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海工混凝土结构荷载水平分析

水运工程 2015年第1期 75-79页

作者：苏林王应宗权刘培鸽李平杰中交四航工程研究院有限公司广东广州510230

为了获得典型构件在实际服役环境中的荷载水平范围,选取在役的3个码头梁构件设计实例,以横梁、纵梁、轨道梁为研究对象,理论分析出构件在“永久荷载”或“永久荷载＋可变荷载”作用下的荷载水平;另在华南地区选取某高桩码头,进行现场应... 详细信息

为了获得典型构件在实际服役环境中的荷载水平范围,选取在役的3个码头梁构件设计实例,以横梁、纵梁、轨道梁为研究对象,理论分析出构件在“永久荷载”或“永久荷载＋可变荷载”作用下的荷载水平;另在华南地区选取某高桩码头,进行现场应力测试与分析,得到实际服役环境下的构件荷载水平。通过现场应力测试及典型实例理论分析,确定了码头正常使用条件下钢筋混凝土结构荷载水平范围为0.1~0.47,为开展在役海工结构实际服役状态的荷载模拟试验提供依据,为码头结构设计提供参考。

关键词：海工混凝土结构荷载水平理论分析现场应力测试荷载水平范围

海洋浪溅区环境下荷载水平对混凝土中氯离子扩散影响试验研究

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中国水运（下半月） 2013年第1期13卷 255-256,259页

作者：谢生勇姚志安中交一航局第一工程有限公司天津300456 广东省公路建设有限公司广东广州510600

为研究海洋浪溅区环境条件和弯曲荷载共同作用下氯离子在混凝土中的扩散规律,测试了在持续弯曲荷载作用下的混凝土于海水溶液中浸泡60d后的自由氯离子含量。试验结果表明:当弯曲荷载水平少于0.3时,混凝土抗氯离子扩散性能受荷载水平的... 详细信息

为研究海洋浪溅区环境条件和弯曲荷载共同作用下氯离子在混凝土中的扩散规律,测试了在持续弯曲荷载作用下的混凝土于海水溶液中浸泡60d后的自由氯离子含量。试验结果表明:当弯曲荷载水平少于0.3时,混凝土抗氯离子扩散性能受荷载水平的影响较小,当荷载水平达到0.4时,对混凝土抗氯离子扩散性能影响较大。持续弯曲荷载作用增加了氯离子在混凝土中的含量,氯离子扩散系数与荷载作用有一定的关系。

关键词：混凝土氯离子扩散海洋浪溅区荷载水平

基于CT扫描的砂岩主次裂纹扩展特征及影响因素研究

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岩土工程学报 2022年第4期44卷 702-711,I0006页

作者：王帅许莹张艳博姚旭龙刘祥鑫梁鹏华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 华北理工大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室河北唐山063210

为了研究岩石在压应力条件下主次裂纹的萌生及扩展规律,对砂岩在单轴压缩条件下的破裂过程进行CT扫描试验,分析了砂岩中主次裂纹的形貌特征;同时,定量探讨了砂岩在不同变形阶段主裂纹的表面积和体积以及次生裂纹的分形维数,并运用Image ... 详细信息

为了研究岩石在压应力条件下主次裂纹的萌生及扩展规律,对砂岩在单轴压缩条件下的破裂过程进行CT扫描试验,分析了砂岩中主次裂纹的形貌特征;同时,定量探讨了砂岩在不同变形阶段主裂纹的表面积和体积以及次生裂纹的分形维数,并运用Image pro plus 6.0和Image J软件计算了砂岩在不同高度位置主次裂纹的长度和数量,研究了主次裂纹的扩展及其影响因素。研究结果表明,主导砂岩破裂的是萌生于砂岩表面两种不同方向的主裂纹,主裂纹表面积和体积的增长速率随着荷载水平的增加而不同。在主裂纹的周围产生了许多次生裂纹,次生裂纹的分形维数随着荷载水平的增加而非线性增加。不同荷载水平下,砂岩在不同高度位置的主次裂纹长度和数量变化各不相同。在砂岩破坏前,影响砂岩主次裂纹扩展的主要因素是主裂纹的长度,在砂岩破坏后,影响砂岩主次裂纹扩展的主要因素是次生裂纹的长度。该结论对未来岩石破坏失稳的预测分析奠定了理论基础。

