聚合物钢纤维方管混凝土性能研究

聚合物钢纤维方管混凝土性能研究

一、聚合物钢纤维方管混凝土的性能研究(论文文献综述)

崔闯,杨正祥,王昊,张清华,卜一之,夏嵩[1](2021)在《桥梁抗爆与抗火2020年度研究进展》文中进行了进一步梳理近年来能源交换的需求量随各区域经济的飞速发展而不断增大,装载运输"燃、汽、爆、化"的危化品车辆日益增加,由车辆导致的爆炸或火灾层出不穷,桥梁结构的运营安全受到严重威胁。作为桥梁防灾的热点问题,学者们在桥梁抗爆与抗火领域进行了卓有成效的研究,现以2020年发表的中英文论文为主,对国内外学者在爆炸冲击荷载试验与数值模拟方法、桥梁火灾试验与模拟技术、桥梁抗爆性能及劣化机理、火灾下桥梁损伤机理与安全评估、桥梁抗爆安全评估方法、过火后桥梁性能演化与灾变机制等方面所取得的研究成果进行扼要综述,通过系统分析表明:爆炸试验技术与结构高应变率下的力学特性研究、复杂火灾环境下桥梁结构断面温度传递与分布规律、多灾耦合作用下桥梁结构的损伤演化、灾变机制和桥梁结构安全评估体系等方面的研究欠缺。为保证桥梁结构在全寿命周期内的服役安全,爆炸、火灾等极端荷载条件下的结构特性和运维安全是当前构建桥梁运维安全保障体系中的重中之重。

王万月[2](2021)在《近爆作用下钢桁梁桥结构及构件的动态响应及损伤研究》文中提出钢桁梁桥是一种横跨江河的典型桥型,其钢桁架结构既可用于独立的承重结构,也可用于大跨径悬索桥、斜拉桥的加劲梁以及拱桥的拱肋等结构,还可用于其它建筑中的屋架、吊车梁和输电塔等。目前钢桁梁桥的研究主要集中在设计、施工以及改造加固等方面,而现有桥梁规范没有考虑爆炸荷载的冲击作用。桥梁结构爆炸研究结果表明,在爆炸荷载尤其是近场爆炸荷载作用下,构件是桥梁结构的薄弱部分,桥梁破坏主要为构件损伤,桥梁构件的构件类型还可用于其它建筑。针对以上情况,本文对近爆荷载作用下钢桁梁桥缩尺模型、桥梁构件的动态响应和损伤进行了研究:(1)采用级数展开法或多点拟合法分别推导出不同端部约束(两端简支、两端固支、一端简支一端固支)单向构件弹性阶段和塑性阶段等效单自由度(SDOF)荷载表达式、荷载系数表达式;分别基于GB6722-2014、Brode和Henrych超压参数运用本文推导的公式计算出典型药量、典型跨度时不同端部约束单向构件在弹性阶段和塑性阶段的,得出与无量纲量(=?/,?为爆距)的关系曲线;运用本文理论计算近爆荷载作用RC简支梁的,并与试验得出的对比。结果表明:弹性阶段与跨度有关,塑性阶段与无关;随的增大而减小,最终趋于某一定值,弹性阶段两端简支、两端固支、一端简支一端固支构件的值分别趋于0.64、0.54、0.58,塑性阶段不同端部约束的值趋于0.5;在一定误差范围内,可以将爆距?等于跨度视为近场、远场爆炸的分界线;基于不同超压参数,运用本文理论求取的RC简支梁近爆试验的荷载系数与试验得到的荷载系数非常吻合,最大误差3.9%。(2)以太原市某铁路钢桁梁桥为原型,按1:16缩尺比例制作模型,确定炸药先后在钢桁梁桥纵横梁节点上方和跨中处横梁上方爆炸,进行两发近爆荷载作用钢桁梁桥的试验研究,采用LS-DYNA软件对近爆荷载作用钢桁梁桥进行数值模拟。结果表明:在两发近爆荷载作用下,钢桁梁桥破坏较为严重,以局部破坏为主;在相同条件下,两发炸药起爆间隔5000μs时,钢桁梁桥变形与两炸药同时起爆时的变形有所不同;起爆顺序对钢桁梁桥变形有一定影响,相对于同时起爆,不同起爆顺序对后起爆药柱处的变形影响相对较大;同时得出爆距一定时,钢桁梁桥失效的最小药量。(3)以桥梁及其它建筑结构中常见的工字钢、钢管类构件为研究对象,结合抗爆设计中建筑结构构件的外包玻璃纤维(GFRP)做法,进行12发构件单发近爆试验。结果表明:爆炸工况、截面积相同时,工字钢构件变形最大,方管次之,圆管最小;工字钢、圆管和方管外包玻璃纤维做法能够减小构件变形,对提高构件的抗爆性能有一定效果;当爆距增大时,构件变形减小;工字钢外包混凝土或圆管、方管内填充混凝土后,构件变形大大减小,且变形随填充混凝土强度的增大而减小;构件迎爆面、背爆面沿轴向变形相反,背爆面受拉(或先拉后压),迎爆面受压(或先压后拉),且距离爆心越近应变越大,响应越强烈;构件背爆面轴向受拉、横向受压;爆距增大、构件外包玻璃纤维或填充混凝土后应变减小,响应强度减小;当应变较大时,应变第一峰值越大,对应的残余应变越大。(4)以桥梁及其它建筑结构中常见的钢筋混凝土梁为研究对象,进行3发构件单发近爆试验。结果表明:钢筋混凝土梁迎爆面混凝土发生压碎破坏,侧面发生崩落破坏,背爆面发生震塌破坏;综合对比各试件四个面混凝土的破坏面积和破坏深度,可知背爆面混凝土破坏最严重,侧面较为严重,迎爆面较轻;侧面混凝土以上梯形窄,下梯形宽的双梯形破坏模式为主;爆炸工况、配筋相同时,混凝土强度越高,破坏程度越小,且混凝土强度较低时,在破坏区域内整片脱落,强度较高时,在破坏区域内有部分混凝土完好或比较完好,混凝土局部脱落。(5)以方钢管为研究对象,采用数值模拟的方法,在总炸药量相等时,通过改变炸药等分份数、分药量质量比、炸药距离、起爆时间间隔,研究多发爆炸荷载作用下方钢管的动态响应和损伤情况。结果表明:多发等分药量爆炸荷载同时起爆时,方钢管迎爆面变形、挠度均比单发爆炸荷载的大;对两发爆炸荷载,在同时起爆的前提下,两发炸药质量接近时,方钢管迎爆面变形、挠度比质量差异较大时的大,质量比从1:1至1:9变化的过程,就是两发等分药量爆炸荷载逐渐趋于单发爆炸荷载作用方钢管的过程;对两发等分药量爆炸荷载,在爆距相同且同时起爆的条件下,分炸药的距离增加,方钢管迎爆面变形减小,且在一定距离内,两发爆炸荷载时方钢管迎爆面变形、挠度比单发爆炸荷载作用方钢管的大;当各炸药爆心到方钢管跨中的距离相等且同时起爆时,方钢管迎爆面变形最大,且起爆时间间隔越长,方钢管迎爆面变形越小;当各炸药爆心到方钢管跨中的距离不相等时,可调整各炸药起爆时间,使方钢管迎爆面跨中的变形比同时起爆的大;药量等分份数、分药量质量比、起爆时间间隔对爆炸冲击波的传播速度有一定的影响。

马衍轩,李梦瑶,朱鹏飞,徐亚茜,于霞,彭帅,张鹏,张颖锐,王金华[3](2021)在《超高性能水泥基复合材料的多尺度设计与抗爆炸性能研究进展》文中研究表明超高性能水泥基复合材料(Ultra-high performance cementitious composites,UHPCC)是一种具有超高强度、超高韧性、超高耐久性和良好体积稳定性的新型水泥基复合材料。超高性能水泥基复合材料因其优异的力学性能和耐久性能,在超高层建筑、桥梁、隧道、海上平台、核反应堆安全壳及军事防护工程等领域中具有广阔的应用前景。近年来,国内外意外爆炸事故和恐怖爆炸袭击事件时有发生,许多建筑和防护工程面临着爆炸等强动载的冲击作用,而现有的大多数建筑结构无法抵御爆炸载荷的冲击,将建筑结构爆炸风险降低到可接受水平迫在眉睫。目前存在的防护工程材料大多为普通强度(C30~C50)等级的混凝土或普通纤维增强混凝土,抗爆能力普遍较弱,研究强度等级高、抗爆炸性能好的超高性能水泥基复合材料逐渐成为防护工程材料研究的热点。本文通过对爆炸现象的基本特点及对建筑物破坏形式的分析,结合对水泥基复合材料抗爆炸原理的研究,从纤维混凝土、珍珠层混凝土、梯度混凝土等细微观结构设计,以及泄爆结构、性能目标等宏观结构设计两个角度,重点综述了抗爆炸高性能水泥基复合材料的细-微-宏观多尺度结构设计及其性能优化研究进展,对爆炸作用下超高性能水泥基复合材料的结构损伤破坏机理研究进展以及应用现状进行了阐述。最后,进一步探讨了抗爆炸超高性能水泥基复合材料研究中存在的问题,并展望了相关研究与发展趋势。

