全珊瑚骨料海水混凝土力学性能试验研究

为了探讨全珊瑚骨料海水混凝土的基本力学性能,并比较其与普通混凝土和轻集料混凝土的差异,通过实验系统测定了珊瑚混凝土的基本力学性能,建立了其轴心抗压强度(f_(c,m))、劈裂抗拉强度(f_(sp,m))、抗折强度(f_(t,m))与立方体抗压强度(f_(cu,m))之间的线性关系与计算公式。结果表明:在强度等级C20~C50的范围内,珊瑚混凝土的f_(c,m)和f_(sp,m)分别比普通混凝土的f_(c,m)和f_(sp,m)高出10%~48%和9%~33%,随着强度等级的提高,两种混凝土之间的差距在减小。珊瑚混凝土的f_(t,m)与普通混凝土的ft,m之间的差异规律与强度等级有关,较低强度等级的C30珊瑚混凝土ft,m比普通混凝土的f_(t,m)要高4%,而较高强度等级的C55珊瑚混凝土f_(t,m)比普通混凝土的f_(t,m)低13%。较高强度等级的C50珊瑚混凝土f_(c,m)、f_(sp,m)和f_(t,m)分别比页岩陶粒轻集料混凝土的f_(c,m)、f_(sp,m)和f_(t,m)低11%、0.9%和4%。     

软弱地质体对反转构造变形制约作用的物理模拟及其应用

深水盆地的构造变形表明,大陆边缘上常存在与刚性地质体相对应的软弱地质体,它们不仅加强了裂陷期的沉降变形,而且加强了挤压反转期的褶皱隆升。为了揭示软弱地质体对构造变形的影响,作者利用物理模拟方法设置了4组实验,基于模拟结果讨论了琼东南盆地西南部反转构造的发育机制。实验对比分析发现,无论哪种应力场下反转变形都更容易在软弱区集中,软弱区所处构造位置及其所受应力性质对反转构造发育起着重要的控制作用。通过模拟结果与实际构造对比分析,认为琼东南盆地西南部构造反转发育主要受斜向挤压应力和软弱体的共同影响,推测其挤压应力来源于盆地西北部,可能与印支地块的旋转挤出作用有关。     

砂岩储层全岩矿物模拟岩心的制作方法研究与评价

主要介绍了砂岩储层全岩矿物模拟岩心的制作原理、制作方法,并对所制作的模拟岩心和天然岩心进行孔隙特性和实验性能对比评价。研究出一种新型环保硅酸盐类复合胶结剂,找出了影响模拟岩心强度和渗透率的主、次因素。确定了模拟岩心的制作方法,制作出具有完好外观且具有天然岩心的成分特性、孔隙特性、渗透特性、敏感特性和实验规律的模拟岩心,可代替天然岩心进行采油工程措施的室内模拟实验,既填补了无天然岩心就无法进行室内实验的空白．又解决了因天然岩心的非均质性导致实验数据重复性差或无可比性的难题。     

钢纤维自密实混凝土的流变参数及其剪切增稠特性研究

采用现代技术配制自密实混凝土,能有效拓展水泥基材料在现代海洋、交通以及水利等工程领域的应用范围。采用坍落扩展度等指标对钢纤维自密实混凝土的传统工作性能进行表征,使用流变仪对拌合物的流变特性进行了测试,并对硬化后的钢纤维自密实混凝土的抗压强度进行了测试。结果表明,对于钢纤维自密实混凝土,使用幂律型的Herschel-Bulkley方程获得的屈服应力、黏度系数和流动指数这三项流变参数能够很好地反映拌合物的流变性能。     

北部湾地区不同相对密度的海砂力学特性分析

为探究相对密度和有效围压对饱和海砂力学特性的影响,利用GDS动态三轴试验仪,对广西北部湾地区海砂开展了一系列固结排水三轴剪切试验,分析了相对密度、有效围压对饱和海砂强度特征、体变特征、割线模量以及摩擦角的影响规律。结果表明：随着围压的减小或相对密度的增大,试样体积应变不断增大,而相对密度或有效围压的增加均会提高试样的峰值强度,有效围压与峰值强度之间呈现良好的线性增长关系。随着围压的减小或相对密度的增大,应力相对软化系数、剪胀系数均不断增大,且有效围压与应力相对软化系数、剪胀系数分别呈线性和半对数线性相关。割线模量随轴向应变的增加整体呈衰减趋势,各试验工况下轴向应变为5%时试样的割线模量相比于轴向应变0.164%衰减了80%~90%。饱和海砂的峰值摩擦角随相对密度的增加而增大,随有效围压的增大而减小,相对密度D_r为50%时有效围压σ_c为50 kPa对应的峰值摩擦角是σ_c为200 kPa的1.098倍。     

热带海岛混凝土在腐蚀介质中的腐蚀及反腐蚀措施的研究

本文重点讨论热带海岛环境下混凝土在腐蚀介质中的腐蚀机理，探讨腐蚀与材料之间的关系。应用数理统计方法，得出混凝土在腐蚀前后各项参数变化的相关关系。利用扫描电子显微镜对混凝土试样作显微观察分析，从微观上掌握混凝土腐蚀的机理并提出一些反腐蚀方法和措施。试图证明使用抗硫酸盐水泥、珊瑚礁砂屑、海水拌制混凝土在海岛工程建设中有较大社会效益和经济效益。以上结果具有一定的实用和科学意义     

