2025, 28(3):193-201.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.03.001
摘要:对抗压强度为83.41 MPa的高强应变硬化水泥基复合材料(HS-SHCC)试件进行了四点弯曲疲劳试验,研究了HS-SHCC试件在不同应力水平(0.70、0.80、0.85、0.90)下的裂缝扩展、跨中挠度及疲劳寿命.结果表明:HS-SHCC试件的疲劳寿命随着应力水平的提高而不断减小;HS-SHCC试件在弯曲疲劳荷载下呈现出多裂缝开裂的特征,随着应力水平的降低,试件表面的裂缝数量减少;当应力水平为0.70~0.85时,HS-SHCC试件的跨中挠度呈现出明显的快速发展、稳定发展、失稳三阶段,而当应力水平为0.90时,HS-SHCC试件的跨中挠度则表现出稳定发展和失稳两阶段特性;与普通SHCC相同,HS-SHCC试件的应力水平-疲劳寿命(λ-Nf)曲线呈现出双线性趋势.基于λ-Nf曲线和三参数Weibull分布理论,提出各失效概率下HS-SHCC的弯曲疲劳寿命预测模型,得出失效概率为0.05时HS-SHCC的疲劳强度极限(疲劳循环200万次)对应的最大应力水平为0.618.
2024, 27(2):167-173.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.02.010
摘要:考虑粗骨料掺量、钢纤维掺量及长径比等因素,研究了含粗骨料超高性能混凝土(UHPC-CA)的单轴受拉力学性能,揭示了纤维增强的机理和粗骨料的作用机制.结果表明:随着粗骨料掺量的增加,UHPC-CA的单轴抗拉强度与变形性能均下降;钢纤维掺量增加、长径比增大对UHPC-CA的受拉力学性能有较大的提升作用;钢纤维与基体间具有良好的握裹力,在基体内出现裂缝后,主要依靠握裹作用承受拉应力;粗骨料的掺入削弱了钢纤维空间分布的均匀性,同时引入了薄弱的粗骨料-基体界面过渡区,对UHPC-CA的受拉性能产生了不利的影响.
2024, 27(3):230-236.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.03.006
摘要:采用非接触式光学应变测试系统,跟踪测试了2 060 MPa级高强钢丝试件在20~900 ℃下的全过程应力-应变曲线,建立了高温钢丝各力学性能指标的高温函数模型,得到其高温破断参数.结果表明:高温下高强钢丝试件的各力学性能指标均有不同程度折损.当温度低于200 ℃时,试件的力学性能指标折损率不超过10%,破断模式为脆性破坏;当温度超过200 ℃后,试件的各力学性能指标折损率显著增大,破断模式逐渐由脆性破坏转变为塑性破坏.
2024, 27(4):350-358.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.04.009
摘要:基于劈裂试验,研究了陶粒对蒸养混凝土(SC)-自密实混凝土(SCC)黏结界面力学特性的影响.结果表明:陶粒能提高SC-SCC黏结界面的劈裂抗拉强度,增加黏结界面的张开位移值,提升黏结界面的延性;黏结界面应力-应变曲线可分为线性发展阶段、塑性发展阶段和失效破坏阶段;双参数Weibull分布模型可较好地模拟黏结界面应力-应变曲线的上升段,当黏结界面的陶粒引入量低于4 kg/m2时,黏结界面损伤变量的演化进程被有效减缓.
2024, 27(7):580-588.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.07.002
摘要:考虑贝壳含量、龄期等因素,对不同加载应变率下的海水海砂再生混凝土(SSRAC)试件开展了单轴受压应力-应变曲线试验.结果表明:600 d时,与普通混凝土(NAC)相比,SSRAC峰值应力和峰值应变分别提高了10.4%、23.2%,弹性模量降低了29.1%;当掺入贝壳颗粒后,SSRAC应变率敏感性增加;结合试验以及文献数据,基于GB50010模型,考虑不同应变率下特征参数的动态增大系数,提出了适用于中低应变率(10-5~10-1 s-1)下SSRAC受压动力本构模型,并对其曲线特征进行了机理解释.