袁娇[4](2021)在《蒸养GFRP筋纤维再生混凝土梁受弯性能研究》文中研究说明

袁娇[5](2021)在《蒸养GFRP筋纤维再生混凝土梁受弯性能研究》文中提出将建筑垃圾回收利用可以节约自然资源提高经济效益,因此,再生混凝土成为近年的研究热点。蒸养(蒸汽养护)可提高混凝土早期强度,从而缩短混凝土养护周期,有效缩短建筑物修建工期。但再生混凝土存在孔隙率大、强度低等不足,以及蒸汽养护对混凝土造成热损失都加速了建筑老化速度。采用GFRP(Glass fiber reinforced polymer,玻璃纤维塑料,简称GFRP)筋部分替代普通钢筋能弥补普通钢筋易腐蚀的缺陷,但GFRP筋混凝土构件在受弯过程中挠度增大,存在一定安全隐患,且仅仅通过替换耐腐蚀性强的钢筋提高蒸养再生混凝土构件耐久性还不够充分,混凝土性能对构件使用寿命的影响同样至关重要。因此,本文以纤维种类(钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维)、体积率(0%、0.5%、1.0%、1.5%)为变量,对蒸养纤维再生混凝土抗压性能和抗渗性能、蒸养GFRP筋纤维再生混凝土梁受弯性能进行试验研究。主要研究内容为以下几点:(1)考虑混凝土性能对蒸养再生混凝土构件耐久性的重要性,本文对蒸养纤维再生混凝土立方体试块进行抗压试验以及观测试块破坏特征。发现掺入钢纤维可提高蒸养再生混凝土抗压强度,钢纤维体积率为1.0%时混凝土抗压强度最大,比未掺入钢纤维的试块抗压强度提高15.37%。掺入聚丙烯纤维、玻璃纤维对提高蒸养再生混凝抗压强度贡献不大。观察其破坏形态发现掺入纤维的再生混凝土试块破坏时混凝土剥落更少,加入纤维均能改善再生混凝土的脆性。(2)通过微观和宏观相结合的方式研究蒸养纤维再生混凝土抗渗性能。微观试验结果表明:混凝土包裹并覆盖于纤维表面,纤维与混凝土接触面仅有少量微裂缝存在,对于骨料及混凝土浆体之间起骨架连接作用,能够打断混凝土内部裂缝结构,从而阻断裂缝的产生及开展。孔隙率试验结果表明:以纤维体积率为1.0%时孔隙率最小,相比于未掺入纤维的试块,掺入钢纤维时孔隙率降低6.89%,掺入聚丙烯纤维时孔隙率降低9.53%,掺入玻璃纤维时孔隙率降低14.66%,本文玻璃纤维对改善蒸养再生混凝土孔隙率效果最佳。抗渗试验结果表明:当纤维体积率为1.0%时抗渗性能最好,相比于未掺入纤维的试块,掺入钢纤维时渗水高度降低18.50%,掺入聚丙烯纤维时渗水高度降低25.33%,掺入玻璃纤维时渗水高度降低34.41%,本文玻璃纤维对提高蒸养再生混凝土抗渗性效果最佳。结合孔隙率试验与抗渗试验结果,发现渗水高度与孔隙率之间存在内在联系,初步建立不同种类的蒸养纤维再生混凝土孔隙率与渗透高度关系式。(3)通过对试验梁进行四点受弯试验,发现掺入纤维的试验梁主裂缝数量减少,裂缝形态以细小裂缝为主,掺入纤维能抑制裂缝的开展。纤维体积率增大试验梁的开裂荷载与极限荷载随之增大。相同荷载下,掺入纤维的试验梁受拉GFRP筋应变减小、试验梁挠度降低,相比于未掺入纤维的试验梁,钢纤维体积率为0.5%时受拉GFRP筋应变最小,体积率1.5%时试验梁挠度最小;聚丙烯纤维体积率为0.5%时受拉GFRP筋应变最小,体积率为1.5%时挠度最小;玻璃纤维体积率为0.5%时受拉GFRP筋应变最小,体积率为1.5%时挠度最小。(4)所有试验梁均符合平截面假定。考虑已有公式对于蒸养GFRP筋钢纤维再生混凝土梁挠度计算较保守,提出最大挠度影响系数与钢纤维含量之间的方程式,通过验证方程式基本合理。考虑已有规范对掺入聚丙烯纤维、玻璃纤维的受弯构件短期刚度影响系数的规定尚不明确,提出短期刚度的影响系数与纤维含量之间的方程式为,通过验证方程式基本合理。

王志立[6](2021)在《GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能数值分析》文中进行了进一步梳理随着建筑物改造工程的进行,大量柱子在使用过程中经常出现结构损伤和承载力不足等问题。玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic)因其轻质高强、耐腐蚀且价格较低等特点被广泛用于工程实际中,同时钢纤维水泥砂浆因具有增强、阻裂和韧性好等特点作为修复材料可显着提高构件的力学性能。为了更好地达到加固补强效果,提出一种新型组合形式—GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱。本文在课题组已进行的试验基础上进行有限元模拟分析,主要研究内容及结论如下:(1)本文根据已有试验内容,应用ABAQUS有限元软件,分别建立了GFRP管、GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱有限元模型,将有限元结果(试件荷载-位移曲线、破坏形态以及各组成部分的应力云图)与试验结果进行对比,验证模型的正确性。(2)基于GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱试验,对GFRP管的纤维缠绕角度、钢纤维砂浆强度以及截面加载方式等参数进行扩展分析。结果发现:组合结构的轴压承载力,随着GFRP管纤维缠绕角度与45°缠绕方向的夹角增大而增大;随着钢纤维砂浆强度的增大,轴压承载力增大;截面加载方式对于承载力结果影响不大。(3)基于GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱试验,对GFRP条带的间距、层数以及钢纤维砂浆强度等因素进行扩展分析。结果表明:GFRP条带间距越小、层数越多,对核心部分的约束越强,组合结构的峰值荷载越大,延性越好;钢纤维砂浆强度越大,峰值荷载越大,但提高幅度减小;且随着钢纤维砂浆强度增大,其延性变差,脆性破坏特征表现越明显。(4)在数值模拟研究的基础上,采用极限平衡法与叠加法修正了GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱的承载力计算公式,对比发现叠加法吻合程度较好。同时采用叠加法修正了GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱的承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。

黄杰[7](2021)在《掺加废轮胎纤维的UHPC性能及受力状态分析》文中研究说明超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)是具有高韧性、优异耐久性的一种超高强水泥基复合材料,但实际应用中由于造价高、生产工艺复杂等问题使其推广应用受到限制,因此降低造价是目前UHPC研究应用的关键。本文使用废轮胎钢纤维和聚合物纤维分别替换钢纤维和聚丙烯纤维来降低UHPC的成本,并进行宏观性能、微观性能和弯曲试验研究,再应用结构受力状态理论探究弯曲试验中UHPC板的受力状态演变过程,主要研究内容如下:(1)通过测试不同纤维替换率UHPC的流动性、抗压强度、抗折强度和动弹性模量探究废轮胎纤维对UHPC宏观性能的影响。结果表明:UHPC的流动性随着废轮胎钢纤维替换率的增大而减小;废轮胎钢纤维会显着影响3-7天的抗压强度和替换率大于50%组别的7和28天的抗折强度和强度增长率。UHPC的流动性随着废轮胎聚合物纤维替换率的不断增大而减小;废轮胎聚合物纤维会显着影响28天的抗压强度和3、7和28天的抗折强度;UHPC的动弹性模量随着废轮胎钢纤维和聚合物纤维替换率的增大不断下降。(2)通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)以及热重-差热分析(TG-DTA)探究UHPC的微观性能。结果表明:通过SEM发现水化产物随着龄期的增长会相互联结使基体更加均匀密实;通过对照组的EDS发现元素颜色明暗可判别基体密实程度;通过对照组XRD可以发现随着龄期的增长,C2S、C3S等的衍射峰变得逐渐不明显,C-S-H和钙沸石变得显着;通过对照组的热重-差热分析结果可以发现随着龄期的增长,曲线第一次吸热峰和失重现象越来越明显,但第二次和第三次吸热峰和失重现象越来越不明显。(3)通过7块不同纤维替换率的UHPC板探究废轮胎纤维对板弯曲性能的影响。结果表明:废轮胎钢纤维的掺入可以增强UHPC板在进入钢筋屈服阶段之前的韧性,但在破坏阶段随着替换率的增大表现出越来越明显的脆性。废轮胎聚合物纤维会显着影响加载初期聚丙烯纤维限制微裂缝的扩展与延伸。随着废轮胎聚合物纤维替换率的增大,表现出明显的脆性破坏特征,其进入破坏阶段后的承载能力越来越小。(4)通过参数GSED和值来表征UHPC板的受力状态,再利用M-K判别方法识别7块板的GSED和趋势图中弹塑性分支点和失效荷载点,进而将受力状态划分为线弹性阶段、弹塑性阶段和失效阶段,再通过UHPC板的受力状态模式图验证特征荷载前后的突变特征,揭示UHPC板的受力状态演变规律,最后对比根据规程确定的设计荷载与根据本文方法确定出的设计荷载,验证将失效荷载作为设计荷载的必要性。结果表明:随着废轮胎钢纤维替换率的增大,弹塑性分支点荷载和失效荷载不断减小,当增大到一定程度时弹塑性分支荷载就逐渐对其不敏感;随着废轮胎聚合物纤维替换率的增大,弹塑性分支点荷载和失效荷载不断减小;根据规程确定的设计荷载Mu相比于根据本文方法确定出的设计荷载Mu Q仍有较大的安全裕量,这会造成材料的浪费。

