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以木塑復合材料、無堿玻璃纖維織物以及不飽和聚酯樹脂為原料,采用真空導入工藝制造復合材料-木塑組合柱。對該組合柱進行軸心受壓試驗,得到其失效模式、承載力以及縱向變形等力學行為。試驗結果表明:復合材料-木塑組合柱在軸壓荷載作用下,主要破壞模式為軸向受壓破壞,且在復合材料面層出現橫向裂紋;組合柱極限承載力隨著截面尺寸的增加而顯著提高,而且組合柱具有良好的延性。采用考慮組合效應的分析方法對該組合柱的軸壓承載力進行預測,結果表明當組合系數取0.3時,理論計算結果與試驗結果吻合較好。為了研究鋼纖維對高強輕骨料混凝土彎曲韌性和抗沖擊性能的影響規(guī)律,對鋼纖維摻量(體積分數)分別為0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%的鋼纖維高強輕骨料混凝土(SFHLWC)進行了抗彎性能和自由落錘抗沖擊性能試驗,實測了其荷載-撓度曲線和初裂沖擊次數、破壞沖擊次數,并計算了韌性指數和沖擊能量.結果表明:摻入鋼纖維能顯著提高高強輕骨料混凝土的彎曲韌性和抗沖擊性能,鋼纖維高強輕骨料混凝土的韌性指數與沖擊能量呈對數關系.高青涂塑鋼管可提供技術指導首先利用Catia軟件建立了風電葉片葉根模型,在專業(yè)網格劃分工具中劃分網格,采用商用有限元軟件進行分析,結合有限元分析結果和載荷Markov矩陣,通過Matlab軟件編寫的疲勞損傷程序進行損傷分析,終得到螺栓的損傷數值。比較了螺母下陶瓷墊圈存在與不存在時的螺栓應力,并分析了墊圈的存在對螺栓疲勞性能的影響。仿真結果表明采用螺母下放置陶瓷墊圈的方法可使螺栓損傷顯著降低,疲勞性能有效提高。試驗研究了加速碳化和氯離子誘導交互作用下混凝土中鋼筋的銹蝕行為.利用電化學工作站測試了混凝土中預埋鋼筋加速腐蝕過程中的腐蝕電位和腐蝕電流密度.結合鋼筋周圍氯離子濃度及pH值的變化,分析了碳化和氯離子對鋼筋銹蝕的影響規(guī)律.結果表明:氯離子的滲入可快速導致鋼筋銹蝕;在碳化和氯離子交互作用下,碳化對鋼筋銹蝕過程具有延緩作用.為了研究玄武巖纖維(BF)布抗剪加固破損鋼筋混凝土深梁的應變變化規(guī)律,對6根破損的鋼筋混凝土深梁進行抗剪加固處理,對加固后的鋼筋混凝土深梁進行二次加載試驗。研究不同剪跨比、不同粘貼方式下鋼筋混凝土深梁的破壞過程、破壞形態(tài)及玄武巖纖維布和混凝土的應變分布規(guī)律以及不同因素對應變分布的影響,為抗剪加固破損鋼筋混凝土深梁的理論計算分析奠定基礎。制備出帶有壁厚減薄缺陷的鋼管,研究了玻璃纖維復合材料環(huán)向補強對鋼管抗內壓性能的影響。結果表明,缺陷面積決定復合材料的補強面積,復合材料補強邊界寬度超過缺陷軸向長度的80%時,補果較好,時復合材料斷裂,可充分發(fā)揮其性能;通過合理的設計,補強鋼管的短時壓力大于30MPa,達到無缺陷鋼筒壓力水平,同時疲勞次數大于15000次,補果優(yōu)異。高青涂塑鋼管為了研究纖維格柵類型、舊水泥混凝土與纖維格柵表面處理狀況、粗集料粒徑對新/舊水泥混凝土黏結劈拉強度的影響,對10組150mm×150mm×150mm的新/舊水泥混凝土黏結立方體試塊進行劈拉試驗.分析了試件的劈拉破壞過程,探討了纖維格柵與新/舊水泥混凝土的黏結機理.結果表明:采用網格尺寸為5mm的玄武巖纖維格柵時新/舊水泥混凝土的黏結劈拉強度,舊水泥混凝土與纖維格柵表面處理狀況對新/舊水泥混凝土黏結劈拉強度有較大的影響,而粗集料粒徑對新/舊水泥混凝土黏結劈拉強度影響較小.通過線性極化、電化學阻抗譜等測試方法,研究了耐蝕鋼筋和普通鋼筋在Cl-侵蝕環(huán)境下的腐蝕行為,對比了不同組成鋼筋間耐蝕性能的差異,并考察了主要成分為N,N-二甲基乙醇胺的阻銹劑與耐蝕鋼筋的協同防腐作用效果.結果表明:在Cl-侵蝕環(huán)境中,添加了單一合金元素Cr的耐蝕鋼筋耐蝕性能略有提高,而添加了Cu,Ni,Cr多種合金元素的耐蝕鋼筋耐蝕性能進一步提高.在摻加阻銹劑后,耐蝕鋼筋和普通鋼筋的耐蝕性能不同程度提升,其中,阻銹劑與耐蝕鋼筋的協同防腐作用使得鋼筋的腐蝕速率顯著降低.基于凍融與疲勞耦合作用下混凝土彈性模量衰減模型、凍融損傷的混凝土疲勞本構模型以及鋼筋的疲勞本構方程,通過ANSYS綜合各模型的材料參數,模擬預應力混凝土受彎構件在凍融與疲勞交替作用下的疲勞性能,并與試驗結果進行對比.結果表明:數值模擬的預應力混凝土構件彎曲撓度和上邊緣的應變與試驗結果吻合較好,所得結果可為實際工程中凍融環(huán)境下預應力混凝土疲勞性能的數值模擬提供有效方法.采用有限元軟件ANSYS分析了尺寸、電壓電極間距和表面粗糙度對鎳粉水泥基傳感器與其周圍混凝土應力/應變協調性的影響,進而對該傳感器的制作參數進行了優(yōu)化,并對優(yōu)化傳感器埋入混凝土后其自身及周圍混凝土的受力狀態(tài)進行了分析.結果表明:鎳粉水泥基傳感器的合適尺寸為20mm×20mm×40mm,電壓電極間距為5mm,并盡量使其表面粗糙;鎳粉水泥基傳感器埋入混凝土中的受力狀態(tài)近似于單軸受力狀態(tài),其與周圍混凝土的應力差別較大,應變基本協調,將其應用于混凝土結構健康監(jiān)測時需對測試結果進行修正.