超声回弹综合法检测单一构件混凝土强度推定值的保证率分析

在实际工程检测数据的基础上,利用M on te C arlo试验对单一构件混凝土强度推定值的保证率问题进行了分析。30片梁板实测数据分析结果表明:将构件各测区混凝土强度换算值的最小值作为该构件的混凝土强度推定值的保证率范围为79.0%~94.2%,小于《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS 02:88)规定的95%保证率要求,因此,对结构性能鉴定而言该混凝土强度推定值是偏于不安全的,应引起试验检测人员的充分重视。     

基于简单台风模型的台风“海马”强度变化机制研究

台风强度预报误差较大,相关物理机制有待深入研究。针对台风“海马”个例,利用台风最佳路径数据集和欧洲中心再分析资料设定台风特征参数,使用基于海-气相互作用理论的简单台风模型对台风“海马”进行数值模拟,并针对焓交换系数与拖曳系数比值开展敏感性试验。控制试验结果表明,在台风的成熟期,台风的切向动能主要存在于眼壁外侧的云下层和对流层中下层,而径向动能主要集中在对流层上部和眼壁外侧的云下层,这些结果描述了台风成熟期的基本特征。敏感性试验表明,当海洋表面焓交换系数与拖曳系数的比值增大时,台风的主级环流与次级环流明显增强,台风边界层的平均径向风速度分布更趋向中心,且风速明显增加,同时,垂直上升速度增加,台风切向动能明显增加,台风强度增强。研究结果有助于理解海气交换对台风强度的影响。     

多消浪室开孔沉箱消浪特性的数值模拟研究

本文基于雷诺平均的Navier-Stokes方程和k-ε模型求解湍流流动,采用流体体积法(Volume of Fluid,VOF)追踪自由表面运动,建立无反射波浪数值水槽,对多消浪室开孔沉箱的消浪特性进行数值模拟研究.将单消浪室和多消浪室开孔沉箱反射系数和结构前波面分布的数值分析结果与物理模型试验结果进行对比验证,两者...     

新型珊瑚海水混凝土力学性能试验研究

为了解决全珊瑚海水混凝土(coral aggregate seawater concrete,简称CASC)的脆性问题,采用碱式硫酸镁水泥(basic magnesium sulfate cement,简称BMSC)为胶凝材料和剑麻纤维为增韧材料制备了一种新型全珊瑚海水混凝土(NCASC),系统测定了基本力学性能,并与普通硅酸盐水泥制备的CASC、碱式硫酸镁水泥砂石混凝土(basic magnesium sulfate cement concrete,简称BMSCC)、普通砂石混凝土(ordinary portland cement concrete,简称OPC)以及普通轻骨料混凝土(lightweight aggregate concrete,简称LAC)的力学性能进行对比。结果表明:立方体抗压强度(f_(cu),m)在15~35 MPa范围内的NCASC的轴心抗压强度(f_c,m)、劈裂抗拉强度(f_(sp),m)与f_(cu),m之间具有较显著的线性关系;对于f_(cu),m为15~35 MPa的混凝土,相同强度NCASC的f_c,m高于OPC、LAC及BMSCC,其f_c,m与f_(cu),m比值最大,大致在0.85~0.96之间,NCASC的f_(sp),m比OPC和LAC高,但比BMSCC低,且随着强度的提高,OPC与NCASC的f_(sp),m间的差距在增大,而LAC和BMSCC与NCASC的f_(sp),m间的差距在缩小;在强度等级C15~C55的范围中,NCASC和CASC的f_(sp),m、f_c,m与f_(cu),m之间的关系基本可以采用相同的线性回归方程来描述,利用这两个回归线性方程得到对应于标准强度等级的CASC和NCASC的f_(sp),m和f_c,m数据,为CASC力学性能研究与结构设计提供参考依据。     

Flexural performances of prestressed high strength concrete piles reinforced with hybrid GFRP and steel bars

Abstract

This study developed prestressed high-strength concrete (PHC) piles reinforced with high-strength materials (glass fiber-reinforced polymer (GFRP) bars) for flexural performance enhancement. Flexural strengths and behaviors of PHC piles reinforced with hybrid GFRP and steel bars were experimentally investigated, respectively. Large-scale specimens with total lengths of 12,000?mm and diameters of 600?mm were constructed and tested under bending, accompanied by evaluation of effects of non-prestressed reinforcement type and longitudinal reinforcement ratio. J-factors were calculated to evaluate deformability of all the specimens. PHC piles reinforced with GFRP bars were demonstrated to have much higher flexural capacity than those reinforced with steel bars. Moreover, strains at the midspans of cross sections of all the specimens basically conformed to the assumption of plane section. Failure of PHC piles reinforced with GFRP bars was attributable to gradual concrete crushing, while that of PHC piles reinforced with steel bars resulted from steel yielding. Results of this study were expected to provide theoretical basis for wide engineering applications of PHC piles reinforced with hybrid GFRP bars and steel bars in marine structures.