姚如胜[8](2021)在《GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土构件力学性能试验研究与分析》文中研究说明海洋混凝土(Ocean Aggregate Concrete,简称OAC)是指珊瑚礁石经破碎、筛分后作为粗骨料与细骨料(海砂、珊瑚砂、河砂)、海水与水泥按一定配比制成的新型混凝土。海洋混凝土的研究、开发以及利用,既能有效节省岛礁工程建设中粗、细骨料及淡水资源的运输成本与建设工期成本,又能有效解决废弃珊瑚碎屑的堆放及占地所引起的环境问题,更能推进岛礁工程建设的发展进程,切实有效地提高我国南海诸岛的军用及民用建筑工程的经济效益。与此同时,我国河砂及淡水资源消耗量巨大、局部地区供给短缺,而海洋中蕴藏了丰富的海砂与海水资源,适度开发海砂、海水资源并加以利用,可缓解建筑用砂及淡水资源短缺问题。玻璃纤维材料(GFRP)具有耐腐蚀、轻质、高强的特点,与海洋混凝土组合,形成GFRP筋海洋混凝土结构。对海洋混凝土及其GFRP筋及防腐钢筋构件的力学性能进行深入研究,对远洋岛礁及近海工程建设意义重大,具有较大的应用价值和推广前景。本文以此为目标,开展相关研究,主要研究工作和成果如下:通过252个海洋混凝土(珊瑚、海砂、海水)试块和56个圆截面短柱试件的轴心受压加载试验,考察了海砂取代率、混凝土强度等级、减水剂与水泥质量比、拌养水类型、复掺矿物掺合料类型、阻锈方式、纵筋配筋率、箍筋间距、截面尺寸、应变贴片方式、海洋潮汐区的暴露龄期等参数对试件轴压性能的影响;获取了试件的物理及力学性能指标、破坏形态、荷载-位移曲线、纵筋应变和箍筋应变,分析了各参数对其物理及力学性能指标的影响规律,并运用灰色理论分析了各影响因素对试件力学性能指标的影响程度,同时拟合了海洋混凝土圆柱体与立方体抗压强度关系表达式、海洋混凝土单轴受压应力-应变本构方程和GFRP筋约束海洋(海砂海水)混凝土柱的应力-应变本构模型。研究结果表明:海洋混凝土的强度与坍落度均能满足建筑工程使用需求;海洋混凝土受压破坏形态主要表现为水泥石开裂破坏和骨料劈裂破坏;海洋混凝土干密度在1983~2143kg/m3之间;GFRP箍筋荷载-环应变曲线呈双线性发展;海砂取代率和减水剂掺量对海洋混凝土试件力学性能影响呈波动变化趋势;拌养水类型(海水、淡水)对试件力学性能影响不显着;矿物掺合料能改善海洋混凝土的力学性能和耐久性能;掺加偏高岭土(P)与硅灰(G)、环氧涂层(H)和阻锈剂(Z)的钢筋海洋混凝土柱的抗锈蚀效果显着;暴露龄期在270d内,掺加P+G+H、P+G+Z的钢筋海洋混凝土柱的刚度及承载力显着增大;混凝土强度等级对GFRP筋海洋混凝土柱轴压力学性能影响较为显着;PVC管对钢筋海洋混凝土柱具有一定的延蚀效果,但对GFRP筋海洋混凝土柱的力学性能影响不大;海洋混凝土轴压应力-应变本构曲线及其GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变本构曲线均与其试验曲线吻合良好;随着纵筋配筋率的增大,GFRP筋海洋混凝土试件的初始刚度、峰值荷载、延性和耗能总体上呈增大趋势;箍筋间距的变化对GFRP筋海洋混凝土柱承载力影响不显着;随着试件截面尺寸的增大,GFRP筋海洋混凝土柱的初始刚度、峰值荷载均随之增大,延性上下波动变化;暴露龄期(T<270d)对海洋混凝土试件力学性能指标影响规律不显着。通过20个GFRP筋海洋混凝土梁试件的受弯加载试验,考察了海砂取代率、配筋率、剪跨比及暴露龄期等因素对试件受弯性能的影响,获取了试件力学性能指标、初始裂缝宽度、破坏形态、纵筋应变、混凝土截面应变和荷载-挠度曲线,分析了各参数对其力学性能指标的影响规律以及各影响因素对试件力学性能指标的影响程度,结果表明:GFRP筋海洋混凝土梁受弯荷载-挠度曲线呈双线性发展;GFRP筋海洋混凝土梁截面应变分布符合平截面假定;配筋率对GFRP筋海洋混凝土梁受弯性能影响较为显着。采用ABAQUS建立了GFRP筋海洋混凝土构件数值模型,数值分析计算结果与试验结果吻合良好,证明了GFRP筋海洋混凝土构件数值模型的有效性和可行性,扩展分析了混凝土强度等级、FRP筋类型和配筋率对海洋混凝土梁受弯性能的影响,采用极差法分析各影响因素对试件力学性能指标的影响程度,结果表明:混凝土强度等级和FRP筋类型对试件的峰值荷载和峰值挠度影响较大;随着配筋率的增大,FRP筋海洋混凝土梁试件峰值荷载逐渐增大,但跨中峰值挠度逐渐减小,延性和耗能变化不显着。基于试件轴压和受弯试验结果,提出了GFRP筋约束海洋混凝土短柱的峰值应力与峰值应变计算模型,修正了GFRP筋海洋混凝土柱和PVC管钢筋海洋混凝土柱的承载力计算表达式;基于中国、美国和加拿大规范修正了GFRP筋海洋混凝土梁抗弯承载力计算公式,修正公式计算值与试验值吻合良好。研究成果丰富了海洋及近海混凝土结构的试验数据和理论内容,对进一步开展海洋混凝土结构提供了基础数据和技术支撑,可为我国强海战略下的岛礁建设提供参考和依据。