关键词： CT扫描试验主裂纹次生裂纹荷载水平

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重组竹顺纹受压蠕变性能及预测模型

复合材料学报 2021年第3期38卷 944-952页

作者：陈思魏洋赵鲲鹏杭晨赵康南京林业大学土木工程学院南京210037

为研究重组竹顺纹受压蠕变性能,对12个重组竹受压试件进行了蠕变试验,通过分析蠕变增长率和Burgers模型中各参数,得到重组竹受压试件受压蠕变变化规律。结果表明,重组竹在持续受压荷载作用下,应力水平较低时,蠕变变形发展稳定,不会发生... 详细信息

为研究重组竹顺纹受压蠕变性能,对12个重组竹受压试件进行了蠕变试验,通过分析蠕变增长率和Burgers模型中各参数,得到重组竹受压试件受压蠕变变化规律。结果表明,重组竹在持续受压荷载作用下,应力水平较低时,蠕变变形发展稳定,不会发生承载力破坏;应力水平较大时(达到60%极限载荷水平),将会直接导致重组竹受压屈曲破坏,蠕变变形呈非稳定性增长;重组竹受压蠕变应变增长率随时间增加而逐渐增大,其增长速率则呈减速状态,受压蠕变的应变增长率随应力比增加而增大。基于试验结果,分析了重组竹受压蠕变试验的弹性变形、黏弹性变形和黏性变形的变化规律,对不同荷载水平的Burgers模型参数进行确定,并进一步推导了Burgers模型参数随应力水平的变化规律。基于此,建议考虑荷载水平的重组竹受压蠕变预测模型,模型预测结果与试验曲线一致。

关键词：重组竹受压变形短期蠕变 Burgers模型荷载水平

高强轻骨料混凝土深受弯构件剪切损伤演化与服役性能研究

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工程力学 2020年第8期37卷 40-54页

作者：魏慧吴涛孙俐欣李磊刘喜长安大学建筑工程学院陕西西安710061

偶然的超越荷载、长期的环境侵蚀及温度变形等易导致深受弯构件斜截面的服役能力降低,出现开裂,影响正常使用。完成15根高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能全过程试验,系统研究了剪切荷载作用下的损伤演化规律,分析了剪跨比、加载板宽... 详细信息

偶然的超越荷载、长期的环境侵蚀及温度变形等易导致深受弯构件斜截面的服役能力降低,出现开裂,影响正常使用。完成15根高强轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能全过程试验,系统研究了剪切荷载作用下的损伤演化规律,分析了剪跨比、加载板宽度和截面高度对构件受剪服役能力的影响,基于裂缝发展趋势建立裂缝宽度与荷载水平的宏观对应关系,探讨了相关规范中正常使用阶段斜裂缝宽度限值对该类构件的适用性。研究表明:随剪跨比和加载板宽度增大,试件最大斜裂缝宽度呈增长趋势,且配置足够数量的水平和竖向腹筋能够有效抑制深受弯构件的斜向开裂,试件名义斜向开裂强度和最大斜裂缝宽度均受尺寸效应影响较小;受剪全过程中试件的宏观剪切裂缝宽度与相应承担荷载水平呈现显著对应关系,且基于普通混凝土深受弯构件试验数据建立的服役性能评价指标可用于高强轻骨料混凝土深受弯构件服役性能预测;按我国规范中最小腹筋配筋率设计的高强轻骨料混凝土深受弯构件难以满足斜裂缝宽度限值要求,建议适当增大腹筋最小配筋率。

关键词：高强轻骨料混凝土深受弯构件服役性能斜裂缝宽度荷载水平

土工膜蠕变与蠕变恢复特性试验及数学模型研究

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岩土工程学报 2022年第11期44卷 2143-2150页

