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关键词： 聚乙烯醇纤维   再生混凝土   压-剪复合受力   抗剪强度   力学性能  

摘要： 为了研究压剪作用下外掺聚乙烯醇(PVA)纤维对再生混凝土力学性能的影响,以再生粗骨料取代率、压应力比和PVA纤维体积掺量为变化参数,设计并制作144个立方体试件进行压剪试验。观察了试件的破坏形态,得到了荷载-位移曲线及垂直变形-剪切位移曲线,分析了不同变化参数对抗剪强度、峰值位移的影响规律。结果表明:0.1%体积掺量的PVA纤维对再生混凝土的抗剪强度提高了10%;随着压应力比的增大,试件的抗剪强度呈增大趋势,平均增大了2.03倍;与普通混凝土相比,再生混凝土试件的抗剪强度平均降低了13%;当再生粗骨料取代率为100%时,PVA纤维最佳掺量为0.1%;提出了纤维掺量为0.1%时压剪作用下PVA纤维再生混凝土抗剪强度计算公式。

关键词： 教学改革   综合设计型实验   实践能力   土力学实验  

摘要： 结合土力学实验教学中存在的问题,以学生实践能力培养为目标,针对专业研究和行业领域关注的土力学问题开展实验教学改革。围绕提升课程设计性和综合性提出具有较强自主性、开放性和实践性的实验课题,学生以项目小组形式全过程负责研究背景、方案设计、实验准备、试验测试及结果分析等实践过程,激发学习主动性,提高实践和创新能力,具有较好的教学效果和示范意义。

关键词： 抗压强度   轻质混合土   粘聚力   植物纤维  

摘要： 为了解决废弃轮胎颗粒造成环境污染的问题,我们尝试利用弃轮胎作为建筑材料。其具有质量小、减震性能好、吸声强等优点,在减少环境污染的同时还可以在一定程度上降低工程建设成本。对于节约资源、保护环境和可持续发展具有重要意义。植物纤维是一种环境友好型的材料。它不仅具有来源广、可再生、无污染、价格低等优势,而且天然植物纤维较高的强度与较轻的密度轻质、增强土体剪切强度和取材方便等特性,而且低碳环保、促进资源可持续发展。本实验通过单掺和双掺实验表明:掺入轮胎颗粒可以降低土体的质量,但抗压强度也有所下降,掺入适量的(0.25%左右)植物纤维可以提高土体的粘聚力,从而提高土体的抗压强度,这对于今后的工程有一定的参考意义。

关键词： 钢纤维   数值模拟   混凝土   网格   力学性能  

摘要： 在混凝土植入钢纤维网格,结合结构受力特点对钢纤维网格铺设方向进行调整,通过ANSYS软件,对钢纤维增强高性能混凝土力学性能的数值模拟进行了研究,结果表明,在载荷作用下,钢纤维网格轴向应力分布图中,大部分区域所受轴向应力是压应力,在构件的底部中间区域集中有拉应力,拉应力从中间部位向两端逐渐降低。在10.5 k N集中载荷作用下,试件钢纤维加入后,试件各节点位置轴向应力得到有效降低。加入钢纤维可使混凝土试件最大节点轴向应力、底部平均节点轴向应力均降低显著。钢纤维对混凝土构件挠度方向抗变形能力具有显著提高,截面尺寸相同的条件下,钢纤维增强混凝土相较于钢筋混凝土具有更有优良的抗变形能力,能够有效改善混凝土构件的局部抗拉性能。在10.5 k N载荷作用下,90°钢纤维网格混凝各节点在Y轴方向具有最大变形;35°钢纤维网格混凝各节点具有最新变形;65°钢纤维混凝土变形比50°钢纤维网格混凝土微高。

关键词： 岩土工程   湿软黄土   地聚合物   无侧限抗压强度   微观特征   水化硅铝酸钙   固化机理  

摘要： 采用低碳环保的地聚合物对湿软黄土进行固化处理,通过无侧限抗压和一维固结试验研究了地聚合物掺量和龄期对固化土强度和变形的影响,并结合微观特征分析(X射线衍射XRD、红外光谱分析FTIR和电镜扫描SEM)研究了其固化机理。试验结果表明:固化土的无侧限抗压强度q随龄期增加而增大,得出了q随龄期变化的预测公式;地聚合物掺量由5%增大到10%时,固化土的q随之增大,但掺量增加到20%时,其强度略微减小;当掺入比为10%和20%时,固化土压缩性显著降低,且呈现出明显的结构性特征。地聚合物的水化产物中主要包含水化硅铝酸钠与水化硅酸钙复合凝胶,水化产物随龄期明显增多。地聚合物的胶结与充填效应可视为一种化学结构性,是提高固化土力学性能的根本原因。结合宏微观试验结果,提出了地聚合物固化湿软黄土的机理模型。