李思宇[9](2021)在《钢纤维混凝土构件抗爆性能的数值模拟研究》文中认为混凝土结构已被广泛用于土木工程,道路和国防工程。然而,作为一种复合材料,混凝土在凝结固化的过程中会产生许多缺陷,如微裂纹和微腔等。在外力的作用下,这些微裂纹会生长、发展、连接和渗透,并引起宏观裂纹,最终导致结构的破坏。然而,随着社会的发展,各类建筑工程对各种建筑材料的性能的需求也日渐增高,混凝土的缺陷也逐渐显露出来,主要是抗拉强度低、变形量小、抗冲击能力差、易发生脆性破坏和功能单一等。钢纤维混凝土孕育而生。同时,钢纤维混凝土本身继承了混凝土多相介质的特性,还具有优异的机械性能、抗冲击性和抗断裂性。因此,该领域的研究受到国内外众多研究者的广泛关注。作为建筑结构最重要的承重构件,爆炸事故极易导致梁、板和柱等发生局部和整体破坏。因此,开展爆炸载荷作用下各种钢纤维混凝土结构的抗爆性研究,具有重要的工程价值和广泛的社会意义。鉴于此,本文主要开展了如下工作:首先,理论分析钢纤维混凝土结构的动态损伤破坏过程及其破坏规律,初步阐述了钢纤维混凝土的增强增韧机理,分析混凝土基体中钢纤维掺量等指标参数对钢纤维混凝土抗裂性的影响。其次,构建一种可用于研究爆炸冲击载荷作用下钢纤维混凝土损伤破坏的动态失效模型。再次,结合有关的钢纤维混凝土的增强增韧理论,基于所构建的钢纤维混凝土动态损伤模型,借助ABAQUS有限元平台自编UMAT材料子程序,完成钢纤维混凝土动态损伤本构模型程序的调试和调用,为典型钢纤维混凝土构件的抗爆性能研究奠定基础。最后,基于ABAQUS有限元平台,以典型钢纤维混凝土构件(如钢纤维钢筋混凝土板和钢管钢纤维混凝土柱)为研究对象,构建钢纤维钢筋混凝土构件的三维有限元模型。采用显式分析方法,并调用ABAQUS子程序,初步探讨钢纤维混凝土结构构件的动态损伤破坏特征,并初步揭示其损伤破坏规律。本研究主要取得的研究成果如下:(1)初步揭示了钢纤维混凝土结构的动态损伤破坏过程及其破坏规律、初步阐述了钢纤维混凝土的增强增韧机理,揭示混凝土基体中钢纤维掺量等指标参数对钢纤维混凝土抗裂性的影响。引入钢纤维凝固的增强参数,构建了含有损伤钢纤维混凝土本构关系。(2)基于ABAQUS平台开发钢纤维混凝土的UMAT材料子程序,为典型钢纤维混凝土构件(如钢纤维钢筋混凝土板和钢管钢纤维混凝土柱等)的抗爆性能和抗冲击性能研究奠定基础。(3)以钢纤维钢筋混凝土板为研究对象,构建钢纤维钢筋混凝土构件的三维有限元模型。利用UMAT材料子程序,研究钢纤维钢筋混凝土板的动态响应特征。研究发现,在爆炸荷载作用下,在钢管钢纤维混凝土板中的钢纤维掺量为1.5%时,钢纤维钢筋混凝土板的峰值位移得到了降低。(4)构建钢管钢纤维混凝土柱的三维有限元模型,利用UMAT材料子程序研究钢管钢纤维混凝土柱的抗爆性能。研究发现,在爆炸荷载作用下,在钢管钢纤维混凝土柱中的钢纤维掺量为1.5%时,钢管钢纤维混凝土柱的峰值位移得到有效降低。掺加一定量的钢纤维可以提高钢管混凝土延性,能利用钢管套箍效应克服混凝土的脆性,钢纤维混凝土对钢管起支撑作用易于有效减弱钢管发生局部屈曲变形的能力,更充分发挥各种材料的强度优势,从而提高钢管钢纤维混凝土柱的抗弯曲变形能力。(5)初步预测了钢纤维固化的后钢纤维混凝土材料的抗冲击性和防爆性能,为钢纤维混凝土在工程防护领域的应用奠定了理论基础,也为其它类型纤维混凝土动力学性能研究提供了一定的技术参考。

苏炜炜[10](2021)在《纤维增强全再生粗骨料混凝土物理及力学性能研究》文中研究说明改革开放以来,中国城市化在国民经济飞速发展的前提下快速推进,作为城市化基础建材的天然粗骨料被大量开采。天然粗骨料的大量开采导致资源短缺、生态平衡遭受破坏,同时伴随大量建筑垃圾的产生和环境污染等。寻求替代天然粗骨料的骨料形式迫在眉睫,对大量废弃混凝土进行循环利用因此成为了必然选择。相比天然粗骨料,通过废弃混凝土的破碎、筛分与清洗后得到的再生粗骨料具有原料来源广、绿色环保、价格经济以及国家政策支持等优势。纤维具有增韧、阻裂的效果,可以解决再生混凝土高脆性的缺点,同时也解决了混凝土抗拉强度低、易开裂等自身问题。目前对于纤维混凝土的研究主要集中在纤维与普通混凝土的组合,而纤维增强再生混凝土研究鲜少。基于此,本文以试验为主要研究手段,完成369个试件的测试和各性能指标的深入分析。首先以单掺纤维种类及其体积掺量为变化参数,对单掺纤维增强全再生粗骨料混凝土的物理及力学性能展开研究,其次,在固定一种纤维掺量的情况下进行两两混掺,研究不同混掺纤维的纤维掺量对全再生粗骨料混凝土物理及力学性能的影响,此外还进行了不同纤维全再生粗骨料混凝土强度及力学性能指标换算及试验范围内的最优掺量分析。主要成果如下:(1)不同纤维与钢纤维的混杂效果对混凝土拌合物坍落度的降低总体表现为:玄武岩纤维<玻璃纤维<聚丙烯纤维。不掺钢纤维的两种纤维混杂后坍落度的降低幅度要大于掺钢纤维,玻璃纤维与聚丙烯纤维混杂后坍落度的降低幅度要大于玄武岩纤维,玄武岩纤维与玻璃纤维混杂后坍落度的降低幅度要小于聚丙烯纤维。(2)不同纤维掺量对立方体抗压强度的影响总体表现为先增大然后呈缓慢下降的趋势,但总的来说,纤维的增加会增大再生混凝土的立方体抗压强度,整体增大效果表现为:聚丙烯纤维<玻璃纤维<玄武岩纤维<钢纤维。不同纤维掺量对抗折强度的影响表现为随着纤维掺量的增加抗折强度显着增大,整体增大效果表现为:玻璃纤维<聚丙烯纤维<玄武岩纤维<钢纤维。(3)对于钢-聚丙烯纤维全再生粗骨料混凝土,随着钢纤维体积掺量的增加,混凝土立方体抗压强度有所提高,但钢纤维掺量为1.5%时,再掺聚丙烯纤维对立方体抗压强度有不利影响;随着钢纤维体积掺量的增加,抗折强度整体呈上升的趋势,随着聚丙烯纤维体积掺量的增加,抗折强度整体呈下降的趋势。对于聚丙烯-玄武岩纤维全再生粗骨料混凝土,随着聚丙烯纤维体积掺量的增加,立方体抗压强度整体呈下降的趋势,但随着玄武岩纤维掺量的增加,立方体抗压强度整体呈上升的趋势;聚丙烯纤维与玄武岩纤维混杂对其轴压应变延性和轴压韧性比都具有负的混杂效应;随着聚丙烯纤维或玄武岩纤维体积掺量的增加,抗折强度整体呈上升趋势。(4)参考《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)和周静海的再生混凝土静压弹性模量的计算公式,拟合出了各单掺纤维的全再生粗骨料混凝土的静压弹性模量的计算公式及方法,另外,通过Origin拟合出了立方体抗压强度、圆柱体抗压强度、抗折强度之间的关系。对于混掺纤维,考虑了纤维种类和纤维掺量对抗压强度的影响,提出了两种纤维对立方体抗压强度的混杂影响系数概念,拟合出了混掺纤维全再生粗骨料混凝土的静压弹性模量与两种纤维含量特征值之间的关系,另外,通过Origin拟合出了立方体抗压强度、圆柱体抗压强度、抗折强度之间的计算公式。(5)对于单掺纤维而言,试验范围内,为了增强全再生粗骨料混凝土的物理及力学性能,单掺钢纤维建议体积掺量为1.5%,单掺聚丙烯纤维建议体积掺量为0.2%,单掺玄武岩纤维建议体积掺量为0.3%,单掺玻璃纤维建议体积掺量为0.1%。对于掺钢纤维的混掺纤维试件而言,四种纤维的体积掺量各有3种,两两混掺后试验范围内,钢纤维体积掺量为1%,聚丙烯纤维、玄武岩纤维与玻璃纤维体积掺量分别为0.15%、0.2%、0.15%时,全再生粗骨料混凝土性能最优。(6)通过一系列研究,得到了不同单掺和混掺纤维增强全再生粗骨料混凝土的物理及力学性能、各强度指标换算公式与最优掺量等,研究结果可为纤维增强全再生粗骨料混凝土的力学性能的研究及工程实际应用提供参考依据。

二、聚合物钢纤维方管混凝土的性能研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、聚合物钢纤维方管混凝土的性能研究(论文提纲范文)

(1)桥梁抗爆与抗火2020年度研究进展(论文提纲范文)