作者：岑威钧文震宇李邓军王力波河海大学水利水电学院江苏南京210098

开展了3种不同厚度的HDPE土工膜6种荷载水平下的蠕变与蠕变恢复试验,对土工膜蠕变与蠕变恢复特性及其影响因素进行深入分析。研究表明:荷载施加与卸除的瞬间,土工膜产生瞬时变形,之后变形速率随时间逐渐变小。当荷载水平较低(如小于30%)... 详细信息

开展了3种不同厚度的HDPE土工膜6种荷载水平下的蠕变与蠕变恢复试验,对土工膜蠕变与蠕变恢复特性及其影响因素进行深入分析。研究表明:荷载施加与卸除的瞬间,土工膜产生瞬时变形,之后变形速率随时间逐渐变小。当荷载水平较低(如小于30%)时,土工膜蠕变随时间持续增加并较快地趋于稳定状态;当荷载水平较高(如大于40%~50%)时,土工膜将进入第二阶段蠕变,变形以恒定速率持续增长,不再稳定。当荷载水平超过20%时,完全卸载后土工膜蠕变恢复时产生残余变形,且残余变形随荷载水平增大近似呈线性增加。土工膜初始模量受荷载水平与蠕变过程的双重影响,当荷载水平上升至40%~50%时,其初始模量将显著下降超100 MPa,其中在加载初期初始模量下降约40%,经过蠕变后卸载初始模量进一步下降约30%。此外,改进建立了考虑材料黏弹性的土工膜蠕变联合元件模型及蠕变恢复模型,与试验数据对比验证了所建模型能较好地反映不同荷载水平下土工膜的蠕变及蠕变恢复过程。

关键词： HDPE土工膜蠕变蠕变恢复荷载水平联合元件模型

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摩擦型能源桩热–力耦合全过程承载性能分析

岩石力学与工程学报 2019年第12期38卷 2525-2534页

作者：蒋刚李仁飞王昊陈根路宏伟邵东南京工业大学交通运输工程学院江苏南京210009 常州纺织服装职业技术学院江苏常州213164 江苏省住房和城乡建设厅科技发展中心江苏南京210036

集地源热泵换热管路与建筑桩基为一体的能源桩长度越长,换热性能越好,但其热–力耦合承载性能却愈加复杂且少有关注。利用简化热–力耦合数值方法建立昆山某40m长摩擦型能源桩的数值模型,研究其全过程荷载–温度耦合作用下的荷载传递特... 详细信息

集地源热泵换热管路与建筑桩基为一体的能源桩长度越长,换热性能越好,但其热–力耦合承载性能却愈加复杂且少有关注。利用简化热–力耦合数值方法建立昆山某40m长摩擦型能源桩的数值模型,研究其全过程荷载–温度耦合作用下的荷载传递特征与桩顶位移变化。分析表明摩擦型能源桩在荷载–受热/受冷耦合作用下,桩顶荷载小于50%极限荷载P_u,即荷载水平较低(≤50%P_u)时,桩身轴力、桩侧摩阻力和桩顶沉降明显受温度变化的影响,桩身轴力变化最大达到3.1倍(25%P_u)和1.6倍(50%P_u),桩顶沉降变化幅度达到了66%(25%P_u)和25%(50%P_u)以上;当桩顶荷载水平较高(>75%P_u)时,桩顶荷载对能源桩荷载传递特征起主导作用,受冷/受热作用下的温度变化引起的桩身轴力和桩侧摩阻力变化幅度逐渐减小,但受冷工况下桩顶沉降却会有明显增加,桩顶沉降的变化使其已不适合继续作为能源桩使用。因此,工程桩基作为能源桩使用应控制荷载小于75%P_u,且应关注热–力耦合效应对承载性能的影响。

关键词：桩基础摩擦型能源桩热–力耦合荷载水平全过程承载性能桩顶沉降

双开洞钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究及承载力预测

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双开洞钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究及承载力预测

