摘要：通过对5根不同翼缘尺寸的地聚物混凝土T形梁和1根普通混凝土T形梁进行四点弯曲试验,研究了翼缘宽度和厚度对地聚物混凝土T形梁抗弯性能的影响,以及与普通混凝土T形梁的差异。研究结果表明:地聚物混凝土T形梁的抗弯极限荷载、屈服荷载、裂缝行为及失效模式与普通混凝土T形梁相似,且延性更优,但其跨中受拉纵筋应变较大,刚度、开裂荷载和最大裂缝宽度限值下的承载力较低。随着翼缘宽度从200 mm增大到500 mm,地聚物混凝土T形梁的刚度、屈服荷载、抗弯极限荷载、延性和在最大裂缝宽度限值下的承载力均增大,跨中受拉纵筋应变减小,开裂荷载无明显变化,但越宽的翼缘宽度能有效承担荷载的也只是靠近腹板的一部分宽度。增大翼缘厚度对地聚物混凝土T形梁抗弯性能的影响与增大翼缘宽度基本一致,但其对最大裂缝宽度限值下的承载力提高效果显著。规范GB 50010—2010和ACI 318—19的正截面受弯承载力设计公式适用地聚物混凝土T形梁,GB 50010—2010的预测更精确,ACI 318—19的安全储备更高。

摘要：为了研究不同强度等级的矿渣基地聚物混凝土柱的抗震性能,设计了3个普通混凝土悬臂柱试件和3个矿渣基地聚物混凝土悬臂柱试件,通过低周反复荷载试验,对地聚物混凝土柱的破坏模式、裂缝发展、滞回性能、位移延性、耗能性能、刚度与强度退化和承载力等进行了评估,分析了混凝土种类、混凝土强度对试件抗震性能的影响。结果表明,在低周反复荷载作用下,与普通混凝土试件相比,矿渣基地聚物混凝土柱的抗震性能并未明显改善;提高地聚物混凝土强度会改变地聚物混凝土柱的破坏模式,从而对部分抗震性能(延性、耗能能力)产生不利的影响;验证表明《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中受弯承载力计算公式对于地聚物混凝土构件的计算结果偏小,拓展到工程应用中偏安全。

摘要：为了研究经纬向纤维体积分数对耐碱玻璃纤维织物增强混凝土(ARG-TRC)拉伸力学性能的影响,通过万能试验机对不同经向纤维体积分数(0.24vol%、0.49vol%、0.73vol%和1.09vol%)和纬向纤维体积分数(0vol%、0.20vol%、0.48vol%和0.96vol%)的试件进行准静态拉伸试验,并结合数字图像相关分析得到拉伸状态下裂纹与应变分布。结果表明:ARG-TRC的拉伸力学性能和破坏形态主要取决于经向纤维体积分数,而纬向纤维体积分数对其影响不大;随着经向纤维体积分数的增加,极限强度、峰值应变和韧性明显增大,裂纹条数明显增加。对拉伸应力-应变曲线化进行三线性拟合,得到简化模型并与ACK模型进行对比。基于现有的裂纹间距计算模型和试验数据,修正了裂纹间距计算公式,其结果与文献数据吻合较好。该成果将有助于织物增强混凝土(TRC)中纤维织物的优化配置,提高纤维织物的利用率,对TRC的性能设计具有指导意义。

摘要：为研究玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋增强海水海砂混凝土(seawater sea-sand concrete,SSC)梁的抗冲击性能,利用落锤冲击装置研究了不同冲击能量(1818 J,2727 J,3636 J,4848 J)作用下,不同混凝土强度(30 MPa,50 MPa)和配筋率(0.23%,0.48%)的BSFP-SSC梁冲击响应,并测试了冲击后梁的残余承载力。结果表明,随着冲击能量的增加,BFRP-SSC梁的破坏模式由弯曲破坏转变为剪切破坏,梁的残余承载力系数逐渐降低。提高配筋率或海水海砂混凝土强度,均可有效降低梁的最大跨中位移,提升初始峰值冲击力和抗冲击性能。该研究可为BFRP筋增强海水海砂混凝土梁的抗冲击设计提供重要依据。

摘要：为研究玄武岩纤维增强树脂基复合材料(Basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋的低速冲击性能,通过落锤冲击试验测试了不同预拉力比值(2%、10%、20%和30%)和不同能量(12.76~31.90 J)作用下BFRP筋的低速冲击响应,同时测试了未完全断裂试件的残余拉伸承载力。结果表明:BFRP筋的损伤破坏模式包括冲击面树脂破碎、部分纤维断裂和BFRP筋完全断裂。在冲击能量为19.14 J,预拉力从2%增大到10%和20%时,BFRP筋的破坏模式从冲击面树脂破碎转变为部分纤维断裂。施加预拉力提高了BFRP筋断裂时的耗能,但对峰值荷载影响较小。BFRP筋未完全断裂时,试件的残余变形、耗能和冲击时间与预拉力呈负相关;当BFRP筋完全断裂时,冲击后试样的残余变形随预拉力的增大而减小,耗能和冲击时间先增大后减小。BFRP筋的残余拉伸承载力随冲击能量的增大而减小。研究发现BFRP筋的残余拉伸承载力和试件耗能/总冲击能量(耗能比)都能较好地评估BFRP筋的损伤程度。本研究成果可以为预应力BFRP筋抗冲击设计提供重要参考。

