基于纤维模型的受火后混凝土框架的有限元分析

为了分析受火后混凝土框架结构的残余力学性能,基于纤维模型的思路,将梁、柱构件截面划分成多个纤维,可以考虑构件截面的不均匀温度场分布以及受火损伤后材料力学性能的变化。以ABAQUS通用有限元软件为开发平台,利用Python编程语言对其进行二次开发,将SAP2000建立的模型文件导入到ABAQUS中,对基于纤维模型的混凝土框架进行受火后的温度场分析和非线性力学分析。通过一个多层多跨三维混凝土框架火灾反应的实例,对该框架在受火后的力学反应进行了分析,可为评估混凝土框架结构受火后的残余力学性能提供参考。     

玄武岩纤维片材和碳纤维片材高温后拉伸性能比较

对未经环氧树脂浸渍以及经环氧树脂充分浸渍的单向玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）片材和碳纤维增强复合材料（CFRP）片材进行了高温后拉伸性能试验。试验结果表明,常温下和高温后BFRP片材的拉伸强度和拉伸模量均远远小于CFRP片材,但伸长率一般高于CFRP片材;常温下,环氧树脂的存在能够显著提高FRP片材的拉伸强度,但高温处理后,环氧树脂的作用不明显,尤其对于CFRP片材;浸渍环氧树脂的CFRP片材和BFRP片材的拉伸强度随温度的变化规律基本一致,均呈现出先降后升再降的趋势,并在150℃左右时取得最大;浸渍和未浸渍环氧树脂的FRP片材在经历300～400℃高温处理后强度均出现急剧下降;当处理温度大于200℃时,处理时间越长,FRP片材的拉伸强度和拉伸模量下降越多。     

四种因素对纤维加筋盐渍土抗压性能的影响

滨海盐渍土的盐胀、溶陷和吸湿软化等不良特性导致其抗压性能的降低。选择含水率13%、15%、17%,干密度1.77、1.80、1.84 g/cm3,加筋长度为6、12、19、25、31 mm,质量加筋率为0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%四种影响因素,开展聚丙烯纤维加筋土的无侧限抗压试验。试验表明,抗压强度随含水率的增加而减小,随干密度的增大而增大,随加筋长度和质量加筋率的增加先增大后减小,在加筋长度为19 mm和质量加筋率为0.2%时强度达到峰值;应力-应变曲线均呈应变软化型,含水率对应力-应变的影响程度最大。多元非线性逐步回归分析得出4种因素对抗压性能的影响程度大小依次为含水率、干密度、质量加筋率和加筋长度,纤维加筋可明显提高滨海盐渍土的抗压强度及抗变形性能。     

桥梁结构弹塑性地震反应分析新进展

介绍了地震反应分析理论和方法发展的基本概况,并对弹塑性地震反应分析中采用的纤维梁柱单元及国外新近出现的IDA方法进行了详细的说明。在此基础上,对能够有效解决弹塑性地震反应分析计算的OpenSEES软件系统做了介绍。     

海洋环境下玄武岩纤维加筋砂土抗液化性能的试验研究

历史资料表明,海域砂土液化引起的场地失效是造成震害的重要原因之一。本文围绕海洋腐蚀环境下的砂土抗液化性能的提升需求,通过室内试验探讨了玄武岩纤维加筋砂土在海洋环境下的抗液化特征：研究了纤维含量对波浪荷载作用下饱和砂土抗液化强度、超静孔隙水压力,以及应力—应变发展特征的影响。试验结果表明：纤维的掺入能够有效提高砂土在海洋环境下的抗液化强度,但存在纤维含量的阈值,纤维加筋增强法不会改变砂土的液化模式,在波浪低频荷载作用下,砂土呈现出了明显的剪胀特征,纤维含量对临界状态应力比具有显著影响,对相转换状态应力比影响较小,研究成果为海洋工程中纤维加筋土的推广应用提供了有价值的参考。     

