一种新的可用于混凝土疲劳研究的非线性累积损伤模型

研究混凝土疲劳问题的主要困难之一，就是混凝土疲劳损伤的累积速度与不同强度循环荷载的作用次序有关，且是非线性的。但通常 的一些非线性损伤模型却不能反映荷载作用次序的影响，为了解决此问题和混凝土结构在长期不稳定循环荷载作用下的疲劳问题，我们在Miner线性累积损伤模型的基础上提出了一个新的非线性累积损伤模型，通过两个 疲劳损伤实例的计算证明了该模型不仅能够反映出不同强度应力水平先后作用次序对疲劳损伤演变情况的影响，而且保留了Miner模型概念明确，使用方便的优点，当通过试验得到一组有关曲线之后，不稳定循环荷载作用的混凝土疲劳累积损伤计算将变得异常简单，极便于在工程设计中采用。     

混凝土轴拉试验轴拉保证措施的研究

在混凝土轴拉试验中，能否达到满意的“轴拉”效果是试验成败的关键。通过对国内混凝土轴拉试验，在制作中和试验中的轴拉保证措施进行分析和比较，得出了一般性的结论和建议。对解决轴拉试验中的对中问题具有一定的参考价值。     

约束海砂再生混凝土柱轴压试验研究

为研究约束海砂再生混凝土柱轴压试验的变形性能与破坏特征,分析了不同管材类型、再生粗骨料取代率与海砂氯离子浓度对其的影响。结果表明:玻璃纤维增强塑料(glass fiber reinforced plastics, GFRP)管约束海砂再生混凝土与钢管海砂再生混凝土破坏模式相近,但前者破坏较为突然;GFRP管约束海砂再生混凝土的破坏模式为管材纤维环向拉裂、核心混凝土压碎,而钢管海砂再生混凝土的破坏模式为钢管中部鼓曲、核心混凝土剪压破坏;因再生粗骨料取代率、海砂氯离子浓度的提高,GFRP管约束海砂再生混凝土与钢管海砂再生混凝土的峰值应力都会降低;再生粗骨料的取代率越高,GFRP管约束海砂再生混凝土与钢管海砂再生混凝土的峰值应变越大;不同约束管材条件下,试件承载力略有变化。最后,提出了针对GFRP管约束海砂再生混凝土和钢管海砂再生混凝土的轴压受力计算公式。     

钢纤维自密实混凝土弯曲疲劳性能研究

为了研究钢纤维自密实混凝土的弯曲疲劳性能,采用威布尔函数对疲劳寿命进行了概率分析,建立了在不同失效概率下的P-S-N疲劳方程,对钢纤维自密实混凝土的疲劳性能进行了分析。结果表明,钢纤维自密实混凝土的疲劳寿命符合两参数威布尔分布,与普通混凝土相比,钢纤维自密实混凝土的疲劳性能明显增强。     

方中空夹层钢管混凝土短柱轴压性能试验

为研究用钢量和空心率对方中空夹层钢管混凝土短柱轴压性能的影响,以总用钢量相同的9根试件为研究对象,进行轴压试验,分析内外钢管用钢量的比例变化和空心率大小对试件破坏模式和应变曲线的影响。结果表明:外钢管出现的波浪形鼓曲均发生在达到极限承载能力后,试件破坏模式为剪切型破坏和腰鼓形压皱破坏,内管出现铜钱状凸曲,内外钢管纵向焊缝均无开裂现象;试件极限承载力随外钢管用钢量的增加而增大,随空心率的增加而降低。     

CFRP加固混凝土构件轴压性能试验分析

采用CFRP(carbon fiber reinforced polymer,碳纤维增强复合材料)环绕包裹混凝土棱柱体进行轴压强度试验。该试验研究包裹方式、层数以及原混凝土强度对构件轴压强度的影响,并在此基础上,通过统计分析的方法得到了轴压强度随各影响因素变化的定量计算公式。试验结果表明,CFRP环绕包裹混凝土对轴压强度有一定的提高作用;在保证施工材料和工艺质量的前提下,可以考虑采用仅在最外层搭接的包裹方法,既可有效提高混凝土构件的轴压强度,也能在一定程度上减少CFRP用量。专题试验表明,该定量计算公式有一定的可靠性,可用于定量计算CFRP包裹对混凝土轴压强度的提高作用。     

玄武岩纤维再生骨料混凝土疲劳试验研究

为提高混凝土抵抗疲劳荷载的能力,试验在混凝土中添加6 mm、9 mm、12 mm三种长度玄武岩纤维,设置0.1％、0.2％、0.3％三种体积掺量,研究改性后的玄武岩纤维混凝土在不同应力水平下疲劳寿命变化情况.结果表明,随应力水平提高,玄武岩纤维混凝土疲劳寿命次数明显降低.除两组外,掺0.2％的玄武岩纤维后,疲劳寿命次数...     