1 桥梁抗爆研究进展
    1.1 爆炸冲击荷载试验与数值模拟方法
    1.2 爆炸作用下的桥梁抗爆性能及劣化机理
    1.3 爆炸冲击作用下的桥梁安全评估方法
2 桥梁抗火研究进展
    2.1 桥梁火灾试验与模拟技术
    2.2 火灾下桥梁损伤机理与安全评估
    2.3 过火后桥梁性能演化与灾变机制
3 结论与展望

(2)近爆作用下钢桁梁桥结构及构件的动态响应及损伤研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 桥梁爆炸事故
        1.1.2 桥梁爆破拆除
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 爆炸荷载相关问题及研究进展
        1.2.2 爆炸荷载作用下桥梁结构的响应及损伤研究
        1.2.3 爆炸荷载作用下桥梁构件的响应及损伤研究
    1.3 桥梁抗爆研究中存在的相关问题
    1.4 主要研究内容及技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
2 单向构件近远场爆炸判定的理论研究
    2.1 引言
    2.2 空气中爆炸波的形成及传播
    2.3 爆炸冲击波的峰值超压
    2.4 单向构件的等效SDOF体系
        2.4.1 建立单向构件爆炸荷载的两点假设
        2.4.2 单向构件等效SDOF体系
        2.4.3 荷载系数通用表达式
    2.5 单向构件等效SDOF体系弹性阶段荷载系数
        2.5.1 两端简支单向构件
        2.5.2 两端固支单向构件
        2.5.3 一端简支一端固支单向构件
    2.6 单向构件等效SDOF体系塑性阶段荷载系数
        2.6.1 塑性阶段单向构件荷载系数计算方法
        2.6.2 塑性阶段荷载系数特点
    2.7 近场爆炸情况试验验证
        2.7.1 RC梁近场爆炸试验
        2.7.2 试验与理论计算对比
    2.8 小结
3 近爆作用下钢桁梁桥缩尺模型试验与数值模拟研究
    3.1 引言
    3.2 钢桁梁桥选型
    3.3 模型设计
    3.4 两发爆炸荷载作用钢桁梁桥试验方案
        3.4.1 钢桁梁桥缩尺模型设计及制作
        3.4.2 炸药及其爆心位置确定
        3.4.3 测试内容及测点布置
    3.5 两发爆炸荷载作用钢桁梁桥试验结果及分析
        3.5.1 钢桁梁桥破坏形态分析
        3.5.2 超压测试结果分析
        3.5.3 应变测试结果分析
    3.6 两发爆炸荷载作用钢桁梁桥数值模拟
        3.6.1 数值模拟关键问题
        3.6.2 材料模型
        3.6.3 有限元模型
        3.6.4 数值模拟结果
        3.6.5 影响因素分析
    3.7 小结
4 近场单发爆炸荷载作用桥梁构件试验研究
    4.1 引言
    4.2 桥梁试验构件选择
    4.3 单发爆炸荷载作用桥梁试件试验方案
        4.3.1 桥梁试件模型设计及制作
        4.3.2 炸药及其爆心位置确定
        4.3.3 测试内容及测点布置
    4.4 单发爆炸荷载作用桥梁构件试验结果及分析
        4.4.1 桥梁构件破坏形态及分析
        4.4.2 超压测试结果分析
        4.4.3 应变测试结果分析
    4.5 小结
5 近场多发爆炸荷载作用下方钢管的动态响应及损伤研究
    5.1 引言
    5.2 单发爆炸荷载作用方钢管数值模拟
        5.2.1 材料模型
        5.2.2 有限元模型
        5.2.3 数值模型验证
    5.3 多发爆炸荷载作用方钢管损伤影响因素分析
        5.3.1 炸药份数
        5.3.2 分药量质量比
        5.3.3 炸药距离
        5.3.4 起爆时间间隔
    5.4 小结
6 结论和展望
    6.1 主要结论
    6.2 主要创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(3)超高性能水泥基复合材料的多尺度设计与抗爆炸性能研究进展(论文提纲范文)

0 引言
1 水泥基复合材料的抗爆炸原理
    1.1 水泥基复合材料的爆炸损伤
    1.2 水泥基复合材料的抗爆炸设计理念
2 超高性能水泥基复合材料的多尺度设计
    2.1 超高性能水泥基复合材料的细微观结构设计进展
        2.1.1 纤维混凝土
        2.1.2 珍珠层混凝土
        2.1.3 钢筋混凝土
        2.1.4 梯度混凝土
    2.2 超高性能水泥基复合材料的宏观结构设计进展
        2.2.1 泄爆结构的宏观设计
        2.2.2 宏观性能的反向设计
3 超高性能水泥基复合材料的爆炸损伤破坏机理研究进展
    3.1 微观结构演变规律与机理研究现状
    3.2 宏观结构变形行为与机理研究现状
4 现有超高性能水泥基复合材料的对比分析
5 结语与展望

(5)蒸养GFRP筋纤维再生混凝土梁受弯性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 蒸养混凝土研究现状
        1.2.2 纤维再生混凝土研究现状
        1.2.3 GFRP混凝土结构研究现状
        1.2.4 纤维再生混凝土结构性能研究现状
    1.3 本文主要研究目的、内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
    1.4 技术路线
2 研究方法及试件制作
    2.1 引言
    2.2 试验材料
        2.2.1 混凝土及再生粗骨料
        2.2.2 钢筋及GFRP筋
        2.2.3 纤维
    2.3 试件设计
    2.4 试件制作及养护
        2.4.1 粘贴应变片
        2.4.2 试件制作
    2.5 试验方法
        2.5.1 混凝土抗压性能
        2.5.2 混凝土抗渗性能
        2.5.3 梁的受弯性能试验
3 纤维再生混凝土抗压性能及抗渗性能研究
    3.1 引言
    3.2 纤维再生混凝土抗压强度及破坏特征
        3.2.1 钢纤维再生混凝土抗压强度及破坏特征
        3.2.2 聚丙烯纤维再生混凝土抗压强度及破坏特征
        3.2.3 玻璃纤维再生混凝土抗压强度及破坏特征
    3.3 纤维再生混凝土抗渗性能
        3.3.1 微观试验
        3.3.2 纤维再生混凝土孔隙率
        3.3.3 纤维再生混凝土抗渗性能
        3.3.4 纤维再生混凝土抗渗性能机理分析
    3.4 孔隙率对渗透高度的影响
    3.5 本章小结
4 蒸养GFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯性能研究
    4.1 引言
    4.2 试验梁破坏过程
    4.3 开裂荷载与极限承载力
    4.4 GFRP受拉筋荷载-应变曲线
    4.5 荷载-挠度曲线
    4.6 本章小结
5 蒸养GFRP筋聚丙烯纤维再生混凝土梁受弯性能研究
    5.1 引言
    5.2 试验梁破坏过程
    5.3 开裂荷载与极限承载力
    5.4 GFRP受拉筋荷载-应变曲线
    5.5 荷载-挠度曲线
    5.6 本章小结
6 蒸养GFRP筋玻璃纤维再生混凝土梁受弯性能研究
    6.1 引言
    6.2 试验梁破坏过程
    6.3 开裂荷载与极限承载力
    6.4 GFRP受拉筋荷载-应变曲线
    6.5 荷载-挠度曲线
    6.6 本章小结
7 挠度验算分析
    7.1 引言
    7.2 平截面假定
        7.2.1 钢纤维再生混凝土梁平截面假定
        7.2.2 聚丙烯纤维再生混凝土梁平截面假定
        7.2.3 玻璃纤维再生混凝土梁平截面假定
    7.3 钢纤维再生混凝土梁最大挠度验算
    7.4 聚丙烯纤维再生混凝土梁短期刚度影响系数验算
    7.5 玻璃纤维再生混凝土梁短期刚影响系数验算
    7.6 本章小结
8 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
致谢
附件一在攻读学士学位期间取得的科研成果
参考文献