关键词： 钢箱混凝土   超体量组合结构   钢管约束效应   变形协调关系   数值计算  

摘要： 区别传统小尺寸的钢箱(管)混凝土结构,超体量钢箱混凝土结构尺寸大、截面含钢率低、板件宽厚比大,钢箱与混凝土之间的约束效应减弱,二者可能出现变形不协调的情况,呈现浅约束效应特征。小尺寸矩形钢管混凝土的力学行为已开展部分研究,却鲜有关于超体量钢箱混凝土的研究报道。为此,开展了浅约束效应超体量钢箱混凝土力学行为研究,首先建立了基于Abaqus的精细化模拟策略,作为超体量钢箱混凝土力学行为的底层模拟工具,并结合工程实例验证了其准确性。系统分析了超体量钢箱混凝土在轴压作用下的极限承载能力、结构韧性、截面应力分布发展情况、变形协调规律等力学指标,并与普通钢筋混凝土构件、圆形钢管混凝土构件进行了力学行为对比,详细阐明了超体量钢箱混凝土的浅约束效应。最后,考虑浅约束效应下钢箱对混凝土的强度提升,建立了超体量钢箱混凝土轴压承载力简化计算公式。研究成果可为拓宽超体量组合结构应用场景提供技术支撑。

关键词： 纳米碳酸钙   混凝土   力学性能  

摘要： 为探究纳米碳酸钙对于普通混凝土的强度性能影响,选择掺入0、0.5%、1%和2%水泥质量的纳米碳酸钙,并观察混凝土在不同龄期时抗压强度的变化。结果表明,纳米碳酸钙对于各龄期混凝土的强度均有削弱作用,掺量为0.5%时混凝土的抗压强度最低,且纳米碳酸钙会使混凝土早期强度的提升更小。

关键词： 碳纳米管-碳纤维复合增强体(CNTs-CF)   改性混凝土   力学性能   跨尺度   协同增强效应  

摘要： 碳纳米管-碳纤维复合增强体(CNTs-CF)是一种在碳纤维(CF)表面引入碳纳米管(CNTs)构筑而成的新型纤维材料。按照利用CNTs-CF作为跨尺度增强组分对混凝土进行改性的思路,制备出五种CNTs-CF体积掺量(0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%)的碳纳米管-碳纤维复合改性混凝土(CCMC),测试了CCMC的抗压强度、抗折强度、折压比(抗折强度与抗压强度的比值)及破坏形态等性能指标,进而结合扫描电镜(SEM)图像,分析了CNTs-CF对混凝土基本力学性能的增效机理。结果表明:掺加适量的CNTs-CF有利于混凝土抗压强度和抗折强度的提升,并且CNTs-CF在混凝土基体中的体积掺量存在相对最佳值。与未配置CNTs-CF的普通混凝土相比,当CNTs-CF体积掺量为0.3%时,CCMC的抗压强度提高了8.79%,抗折强度提高了27.76%。在本试验的纤维掺量范围内,CCMC的折压比随CNTs-CF体积掺量的增加呈现出递增趋势,提高幅度为8.47%~19.16%。掺入CNTs-CF后,混凝土的脆性破坏特征有所减弱,在受荷失效时,其仍可保持较好的完整性,坏而不散、裂而不断。CNTs-CF的表面粗糙程度和比表面积显著增大,较CF表现出更加优越的强韧化效应,构成CNTs-CF的CNTs和CF可分别在纳米、微米层级上发挥各自的改性优势,同时又可相互协同、互为补充,改善混凝土材料的微观结构,从而对其力学性能进行有效强化。

关键词： 胶结土   力学特性   状态相关  

摘要： 在土中掺入一定量的胶凝材料形成具有结构性的人工胶结土被广泛应用于岩土体的改良。然而,结构性的存在使得胶结土呈现出复杂的力学行为,故针对胶结结构性土的力学行为的定量化分析具有十分重要意义。以水泥胶结土为例,通过室内单元试验系统分析其力学特性的状态相关性。研究结果表明:①在相同围压下,孔隙比相对较小的胶结土在剪切过程中愈呈现出应变软化现象,随着固结围压增大,逐步向应变硬化过渡,间接指明胶结土适用于浅层加固这一特点;②胶结土和重塑土在0~1500kPa之内的等向固结曲线均呈现不同程度上的弯折,其中重塑土最显著,孔隙比越小的胶结土越不明显,表明胶结性的存在与否或强弱程度显著影响土体等向压缩特性;③胶结土的残余强度和临界强度线的斜率受初始状态量(孔隙比、胶结性)影响较小,故认为它们是一种固有状态无关的力学参数。

关键词： 超贫铁矿石   陶瓷及复合材料   水灰比   石灰掺量   骨料取代率   孔隙结构  

摘要： 这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。对超贫铁矿石进行加工处理,将良好级配的超贫铁矿石作为骨料,制备新型的蒸压加气混凝土砌块,进而研究不同骨料的掺量、水灰比和蒸压时间对蒸压加气混凝土性能以及微观结构的影响。结果表明:随着水灰比,石灰掺量、骨料取代率和蒸压时间的增大,混凝土的抗压强度均呈现先增大、后减小的趋势;超贫铁矿石骨料的取代率为40%,粉煤灰掺量为10%、石灰掺量为18%、水泥掺量为60%,水灰比为0.45和蒸压时间为5 h时,混凝土的性能达到较佳。同时,超贫铁矿石的掺入对新物相的产生和混凝土自身以及孔隙结构具有较大的影响。