2024, 27(8):764-772.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.08.012
摘要:以内蒙古隆盛庄古建筑青砖砌体为研究对象,通过数字图像相关(DIC)技术,研究古建筑青砖在冻融循环作用下的损伤破坏规律,采用双因子——损伤程度因子和损伤局部化因子来表征古建筑青砖的单轴压缩损伤过程,并根据双因子损伤演化曲线建立了不同冻融循环次数下的损伤演化模型.结果表明:古建筑青砖在单轴压缩下的破坏过程可分为初始损伤闭合阶段、线弹性损伤阶段、弹塑性损伤阶段和塑性损伤阶段4个阶段;随着冻融循环次数的增加,青砖表面应变集中程度增大,使其承载能力降低;冻融循环会缩短双因子曲线的线弹性阶段,同时利用双因子建立的损伤演化模型能有效反映冻融循环作用下古建筑青砖材料的损伤演化过程.
2024, 27(10):913-921.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.10.006
摘要:采用聚丙烯纤维(PPF)对珊瑚混凝土进行增韧和降脆处理.结果表明:适当增加PPF的掺量或长度能在一定程度上提升珊瑚混凝土的抗弯强度与抗拉强度;当PPF长度过长或掺量过大时,PPF卷曲或聚团会引起珊瑚混凝土的局部缺陷,降低增韧效果;PPF增强珊瑚混凝土的拉伸应力-应变曲线符合三线性本构模型,极限拉应变提升了52%~333%,延性指数高达10.89;尽管PPF能显著提升珊瑚混凝土的韧性,但也可能导致其密实度和抗压强度有所降低,建议在实际应用中精确控制PPF的掺量和长度,以确保珊瑚混凝土既能获得所需的韧性,又能保持适当的密实度和抗压强度.
2023, 26(1):61-70.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.01.009
摘要:采用地聚物为胶凝材料、废弃混凝土为粗骨料,制备了地聚物再生混凝土(GRAC),研究了不同水玻璃模数(n)条件下GRAC的力学性能,分析了其微观结构对力学性能的影响机理.结果表明:地聚物的强度由两种凝胶态水化产物提供,其分别具有层状的水化硅铝酸钙(C-A-S-H)结构和网络状的水化硅铝酸钠(N-A-S-H)结构;GRAC的抗压强度随n降低而增加;GRAC抗压强度的尺寸换算系数与n的大小相关,强度标准差随n增加而减小;在以n为变量的GRAC抗压强度本构方程中,n与GRAC应力-应变曲线的上升段拟合系数为多项式函数关系,与下降段拟合系数为有理分式函数关系.
2023, 26(2):111-121.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.02.001
摘要:采用随机生成算法投放钢纤维,建立了随机乱向、定向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC、ASFRC)三点弯曲梁细观有限元数值模型,计算了不同纤维掺量下SFRC试件和ASFRC试件加载断裂的全过程,分析了三点弯曲梁开裂截面处的纤维应力,研究了定向钢纤维的细观增强机理. 结果表明:SFRC试件和ASFRC试件荷载-裂缝张开口位移全曲线的模拟值与试验值符合较好,峰值荷载的误差在10%以内;SFRC试件和ASFRC试件的峰值荷载与纤维合力的最大值均随着纤维掺量的增加而增大,当纤维掺量为0.8%、1.2%、2.0%时,ASFRC试件的峰值荷载较SFRC试件提高了75%、111%、141%,纤维合力的最大值较SFRC试件增大了202%、144%、127%;定向钢纤维可以有效改善水泥基复合材料的断裂性能,显著提高钢纤维的利用率,延缓裂缝的扩展.
2023, 26(7):771-782.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2023.07.010
摘要:为探究钢筋的力磁耦合特性,开展反复拉伸试验,研究了钢筋应力σ、应变ε与漏磁强度法向分量BZ之间的关联,引入了“应力变化参量”σN与“漏磁强度变化参量”BN.结果表明:钢筋反复拉伸过程中ε值与BZ值均具有可逆性,且应变幅的增大使得BZ变化速率减小;σ与BZ的波动周期相同,波动方向相反;不同反复拉伸阶段下应力幅与漏磁强度变化率的比例关系一致,且相对偏差率小于9.40%;σN与BN呈线性关系,拟合直线斜率接近1.000,表明应力幅变化率与漏磁强度变化率相对等;仿真分析与试验结果吻合.