(6)GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能数值分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 FRP约束完好混凝土柱试验研究
        1.2.2 FRP约束损伤混凝土柱试验研究
        1.2.3 钢纤维砂浆加固混凝土研究现状
        1.2.4 FRP约束混凝土柱有限元分析研究现状
    1.3 问题的提出及选题的意义
    1.4 本文的研究内容及技术路线
        1.4.1 本文主要研究内容
        1.4.2 本文主要技术路线
2 GFRP与钢纤维砂浆复合加固损伤RC柱轴压性能试验
    2.1 试件的设计
    2.2 试验材料力学性能
    2.3 试验加载及测点布置
    2.4 GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压试验现象及结果分析
        2.4.1 组合柱轴压试验现象
        2.4.2 组合柱荷载-位移曲线分析
    2.5 GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压试验现象及结果分析
        2.5.1 组合柱轴压试验现象
        2.5.2 组合柱荷载-位移曲线分析
    2.6 本章小结
3 GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱非线性数值分析模型
    3.1 ABAQUS简介
    3.2 单层板弹性常数和极限强度的预测
        3.2.1 单层板弹性常数的确定
        3.2.2 单层板极限强度的确定
    3.3 材料的本构模型
        3.3.1 混凝土本构
        3.3.2 钢纤维砂浆本构
        3.3.3 GFRP的本构关系
        3.3.4 钢材本构关系
    3.4 有限元模型的建立
        3.4.1 单元选取与网格划分
        3.4.2 材料界面相互作用关系
        3.4.3 边界条件及加载方式
        3.4.4 非线性方程求解过程
    3.5 本章小结
4 GFRP管与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能有限元分析
    4.1 有限元模型验证
        4.1.1 试件荷载-位移曲线
        4.1.2 试件变形图
        4.1.3 试件应力云图
    4.2 有限元参数扩展分析
        4.2.1 承载力与GFRP管纤维缠绕角度的关系
        4.2.2 承载力与截面加载方式的关系
        4.2.3 承载力分别与损伤程度及核心混凝土强度等级的关系
        4.2.4 承载力与钢纤维砂浆轴心抗压强度的关系
    4.3 承载力计算公式
        4.3.1 极限平衡理论
        4.3.2 叠加法
    4.4 本章小结
5 GFRP条带与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能有限元分析
    5.1 有限元模型验证
        5.1.1 试件荷载-位移曲线
        5.1.2 试件变形图
        5.1.3 试件应力云图
    5.2 有限元参数扩展分析
        5.2.1 承载力与GFRP条带层数的关系
        5.2.2 承载力与GFRP条带间距关系
        5.2.3 承载力与钢纤维砂浆轴心抗压强度的关系
    5.3 承载力计算公式
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果

(7)掺加废轮胎纤维的UHPC性能及受力状态分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国内外研究现状简析
    1.3 本文研究方法和内容
第2章 UHPC基本性能试验设计
    2.1 引言
    2.2 试验材料
        2.2.1 水泥
        2.2.2 硅灰
        2.2.3 粉煤灰
        2.2.4 高效减水剂
        2.2.5 砂
        2.2.6 试验所用纤维
    2.3 UHPC配合比设计
    2.4 UHPC基本性能试验方法
        2.4.1 工作性能试验
        2.4.2 力学性能试验
        2.4.3 微观性能试验
    2.5 本章小节
第3章 废轮胎纤维对UHPC基本性能影响研究
    3.1 引言
    3.2 废轮胎纤维对流动性的影响
    3.3 废轮胎纤维对抗压强度的影响
        3.3.1 废轮胎钢纤维对UHPC抗压强度的影响
        3.3.2 废轮胎聚合物纤维对UHPC抗压强度的影响
    3.4 废轮胎纤维对抗折强度的影响
        3.4.1 废轮胎钢纤维对UHPC抗折强度的影响
        3.4.2 废轮胎聚合物纤维对UHPC抗折强度的影响
    3.5 废轮胎纤维对动弹性模量的影响
    3.6 废轮胎纤维UHPC微观形貌图
        3.6.1 废轮胎钢纤维UHPC微观结构图
        3.6.2 废轮胎聚合物纤维UHPC微观结构图
    3.7 UHPC能谱分析
    3.8 UHPC水化产物分析
    3.9 UHPC热重-差热分析
    3.10 本章小结
第4章 掺加废轮胎纤维UHPC板弯曲试验研究
    4.1 引言
    4.2 掺加废轮胎纤维UHPC板弯曲试验设计
    4.3 掺加废轮胎纤维UHPC板弯曲试验测点布置及加载方案
    4.4 掺加废轮胎纤维UHPC板弯曲试验结果分析
        4.4.1 废轮胎钢纤维对UHPC板弯曲性能的影响
        4.4.2 废轮胎聚合物纤维对UHPC板弯曲性能的影响
    4.5 本章小结
第5章 掺加废轮胎纤维UHPC板受力状态分析
    5.1 引言
    5.2 结构受力状态理论与方法
        5.2.1 结构受力状态概念
        5.2.2 结构受力状态特征参数
        5.2.3 Mann-Kendall判定准则
    5.3 掺废轮胎钢纤维UHPC板受力状态分析
        5.3.1 掺废轮胎钢纤维UHPC板的E-Fj曲线
        5.3.2 掺废轮胎钢纤维UHPC板受力状态模式图
    5.4 掺废轮胎聚合物纤维UHPC板受力状态分析
        5.4.1 掺废轮胎聚合物纤维UHPC板的E-Fj曲线
        5.4.2 掺废轮胎聚合物纤维UHPC板受力状态模式图
    5.5 UHPC板设计弯矩比较
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(8)GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土构件力学性能试验研究与分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 海洋混凝土国内外研究现状
        1.2.1 海洋材料
        1.2.1.1 珊瑚粗骨料
        1.2.1.2 珊瑚细骨料
        1.2.1.3 海砂
        1.2.1.4 海水
        1.2.1.5 骨料改性
        1.2.2 珊瑚混凝土
        1.2.2.1 珊瑚混凝土的配制
        1.2.2.2 珊瑚混凝土的微观特性
        1.2.2.3 珊瑚砂混凝土的力学性能
        1.2.2.4 珊瑚骨料混凝土的力学性能
        1.2.2.5 纤维珊瑚混凝土的力学性能
        1.2.2.6 FRP筋及钢筋珊瑚混凝土的黏结性能
        1.2.2.7 珊瑚混凝土的耐久性能
        1.2.2.8 钢筋及钢管珊瑚混凝土构件的力学性能
        1.2.3 海砂海水混凝土
        1.2.3.1 海砂海水混凝土力学性能
        1.2.3.2 海砂海水混凝土的耐久性能
        1.2.3.3 FRP筋海砂海水混凝土的黏结性能
        1.2.3.4 海砂海水混凝土柱的力学性能
        1.2.3.5 海砂海水混凝土梁的力学性能
    1.3 本文主要研究内容和技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 创新点
第二章 海洋混凝土力学性能试验研究
    2.1 引言
    2.2 试验材料及性能
        2.2.1 粗骨料
        2.2.2 细骨料与拌养水
        2.2.3 矿物掺合料
        2.2.4 减水剂
    2.3 试件设计及制作
    2.4 试验加载装置及加载制度
    2.5 试验加载过程与试验现象
        2.5.1 海洋混凝土立方体试件
        2.5.2 海洋混凝土圆柱体试件
    2.6 试验结果与分析
        2.6.1 海洋混凝土圆柱体试件应力-应变曲线
        2.6.2 物理及力学性能参数
        2.6.2.1 物理性能参数
        2.6.2.2 力学性能参数
        2.6.3 影响因素分析
        2.6.3.1 海砂取代率的影响
        2.6.3.2 混凝土强度等级的影响
        2.6.3.3 减水剂与水泥质量比的影响
        2.6.3.4 复掺矿物掺合料类型的影响
        2.6.3.5 拌养水类型的影响
        2.6.3.6 粗骨料类型的影响
        2.6.3.7 海洋潮汐区暴露龄期的影响
    2.7 海洋混凝土圆柱体与立方体抗压强度关系
    2.8 海洋混凝土单轴受压应力-应变本构关系
        2.8.1 无量纲化海洋混凝土应力-应变本构曲线
        2.8.2 海洋混凝土的本构方程
    2.9 本章小结
第三章 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土短柱轴压试验研究
    3.1 引言
    3.2 试验概况
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试件设计及制作
        3.2.3 试验加载与测量方案
    3.3 试验结果与分析
        3.3.1 试件加载过程及其破坏形态
        3.3.2 荷载-位移曲线
        3.3.3 GFRP筋荷载-应变曲线
        3.3.3.1 GFRP螺旋筋荷载-环向应变关系曲线
        3.3.3.2 GFRP纵筋荷载-纵向应变关系曲线
        3.3.4 钢筋荷载-应变曲线
        3.3.4.1 螺旋钢筋荷载-环应变关系曲线
        3.3.4.2 纵向钢筋荷载-应变关系
        3.3.5 力学性能参数
    3.4 影响因素分析
        3.4.1 海砂取代率的影响
        3.4.2 混凝土强度等级的影响
        3.4.3 不同阻锈方式的影响
        3.4.4 体积配箍率(箍筋间距和直径)的影响
        3.4.4.1 箍筋间距的影响
        3.4.4.2 箍筋直径的影响
        3.4.5 纵筋配筋率的影响
        3.4.6 截面尺寸的影响
        3.4.7 应变贴片方式影响
        3.4.8 暴露龄期影响
    3.5 刚度退化分析
    3.6 GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变本构模型
        3.6.1 GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变曲线计算
        3.6.2 无量纲化GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变曲线
        3.6.3 GFRP筋约束海洋混凝土应力-应变本构模型
    3.7 本章小结
第四章 GFRP筋海砂海水混凝土短柱轴压试验研究
    4.1 引言
    4.2 试验概况
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试件设计及加载
    4.3 试验结果与分析
        4.3.1 试件加载过程及其破坏形态
        4.3.2 荷载-位移曲线
        4.3.3 GFRP螺旋筋的荷载-环向应变曲线
        4.3.4 GFRP筋的荷载-纵向应变曲线
        4.3.5 特征点参数
    4.4 影响因素分析
        4.4.1 混凝土强度等级的影响
        4.4.2 体积配箍率(箍筋间距和直径)的影响
        4.4.2.1 GFRP箍筋间距的影响
        4.4.2.2 GFRP箍筋直径的影响
        4.4.3 纵筋配筋率的影响
        4.4.4 截面尺寸的影响
        4.4.5 暴露龄期的影响
    4.5 刚度退化分析
    4.6 影响因素大小分析及承载力计算
    4.7 约束海砂海水混凝土应力-应变本构曲线
        4.7.1 GFRP筋约束海砂海水混凝土应力-应变曲线计算
        4.7.2 GFRP筋约束海砂海水混凝土应力-应变曲线
        4.7.3 GFRP筋约束海砂海水混凝土应力-应变本构模型
    4.8 本章小结
第五章 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土梁的力学性能试验研究
    5.1 引言
    5.2 试验概况
        5.2.1 试验材料
        5.2.2 试件设计及加载
    5.3 试验结果与分析
        5.3.1 试件加载过程及其破坏形态
        5.3.2 荷载-挠度曲线
        5.3.3 海洋混凝土梁荷载-初始裂缝宽度曲线
        5.3.4 海洋混凝土梁荷载-纵筋应变曲线
        5.3.5 海洋混凝土梁截面应变分布
        5.3.6 特征点参数
    5.4 影响因素分析
        5.4.1 海砂取代率的影响
        5.4.2 阻锈方式的影响
        5.4.3 纵筋配筋率的影响
        5.4.4 剪跨比的影响
        5.4.5 暴露龄期的影响
    5.5 影响因素大小分析及承载力计算
    5.6 本章小结
第六章 GFRP筋海洋混凝土构件数值模拟分析
    6.1 引言
    6.2 数值模型
        6.2.1 海洋混凝土本构模型
        6.2.2 GFRP筋本构模型
        6.2.3 单元类型
        6.2.4 约束类型
        6.2.5 荷载与边界条件
        6.2.6 非线性求解
    6.3 数值模型与试验结果验证
        6.3.1 GFRP筋海洋混凝土梁数值分析与试验结果验证
        6.3.2 GFRP筋海洋混凝土柱数值分析与试验结果验证
    6.4 GFRP筋海洋混凝土梁参数扩展分析
        6.4.1 FRP筋海洋混凝土梁数值分析参数
        6.4.2 FRP筋海洋混凝土梁数值分析结果及力学性能指标
        6.4.3.1 混凝土强度等级的影响
        6.4.3.2 FRP筋类型的影响
        6.4.3.3 配筋率的影响
    6.5 影响因素大小分析
    6.6 本章小结
第七章 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土构件承载力计算
    7.1 引言
    7.2 GFRP筋海洋混凝土柱峰值应力和峰值应变
        7.2.1 峰值应力
        7.2.2 峰值应变
    7.3 GFRP筋海砂海水混凝土柱峰值应力和峰值应变
        7.3.1 峰值应力
        7.3.2 峰值应变
    7.4 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土柱承载力计算
        7.4.1 试验验证GFRP筋抗拉强度与抗压强度关系
        7.4.2 GFRP筋与海洋混凝土材料退化系数
        7.4.3 GFRP筋海洋混凝土柱承载力计算
        7.4.4 防腐钢筋海洋混凝土柱承载力计算
    7.5 GFRP筋海砂海水混凝土柱承载力计算
    7.6 GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土梁承载力计算
        7.6.1 GFRP筋海洋混凝土梁承载力计算
        7.6.1.1 计算假定
        7.6.1.2 中国FRP筋混凝土梁抗弯承载力计算理论
        7.6.1.3 美国FRP筋混凝土抗弯承载力计算理论
        7.6.1.4 加拿大FRP筋混凝土抗弯承载力计算理论
        7.6.1.5 GFRP筋海洋混凝土梁抗弯承载力计算理论
        7.6.2 防腐钢筋海洋混凝土梁承载力计算
    7.7 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间期间发表论文情况

