提出了坝肩抗力体部位侧裂结构面的工程分区。该分区采用结构面的发育密度作为指标, 能简明直观地描述抗力体部位结构面的发育状况和宏观连通特性。最后, 作者根据本文的研究成果, 从抗滑稳定的边界条件特性出发, 对该高拱坝工程坝肩抗滑稳定性条件作出了评价。     

隧道钢纤维喷射混凝土单层衬砌试验研究

为了解决隧道施工中采用单层喷射混凝土作为隧道永久衬砌的问题,对不同钢纤维及外添加剂掺量的混凝土分别进行了抗压、抗拉、抗渗以及弯曲强度等室内试验。结果表明,在喷射混凝土中加入钢纤维材料,其抗拉、抗弯以及抗渗水性能分别提高了65.6 %、94.7 %、98.1 %;并通过现场试喷,选定符合设计要求、经济合理的配合比,在摩天岭隧道通风斜井施作了湿喷钢纤维混凝土,以单层衬砌代替原设计的复合式衬砌。工程实践证明,钢纤维湿喷混凝土,其支护强度达到了设计要求,喷射作业回弹损失量减少7 %～15 %。研究成果可为类似隧道纤维喷射混凝土单层衬砌技术的应用提供参考。     

机制砂水工混凝土掺入矿物掺合料力学性能影响研究

试验研究了水工混凝土和易性、抗压强度受不同类型砂的影响,进一步揭示全机制砂水工混凝土抗氯离子渗透性和强度的影响。结果表明：河砂低于混合砂和机制砂水工混凝土抗压强度,但和易性较好;随粉煤灰掺量的增加机制砂水工混凝土强度逐渐减小,后期抗压强度降幅随养护龄期的延长而变缓;粉煤灰的“活性效应”能够增强机制水工混凝土强度、抗氯离子渗透性等,掺量不超过30%时其各项性能整体良好。     

预应力轨枕疲劳试验研究

介绍了预应力轨枕生产工艺，分析了预应力轨枕在工作时的受力状况，对预应力轨枕进行了疲劳试验，对试验结果进行了分析，基于试验研究的结论，提出了在预应力轨枕中掺入体积率为1％的钢纤维作为改进的设计方案，并对改进的轨枕进行了试验研究，试验研究证明因钢纤维自身阻裂效应及其与预应力阻裂能力的复合，大幅度地减少了在疲劳荷载作用下轨枕的加载最大裂宽和裂高，剩余最大裂宽和裂高，由此可见，预应力钢纤维高强度混凝土轨枕比原轨枕的性能要高。     

某公路隧道不同纤维混凝土支护结构性能比较

软弱、破碎围岩的公路隧道支护一直是困扰公路隧道施工的技术难题。结合三里冲软弱围岩公路隧道工程地质条件和隧道开挖设计参数,采用FLAC软件对钢纤维混凝土锚喷和聚丙烯纤维混凝土锚喷2种初期支护结构进行数值模拟研究。从应力、位移和塑性区3个方面分析隧道围岩的稳定性。计算结果表明,聚丙烯纤维混凝土锚喷支护结构能充分发挥围岩自承载能力,提高隧道的稳定性,能有效减少二次衬砌混凝土的厚度。     

承压型预应力基础抗浮锚杆关键技术研究

针对目前抗浮锚杆存在的锚固效率低、耐久性和抗腐蚀性差等问题,提出了一种带有螺旋箍筋的承压型预应力基础抗浮锚杆。通过现场原位试验和数值模拟分析,通过与传统非预应力全长黏结的抗浮锚杆进行对比分析,对承压型预应力抗浮锚杆受力特点、承载能力及工程应用等进行研究,结果表明,通过在浆体内设置螺旋箍筋,提高了浆体的抗裂、抗压性能,避免了浆体开裂引起的钢筋锈蚀问题,提高了锚杆的承载力、可靠性及耐久性,进而确保抗浮工程的安全,其社会效益和经济效益巨大,在基础抗浮工程中具有广阔的应用前景。     

抗拔法测强曲线的建立与应用

本文应用先进的CAPO实验仪,建立了广州地区抗拔法测定结构混凝土强度的经验曲线,并取得了较好的应用效果。