作者：班茂根广西大学

学位级别：硕士

为了满足建筑的功能和美学要求,经常需要在建筑的梁上开洞,以确保通风、消防、水、电和供暖管道的合理布局,同时还可以增加建筑物的净空高度,这实际上增加了使用空间,开阔了人们的视野。在总高度不变的前提下,增加了建筑层数,带来更高... 详细信息

为了满足建筑的功能和美学要求,经常需要在建筑的梁上开洞,以确保通风、消防、水、电和供暖管道的合理布局,同时还可以增加建筑物的净空高度,这实际上增加了使用空间,开阔了人们的视野。在总高度不变的前提下,增加了建筑层数,带来更高的经济效益。本试验依托于南宁某交通枢纽工程,其中停车库的梁为顶板的开洞框架梁,一方面由于顶板承接的是城市交通枢纽,连接机场、地铁及高铁等,会带动较大的车流量,因此车辆的来往就会带来双开洞梁的疲劳问题,且车辆的自重也是一个不确定的因素,不同的车流会产生不一样的荷载水平通过顶板作用于开洞梁;另一方面开洞处使得梁的连续性受到了一定的破坏,造成的应力集中问题同样不可避免,而目前把疲劳问题和开洞口问题相结合的研究也较少,考虑工程的长寿命主题,有必要进行研究。针对这一现状,对工程中一根典型梁做了模型试验,试验采用了3组荷载水平及2种剪跨比,通过4根双开洞梁试件完成疲劳荷载试验,基于试验中观察到的裂缝发展、破坏形态及获取到的荷载跨中挠度曲线,对试件疲劳后的破坏规律和力学性能进行分析,总结出不同荷载水平及不同剪跨比对梁试件的影响,并根据试验结果做了承载力的预测模型,主要成果如下:（1）对于不同荷载水平的构件,疲劳阶段的裂缝在荷载水平小的构件发展的最明显;疲劳阶段的裂缝多集中于洞口上梁;最终破坏均在洞口外侧上角与加载点连接的破坏面。（2）荷载作用位置在洞口内侧及洞口中部的构件的疲劳极限分别为7.96万次,6.93万次;洞口的削弱,使得洞口处分为了上下梁,剪力主要由在洞口上梁承担,当剪力超过洞口上弦杆的承载力即发生破坏,从而导致整体梁的承载力下降。（3）随着疲劳荷载次数的增加,平均裂缝宽度呈逐渐扩大的趋势。荷载水平为0.5和0.6试件的平均裂缝宽度较为接近,随疲劳荷载次数的增加,两者平均裂缝宽度变化也比较相近;荷载水平为0.7时,较荷载水平为0.6的平均裂缝宽度增长趋势更为迅速。相同疲劳荷载次数下,荷载水平为0.5和0.6时,其承载力变化不明显;荷载水平为0.7的试件承载力下降的较为明显,相比荷载水平为0.5的试件下降了20.4%。（4）相同的疲劳次数下,荷载水平越大,极限挠度越小;构件的初始刚度呈先增加后减小的趋势,在荷载水平大于0.5后,随着荷载水平增大,初始刚度有所减小,且比未疲劳的构件小;相同疲劳加载次数下,荷载水平越大,试件的耗能能力退化的越严重。（5）相同荷载水平下,在加载次数≤5万次时,剪跨比对构件的最大平均裂缝影响不大,而在疲劳次数≥5万次后,两者的平均最大裂缝均有不同程度的增大。从增长速率而言,加载在洞口内侧的裂缝发展速率更快。两者的初始斜率在荷载≤100k N时大致相同,在荷载≥100k N后,加载点在洞口中部的开洞梁较为明显的增强;无论是极限挠度还是下降到85%的挠度,加载点在洞口内侧的开洞梁的挠度明显比加载点在洞口中部的大。剪跨比越大,双开洞梁的初始刚度越小,在疲劳荷载次数≤5万次时,随着疲劳荷载次数的增加,构件的初始刚度也在不断增加,且剪跨比小的开洞梁初始刚度强化幅度大于剪跨比大的开洞梁,在疲劳荷载次数5万次时,强化幅度要大14.0%左右。（6）在试验分析数据的基础上,对裂缝宽度、极限承载力、挠度、初始刚度及耗能系数进行了归一化处理,通过数据拟合的手段,建立了针对各个疲劳力学性能的预测模型,给出了相同疲劳荷载次数下,不同荷载水平的预测计算式。