根據復合材料熱膨脹系數的細觀力學分析,確定玻璃鋼貯罐不同鋪設單層的熱膨脹系數;通過ANSYS大型通用有限元軟件,計算了在低溫環(huán)境下貯罐內的介質水結冰時由于體積膨脹受到約束而對貯罐產生的應力應變;計算分析了冰塊厚度不同時貯罐的應力應變變化規(guī)律。計算結果表明,貯罐溫度降低、水結冰對玻璃鋼貯罐產生不可忽略的附加應力與應變;因貯罐結構設計為變厚度鋪層,導致不同厚度的冰塊對貯罐產生的應力應變差別不是很大;低溫環(huán)境下使用時,建議貯罐設計時考慮低溫與結冰工況的影響。研究了黏細菌對砂漿滲透性和砂漿表面微觀結構的影響.砂漿試件分別浸泡于海水、2216E液體培養(yǎng)基和接入的黏細菌2216E液體培養(yǎng)基浸泡液中154d.利用測試距砂漿表面不同深度處的氯離子含量和浸泡液的pH值來評價微生物對砂漿滲透性的影響.結果表明:黏細菌對氯離子滲入砂漿有阻礙作用并能減少砂漿內部OH-的溶出;經接入黏細菌的2216E液體培養(yǎng)基浸泡后,砂漿表面覆蓋有一層布滿桿狀細菌的膜層,該生物膜層可能是浸泡液中氯離子滲入砂漿內部和阻礙砂漿內部OH-層滲漏的主要因素.
為改善現有氯離子擴散理論模型不能考慮計算期內大氣溫度、大氣濕度隨時間變化的不足,在Fick第二定律基礎上,提出了一個計算氯離子在混凝土中擴散的新方法.該方法不但能考慮水灰比、齡期、溫度、濕度、混凝土與氯離子結合能力的影響,而且能考慮混凝土結構服役期內大氣溫度和大氣濕度的時變效應.通過與理論模型和有限差分法計算結果的對比,驗證了該方法的正確性和有效性.采用4個受損軸壓鋼管混凝土柱試件和4個用碳纖維復合材料(carbon fiber reinforcedplastics,CFRP)加固的受損軸壓鋼管混凝土試件進行對比試驗研究,分析兩者的受力機理,評價CFRP加固受損軸壓鋼管混凝土承載力提果.結果表明:由于CFRP的環(huán)向約束,受損鋼管混凝土的鋼管和核心混凝土的徑向變形受到了限制,受損鋼管混凝土軸壓承載力有不同程度提高,且其提果隨著長細比的增加而變小;提出了加固前后受損鋼管混凝土承載力計算方法,其計算結果與試驗結果吻合良好.通過對復合材料壓力容器進行24小時氣密性檢驗,測試得到壓力容器充壓后溫度穩(wěn)定時間和壓力穩(wěn)定時間,分析壓力容器充壓壓力和溫度之間的關系。擬合實驗結果得到的壓力-時間方程和溫度-時間方程可以用來預測不同充氣壓力下的溫度效應。將某高模量劑原樣及其磨細樣本分別分散到基質瀝青中獲得2種高模量瀝青膠結料,利用掃描電子顯微鏡和動態(tài)剪切流變試驗分析了高模量劑在瀝青膠結料中的微觀分散狀態(tài)和瀝青膠結料的宏觀力學特性;然后以2種粒度的高模量劑制備了高模量瀝青混合料,分別利用抽提試驗和瀝青混合料路用性能試驗對比了高模量劑在瀝青混合料中的熔融狀態(tài)及其對瀝青混合料路用性能的影響.結果表明:降低高模量劑粒度可實現其與瀝青更好的分散與混融效果,提高瀝青膠結料的存儲模量,且可改善高模量瀝青混合料的路用性能. 高青涂塑鋼管可提供技術指導