(9)钢纤维混凝土构件抗爆性能的数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 钢纤维混凝土动力学国内外研究
        1.2.1 试验研究进展
        1.2.2 理论分析和数值研究进展
    1.3 课题的研究内容
2 爆炸基本理论及ABAQUS开发平台
    2.1 引言
    2.2 爆炸的定义
    2.3 爆炸载荷的分类
    2.4 爆炸荷载基本参数
        2.4.1 估算超压峰值的经验公式
        2.4.2 比冲量估算
    2.5 爆炸冲击波的反射
        2.5.1 爆炸冲击波的正反射
        2.5.2 爆炸冲击波的斜反射
        2.5.3 爆炸冲击波的马赫反射
    2.6 有限元理论概述与ABAQUS有限元软件
        2.6.1 有限元理论概述
        2.6.2 常用商业有限元软件
        2.6.3 ABAQUS在土木工程专业的应用与特点
        2.6.4 ABAQUS各模块简介
        2.6.5 ABAQUS的二次开发平台
        2.6.6 ABAQUS显示算法介绍
    2.7 本章小结
3 钢纤维混凝土本构模型的构建及其UMAT程序开发
    3.1 引言
    3.2 钢纤维混凝土动态破坏机理分析
    3.3 钢纤维混凝土受力作用机理分析
    3.4 钢纤维对基体混凝土材料的混合增益理论
        3.4.1 钢纤维混凝土的二次开发模型
        3.4.2 纤维间距的影响
    3.5 钢纤维混凝土增韧效应识别
    3.6 钢纤维混凝土材料子程序的二次开发
        3.6.1 UMAT开发环境设置
        3.6.2 钢纤维混凝土的UMAT材料子程序
    3.7 本章小结
4 钢纤维钢筋混凝土板的抗爆性能数值分析
    4.1 引言
    4.2 钢纤维钢筋混凝土板的有限元模型
        4.2.1 几何模型
        4.2.2 材料参数
        4.2.3 网格划分及边界条件设置
    4.3 模拟结果与分析
        4.3.1 钢纤维掺量不同时板体的破坏形态分析
        4.3.2 钢纤维掺量不同时板体的应变分析
        4.3.3 不同钢纤维掺量时板体的变形分析
    4.4 本章小结
5 钢管钢纤维混凝土柱的抗爆性能数值研究
    5.1 引言
    5.2 钢管钢纤混凝土柱的有限元模型
        5.2.1 几何模型
        5.2.2 材料参数确定
    5.3 模拟结果分析
        5.3.1 钢纤维掺量不同时柱体的破坏形态分析
        5.3.2 不同钢纤维掺量柱体的等效应力分析
        5.3.3 不同钢纤维掺量时柱体的变形分析
        5.3.4 不同钢纤维掺量柱体的速度分析
    5.4 本章小结
6 结论及展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢
附录 钢纤维混凝土UMAT子程序