关键词：开洞疲劳钢筋混凝土梁荷载水平剪跨比承载力

荷载和高温对沙漠砂混凝土轴心抗压强度影响研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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荷载和高温对沙漠砂混凝土轴心抗压强度影响研究

作者：陶仁光宁夏大学

学位级别：硕士

随着城市化的快速发展,基础设施建设消耗了大量自然资源,建设用砂资源的短缺不可忽视。通过利用沙漠砂替代部分中砂建设工程项目,充分开发利用沙漠砂,减少对中砂资源开采,保护生态环境。在混凝土服役期间,混凝土结构面临复杂工作环境,... 详细信息

随着城市化的快速发展,基础设施建设消耗了大量自然资源,建设用砂资源的短缺不可忽视。通过利用沙漠砂替代部分中砂建设工程项目,充分开发利用沙漠砂,减少对中砂资源开采,保护生态环境。在混凝土服役期间,混凝土结构面临复杂工作环境,如荷载作用及高温火灾。为了研究荷载和高温对沙漠砂混凝土轴心抗压强度影响规律,本文通过沙漠砂混凝土棱柱体试件轴心抗压强度试验、质量损失率试验、超声检测试验、X射线单晶衍射试验(XRD)以及电子扫描显微镜试验(SEM),以沙漠砂替代率、冷却方式以及砂率作为变化因素,探究不同荷载水平和温度组合作用下沙漠砂混凝土轴心抗压强度变化情况。为探究混凝土强度变化与其内部孔隙结构分布之间的联系,进行压汞试验,分析荷载水平、温度以及冷却方式对沙漠砂混凝土孔结构的影响。主要研究内容如下:1)进行沙漠砂混凝土常温下加载试验,研究在不同荷载水平作用下沙漠砂混凝土抗压强度、质量损失、超声波速变化规律,分析荷载作用后沙漠砂混凝土孔隙率以及孔径分布的变化。常温下对沙漠砂混凝土进行不同荷载水平循环加载后,其轴心抗压强度先增大后减小,超声波速不断降低。随着荷载水平增大,沙漠砂混凝土内部孔隙有一个先压缩闭合后扩张发展的过程。2)开展高温试验,探究荷载水平、沙漠砂替代率、冷却方式以及砂率等因素对混凝土强度以及应力-应变关系的影响。沙漠砂混凝土轴心抗压强度随温度升高不断降低;压汞试验结果表明温度使混凝土内部结构变得疏松,混凝土孔隙率随温度升高不断变大。建立沙漠砂混凝土轴心抗压强度与温度之间的关系模型,能较好地反映强度随温度变化规律。随着温度增大,沙漠砂混凝土的峰值应力不断减小,峰值应变不断变大,弹性模量快速降低,应力-应变曲线变得扁平。4)针对高温后沙漠砂混凝土质量和超声波速的变化开展试验研究,以温度、荷载水平、沙漠砂替代率、冷却方式和砂率作为影响因素探究其对混凝土指标的影响。沙漠砂混凝土质量、超声波速随温度增长不断降低,沙漠砂替代率和荷载水平对这两个指标的影响较温度影响不显著。建立质量损失率和超声波速与轴心抗压强度之间关系模型,通过这两个指标能较为准确地表征高温后沙漠砂混凝土剩余强度。5)利用XRD以及SEM技术分析不同冷却方式下的沙漠砂混凝土内部物质组成变化,建立混凝土宏观力学性能与内部孔结构劣化的关系。XRD试验结果表明高温后沙漠砂混凝土内部物质组成发生变化,水泥水化产物不断减少。SEM图像显示高温后混凝土内部孔隙增多,水化产物变得分散。

关键词：沙漠砂混凝土高温荷载水平应力-应变关系孔结构