摘要：本研究选取山东、福建、广西三地原状海砂,测定了其物理和化学性质并与长沙本地河砂进行比较。结果表明,海砂的矿物组分、细度模数和压碎值与河砂基本相同,而不同地域海砂的氯离子和贝壳含量存在差异。采用不同地域的海砂和人工海水配制了C30、C40、C50强度等级的海水海砂混凝土(Seawater sea-sand concrete,SWSSC),测试了不同龄期海水海砂混凝土的抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度等关键力学性能,并与普通混凝土(Ordinary concrete,OC)进行了对比,采用XRD、SEM等手段研究了相关机理。结果表明,SWSSC早期(3 d和7 d龄期)抗压强度高于OC,但其后期(28 d龄期以后)抗压强度低于OC。两者抗拉强度的差异随着龄期增长不断减小,而SWSSC的360 d抗拉强度基本高于OC。最后通过^(1)H NMR分析比较了不同龄期的SWSSC和OC的孔结构,发现SWSSC和OC的孔结构发展规律与其力学性能发展规律一致。本研究成果可为海水海砂混凝土的配合比设计和工程应用提供重要依据。

摘要：本工作通过调整砂胶比和拟合改进的Andreasen-Andersen颗粒堆积模型,计算得到了UHPC基体中各固体组分的比例。基于新拌超高性能混凝土(UHPC)基体的湿堆积密度和流动性确定了高效减水剂的最优掺量。研究分析了不同配合比设计参数(砂胶比和胶凝材料组分)、骨料特性(颗粒球形度和圆度)对UHPC基体的流动性和抗压强度的影响。结果表明:当砂胶比从0.8增加为1.2时,掺河砂的UHPC基体的湿堆积密度、流动性和7 d抗压强度逐渐降低;对比调整砂胶比和改变胶凝材料组分的掺量,UHPC基体的流动性和湿堆积密度变化趋势主要受砂胶比影响;当高效减水剂掺量为0.5%~2.0%时,UHPC基体的PFT、湿堆积密度和流动性先缓慢升高后迅速下降;骨料形状对UHPC基体的湿堆积密度、流动性和28 d抗压强度的影响较大;在UHPC基体实现紧密堆积后,影响UHPC基体的抗压强度的主要因素为骨料形貌,而胶凝材料组分掺量的影响较小;当骨料最大粒径相同时,增加骨料的球形度和圆度显著增加了UHPC基体的流动性,但降低了UHPC基体的抗压强度。

摘要：随着我国海洋工程的快速发展,海洋环境下混凝土结构内部钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土性能降低和结构破坏等问题越来越凸显。基于轻质、高强、耐腐蚀等性能特点,采用纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)与混凝土的组合结构被认为是海洋工程建设中的优异选择。本文介绍了不同海洋腐蚀环境如水或碱性溶液浸泡、紫外线辐射等作用下FRP的降解机理,以及FRP的拉伸、弯曲、剪切、压缩强度等力学性能的退化规律。同时,综述了FRP-混凝土界面性能劣化机理及其对FRP增强混凝土结构性能的影响规律。本文重点讨论海洋环境下FRP增强混凝土结构的界面粘结性能和力学性能,将为海洋环境下纤维增强复合材料性能的研究和工程结构设计提供理论基础和研究方向。

摘要：传统的防护装具存在质量大、不易变形等缺点,近年来仿生物盔甲结构的防护装具得到了较大发展,较好地解决了防护性能与柔性两者不能兼顾的问题.本文综述典型生物盔甲的多级结构与力学性能、仿生防护装具的设计与制备,讨论现代仿生鳞片状柔性防护装具的材料与结构、防护性能与机理等相关进展以及应用前景.指出现阶段存在的主要问题,展望高性能仿生柔性防护装具的未来发展方向.

摘要：为了研究界面改性和温度对织物增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC)界面性能的影响,分别采用环氧树脂、硅烷偶联剂及纳米二氧化硅(SiO_(2))对纤维表面进行处理,并通过电镜扫描和拔出试验测试处理后纤维微观形貌和TRC试件在25℃、100℃及200℃下的宏观力学性能.试验结果表明:纳米SiO_(2)浸渍和环氧树脂涂层均明显改善碳纤维束在水泥基体中的界面黏结性能.纳米SiO_(2)颗粒能浸入纤维束内部,改善内部纤维丝与基体间的应力传递,同时纳米SiO_(2)与氢氧化钙反应生成水化硅酸钙凝胶,提高其黏结性能.硅烷偶联剂处理可以增加纤维表面粗糙程度,提高纳米SiO_(2)在纤维表面的附着量,从而进一步提升纤维与基体的界面黏结强度.在100℃和200℃下纳米SiO_(2)浸渍的碳纤维束界面强度显著高于环氧树脂浸渍的.本研究将为TRC力学性能设计和热稳定性提升方法提供参考.