(10)纤维增强全再生粗骨料混凝土物理及力学性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 再生混凝土的应用
        1.1.2 纤维再生混凝土
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 再生混凝土性能研究
        1.2.2 纤维混凝土力学性能研究
    1.3 本文研究意义及内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 主要研究内容
    1.4 技术路线
第二章 试验设计及拌合物工作性能
    2.1 试验材料及其性能
        2.1.1 再生粗骨料
        2.1.2 细骨料
        2.1.3 纤维
        2.1.4 其他材料
    2.2 试验方案
        2.2.1 试件设计
        2.2.2 混凝土配置及养护条件
    2.3 加载装置及制度
    2.4 拌合物工作性能
        2.4.1 单掺纤维坍落度分析
        2.4.2 钢-聚丙烯纤维坍落度分析
        2.4.3 钢-玄武岩纤维坍落度分析
        2.4.4 钢-玻璃纤维坍落度分析
        2.4.5 聚丙烯-玄武岩纤维坍落度分析
        2.4.6 聚丙烯-玻璃纤维坍落度分析
        2.4.7 玄武岩-玻璃纤维坍落度分析
    2.5 本章小结
第三章 单掺纤维增强全再生粗骨料混凝土力学性能研究
    3.1 前言
    3.2 钢纤维再生混凝土力学性能分析
        3.2.1 立方体抗压试验现象
        3.2.2 立方体抗压强度分析
        3.2.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        3.2.4 应力-应变全曲线
        3.2.5 峰值应力及峰值点应变
        3.2.6 静压弹性模量
        3.2.7 轴压应变延性
        3.2.8 轴压韧性比
        3.2.9 棱柱体抗折破坏模式
        3.2.10 荷载-跨中挠度曲线
        3.2.11 弯曲韧性
    3.3 聚丙烯纤维再生混凝土力学性能分析
        3.3.1 立方体抗压试验现象
        3.3.2 立方体抗压强度分析
        3.3.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        3.3.4 应力-应变全曲线
        3.3.5 峰值应力及峰值点应变
        3.3.6 静压弹性模量
        3.3.7 轴压应变延性
        3.3.8 轴压韧性比
        3.3.9 棱柱体抗折破坏模式
        3.3.10 棱柱体抗折强度分析
    3.4 玄武岩纤维再生混凝土力学性能分析
        3.4.1 立方体抗压试验现象
        3.4.2 立方体抗压强度分析
        3.4.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        3.4.4 应力-应变全曲线
        3.4.5 峰值应力及峰值点应变
        3.4.6 静压弹性模量
        3.4.7 轴压应变延性
        3.4.8 轴压韧性比
        3.4.9 棱柱体抗折破坏模式
        3.4.10 棱柱体抗折强度分析
    3.5 玻璃纤维再生混凝土力学性能分析
        3.5.1 立方体抗压试验现象
        3.5.2 立方体抗压强度分析
        3.5.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        3.5.4 应力-应变全曲线
        3.5.5 峰值应力及峰值点应变
        3.5.6 静压弹性模量
        3.5.7 轴压应变延性
        3.5.8 轴压韧性比
        3.5.9 棱柱体抗折破坏模式
        3.5.10 棱柱体抗折强度分析
    3.6 本章小结
第四章 混掺纤维增强全再生粗骨料混凝土力学性能研究
    4.1 前言
    4.2 钢-聚丙烯纤维再生混凝土力学性能分析
        4.2.1 立方体抗压试验现象
        4.2.2 立方体抗压强度分析
        4.2.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        4.2.4 应力-应变全曲线
        4.2.5 峰值应力及峰值点应变
        4.2.6 静压弹性模量
        4.2.7 轴压应变延性
        4.2.8 轴压韧性比
        4.2.9 棱柱体抗折破坏模式
        4.2.10 荷载-跨中挠度曲线
        4.2.11 弯曲韧性
    4.3 钢-玄武岩纤维再生混凝土力学性能分析
        4.3.1 立方体抗压试验现象
        4.3.2 立方体抗压强度分析
        4.3.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        4.3.4 应力-应变全曲线
        4.3.5 峰值应力及峰值点应变
        4.3.6 静压弹性模量
        4.3.7 轴压应变延性
        4.3.8 轴压韧性比
        4.3.9 棱柱体抗折破坏模式
        4.3.10 荷载-跨中挠度曲线
        4.3.11 弯曲韧性
    4.4 钢-玻璃纤维再生混凝土力学性能分析
        4.4.1 立方体抗压试验现象
        4.4.2 立方体抗压强度分析
        4.4.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        4.4.4 应力-应变全曲线
        4.4.5 峰值应力及峰值点应变
        4.4.6 静压弹性模量
        4.4.7 轴压应变延性
        4.4.8 轴压韧性比
        4.4.9 棱柱体抗折破坏模式
        4.4.10 荷载-跨中挠度曲线
        4.4.11 弯曲韧性
    4.5 聚丙烯-玄武岩纤维再生混凝土力学性能分析
        4.5.1 立方体抗压试验现象
        4.5.2 立方体抗压强度分析
        4.5.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        4.5.4 应力-应变全曲线
        4.5.5 峰值应力及峰值点应变
        4.5.6 静压弹性模量
        4.5.7 轴压应变延性
        4.5.8 轴压韧性比
        4.5.9 棱柱体抗折破坏模式
        4.5.10 抗折强度
    4.6 聚丙烯-玻璃纤维再生混凝土力学性能分析
        4.6.1 立方体抗压试验现象
        4.6.2 立方体抗压强度分析
        4.6.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        4.6.4 应力-应变全曲线
        4.6.5 峰值应力及峰值点应变
        4.6.6 静压弹性模量
        4.6.7 轴压应变延性
        4.6.8 轴压韧性比
        4.6.9 棱柱体抗折破坏模式
        4.6.10 抗折强度
    4.7 玄武岩-玻璃纤维再生混凝土力学性能分析
        4.7.1 立方体抗压试验现象
        4.7.2 立方体抗压强度分析
        4.7.3 圆柱体单轴受压破坏特征
        4.7.4 应力-应变全曲线
        4.7.5 峰值应力及峰值点应变
        4.7.6 静压弹性模量
        4.7.7 轴压应变延性
        4.7.8 轴压韧性比
        4.7.9 棱柱体抗折破坏模式
        4.7.10 抗折强度
    4.8 本章小结
第五章 纤维全再生粗骨料混凝土静压弹性模量及强度换算
    5.1 前言
    5.2 单掺钢纤维
        5.2.1 静压弹性模量E_(sf)的计算
        5.2.2 强度换算
    5.3 单掺聚丙烯纤维
        5.3.1 静压弹性模量E_(pf)的计算
        5.3.2 强度换算
    5.4 单掺玄武岩纤维
        5.4.1 静压弹性模量E_(bf)的计算
        5.4.2 强度换算
    5.5 单掺玻璃纤维
        5.5.1 静压弹性模量E_(gf)的计算
        5.5.2 强度换算
    5.6 钢-聚丙烯纤维
        5.6.1 静压弹性模量E_(spf)的计算
        5.6.2 强度换算
    5.7 钢-玄武岩纤维
        5.7.1 静压弹性模量E_(sbf)的计算
        5.7.2 强度换算
    5.8 钢-玻璃纤维
        5.8.1 静压弹性模量E_(sgf)的计算
        5.8.2 强度换算
    5.9 聚丙烯-玄武岩纤维
        5.9.1 静压弹性模量E_(pbf)的计算
        5.9.2 强度换算
    5.10 聚丙烯-玻璃纤维
        5.10.1 静压弹性模量E_(pgf)的计算
        5.10.2 强度换算
    5.11 玄武岩-玻璃纤维
        5.11.1 静压弹性模量E_(bgf)的计算
        5.11.2 强度换算
    5.12 本章小结
第六章 最优掺量分析
    6.1 前言
    6.2 单掺纤维
    6.3 钢-聚丙烯纤维
    6.4 钢-玄武岩纤维
    6.5 钢-玻璃纤维
    6.6 聚丙烯-玄武岩纤维
    6.7 聚丙烯-玻璃纤维
    6.8 玄武岩-玻璃纤维
    6.9 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况

四、聚合物钢纤维方管混凝土的性能研究(论文参考文献)

  • [1]桥梁抗爆与抗火2020年度研究进展[J]. 崔闯,杨正祥,王昊,张清华,卜一之,夏嵩. 土木与环境工程学报(中英文), 2021
  • [2]近爆作用下钢桁梁桥结构及构件的动态响应及损伤研究[D]. 王万月. 中北大学, 2021
  • [3]超高性能水泥基复合材料的多尺度设计与抗爆炸性能研究进展[J]. 马衍轩,李梦瑶,朱鹏飞,徐亚茜,于霞,彭帅,张鹏,张颖锐,王金华. 材料导报, 2021
  • [4]蒸养GFRP筋纤维再生混凝土梁受弯性能研究[D]. 袁娇. 东华理工大学, 2021
  • [5]蒸养GFRP筋纤维再生混凝土梁受弯性能研究[D]. 袁娇. 东华理工大学, 2021
  • [6]GFRP与钢纤维砂浆加固损伤RC柱轴压性能数值分析[D]. 王志立. 西安理工大学, 2021(01)
  • [7]掺加废轮胎纤维的UHPC性能及受力状态分析[D]. 黄杰. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [8]GFRP筋及防腐钢筋海洋混凝土构件力学性能试验研究与分析[D]. 姚如胜. 广西大学, 2021
  • [9]钢纤维混凝土构件抗爆性能的数值模拟研究[D]. 李思宇. 辽宁工业大学, 2021(02)
  • [10]纤维增强全再生粗骨料混凝土物理及力学性能研究[D]. 苏炜炜. 广西大学, 2021

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聚合物钢纤维方管混凝土性能研究
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