聚丙烯纤维和水泥对粘性土强度的影响及机理研究

选取聚丙烯纤维和水泥作为加固材料,在室内试验的基础上,研究了单独的纤维和水泥对粘性土强度的影响及其的综合作用,分析了它们的作用机理。试验中,3种不同百分比(0.05%,0.15%和0.25%素土重)的纤维和两种不同百分比的(5%和8%素土重)水泥分别掺入到粘土试样中,配制了12组试样,进行了无侧限抗压试验。试验结果表明,纤维和水泥均能够提高土体的强度,纤维的加入改善了水泥土样的脆性破坏模式;纤维水泥土样的强度远远高于相同掺量下的纯纤维土和纯水泥的强度,甚至高于它们的强度之和。运用扫描电镜(SEM)从微观层次上分析了纤维和水泥加固粘性土的力学机理,发现纤维表面与土介质之间的粘结力和摩擦力对加固效果有直接影响。     

静电纺丝技术制备纳米纤维复合环氧涂层及其海洋防腐性能

纳米纤维可以填补有机涂层中存在的孔隙和微裂纹,并提高其抗腐蚀能力。本文介绍了一种利用静电纺丝方法在Q235碳钢表面制备纳米纤维,并与有机环氧树脂复合,进而提高树脂防腐性能的技术。制备了环氧-纤维复合涂层（PAN-NFs/EP）,采用电化学方法以及盐雾实验对复合涂层的防腐性能进行了表征,结果表明嵌入了纳米纤维的环氧复合涂层,其电化学阻抗提高了两个数量级,防腐性能明显提高。本研究对静电纺丝技术在海洋防腐中的应用具有一定的参考价值。     

干燥脱水过程中纤维加筋固化淤泥的强度特性

淤泥是一种天然含水率高且力学性质极差的固体废弃物,采取有效的技术方法进行快速脱水和增强可以实现淤泥资源化和高效利用。选取离散短丝聚丙烯纤维作为加筋材料,水泥和粉煤灰作为固化材料,通过开展无侧限抗压试验,研究了纤维加筋固化淤泥在干燥路径中强度的变化,并分析了干燥过程中不同目标含水率状态(分别为45%,40%,35%,30%,25%,20%,15%,10%和5%)和纤维掺量(0~0.8%)对加筋固化淤泥强度的影响机理。结果表明:①纤维的加入能有效提高固化淤泥的峰值强度和残余强度,且强度值随纤维掺量的增加呈现先上升后下降的趋势,最优纤维掺量为0.1%;②干燥脱水过程中,试样的无侧限抗压强度随含水率的减小近似于线性增加,破坏形式由塑性破坏逐渐向脆性破坏过渡,而纤维的加入可以有效抑制试样的脆性破坏,提升试样的韧性;③纤维加筋对固化淤泥强度的贡献随含水率的减小而逐渐增加,根本原因是纤维—淤泥界面作用力在低含水率条件下能得到更佳的激发。     

纤水镁石的提纯与改性

纤水镁石是一种天然水镁石矿物,呈纤维状集合体,纤维束的分散是其有效利用的前提;同时,矿物表面极性基团OH-与有机基体的相容性差,进行表面改性可改善其在材料中的分散性和相容性,对于扩展纤维的应用领域有重要意义。     

An In Vitro Investigation of Pulmonary Alveolar Macrophage Cytotoxicity Introduced by Fibrous and Grainy Mineral Dusts

In order to study the damage mechanism of mineral dusts on the pulmonary alveolar macrophage （AM）, the changes in their death ratio, malandialdthyde （MDA） content and activities of lactate dehydrogenase （LDH） and superoxide dismutase （SOD） were measured, and the technique of cell culture in vitro was used to investigate the cytotoxicity of six mineral dusts （twelve crystal habits） from twelve mineral deposits. The results show that woUastonite and clinoptilolite have no AM cytotoxicity, while other fibrous and grainy mineral dusts damage pulmonary AM in various degrees. The cytotoxicity of fibrous mineral dusts was greater than that of the grainy ones, and the cytotoxicity of dusts was positively correlated with the active OH- content in dusts, but not necessarily so with its SiO2 content. The high pH values produced by dust was unfavorable for the survival of cells and the dusts with low bio-resistance were safe for cells. The content of variable valence elements in dusts might influence their cytotoxicity and the surface charge of dusts was not a stable factor for their toxicity. It is demonstrated that the shape of mineral dusts was one of the factors affecting cytotoxicity, and that the cytotoxicity of mineral dusts depends mainly on their properties.