核心高强混凝土柱界限轴压比研究

为研究使核心高强混凝土柱发生延性较好的大偏心受压破坏所需要的界限轴压比,采用matlab语言编制了核心高强混凝土柱压弯构件非线性全过程分析程序。利用所编制的程序,对纵筋配筋率、核心混凝土强度、外围混凝土强度、配箍特征值等因素影响下的768种工况进行了分析,找出了各工况下核心高强混凝土柱大、小偏心受压破坏界限点所对应的轴压比。通过对768个界限轴压比的统计分析,确定了核心高强混凝土柱的试验界限轴压比和设计界限轴压比,可供此类柱试验和设计时参考。     

柔性纤维混凝土的疲劳特性研究

将柔性纤维掺入水泥混凝土可以大幅度提高混凝土的弯曲疲劳等路用性能,并通过试验建立了柔性纤维混凝土的疲劳方程。结果表明,柔性纤维不但能使混凝土的强度提高,更主要的是可以在重交通条件下,可成倍地提高混凝土的弯曲疲劳寿命。     

LZ50车轴钢低周疲劳性能研究

研究了LZ50车轴钢的循环相关特性,循环疲劳特性及循环应力-应变关系。试验结果表明:LZ50车轴钢的循环疲劳特性曲线及循环应力-应变曲线很好地符合双对数线性关系;其循环相关特性表现为先循环软化,稳定后又发生循环硬化,而且循环软化和循环硬化的程度随控制应变的不同而不同。     

高应力比下路用水泥混凝土疲劳可靠度量化分析(英文)

为获得路用水泥混凝土在高应力比作用下其疲劳可靠度的变化规律,首先推导了包括混凝土疲劳寿命在内的单调随机变量的概率密度,然后推导了 Miner 与 Chaboche-Zhao 疲劳损伤模型的概率密度. 借助室内疲劳试验结果,获得这 2 种模型的疲劳损伤概率密度函数. 最后,将荷载作用次数代入上述函数,从而获得水泥混凝土疲劳可靠度随荷载作用次数的变化规律. 结果表明: 随着荷载作用次数的增加,相同应力比下,疲劳可靠度从 100%逐渐衰减为 0%; 无论何种应力比,在荷载作用初期,疲劳可靠度均有一个较为稳定的阶段; 随着应力比的增加,该稳定阶段逐渐缩短,且可靠度为 0%时对应的荷载作用次数也减小; 在可靠度衰减阶段,对于相同荷载作用次数,应力比越高,则混凝土可靠度越低; 此外,Miner 疲劳损伤模型比Chaboche-Zhao 疲劳损伤模型偏安全.     

循环荷载作用下铝合金轴压构件稳定性能分析

研究了循环荷载作用下铝合金轴压构件的力学性能,并与钢轴压构件进行比较。采用通用有限元分析软件ANSYS对铝合金轴压构件的滞回性能进行有限元分析。分析方法考虑了材料非线性、几何非线性和初始缺陷的影响。根据计算结果,得到了6061-T6铝合金、6061-T4铝合金和Q235钢3种材料轴压构件的滞回曲线、恢复力骨架曲线和刚度退化曲线,并进行了比较研究。分析结果显示,铝合金轴压构件的滞回性能与低碳钢轴压构件较为类似,并受到材料本构关系的显著影响。     

Sulphate attack resistance of high-performance concrete under compressive loading

In this paper, an experimental study on the sulphate attack resistance of high-performance concrete (HPC) with two different water-to-binder ratios (w/b) under compressive loading is presented. The sulphate concentration, compressive strength, and the mass change in the HPC specimens were determined for immersion in a Na₂SO₄ solution over different durations under external compressive loading by self-regulating loading equipment. The effects of the compressive stress, the w/b ratio, and the Na₂SO₄ solution concentration on the HPC sulphate attack resistance under compressive loading were analysed. The results showed that the HPC sulphate attack resistance under compressive loading was closely related to the stress level, the w/b ratio, and the Na₂SO₄ solution concentration. Applying a 0.3 stress ratio for the compressive loading or reducing the w/b ratio clearly improved the HPC sulphate attack resistance, whereas applying a 0.6 stress ratio for the compressive loading or exposing the HPC to a more concentrated Na₂SO₄ solution accelerated the sulphate attack and HPC deterioration.     

圆柱体钢筋混凝土柱的轴压强度

通过对6根圆柱体钢筋混凝土柱的轴压试验，研究普通及高强混凝土柱的轴向受压性能．柱的混凝土强度为30MPa和60MPa．所考虑的主要因素为混凝土强度和箍筋用量．试验结果表明，箍筋间距越小，则柱承载能力越高，混凝土核心约束强度提高幅度越大．在相同的侧向约束下，高强混凝土柱的核心强度提高幅度低于普通混凝土柱．混凝土核心约束强度与非约束强度比率(fce^′/f′ce）及柱承载能力试验值与理论值之比(Ptest/P0)均与约束率ρs／fyt／f0′成正比．     

Experimental study of seismic cyclic loading effects on small strain shear modulus of saturated sands

INTRODUCTION Adequate information on dynamic soil proper-ties, especially dynamic shear modulus and dampingratio, is essential for accurate computations of groundresponse and soil-structure interaction problems.Many experimental investigations carried out onsandy soils through resonant column test or improvedcyclic triaxial test in early studies (Hardin and Richart1963; Hardin and Black, 1968; Drnevich and Richart,1970; Seed and Idriss, 1971; Kokusho, 1980) showedthat the small …     

Constitutive model of saturated soft clay with cyclic loads under unconsolidated undrained condition

An equivalent visco-elastic model of saturated soft clay was studied under unconsolidated undrained (UU) condition, which can be used to evaluate the stability of ocean foundation. Cyclic triaxial compression and extension tests were conducted to study the parameters of the model. Results showed that the relationships of the damping ratio and the octahedral shear modulus with the octahedral cyclic shear strain were nearly unique, when the initial octahedral shear stress ratios of specimens were equal to 0.3, 0.5 and 0.7. The relationships of the damping ratio and the octahedral shear modulus with the octahedral cyclic shear strain determined from the cyclic triaxial compression tests were basically the same as those determined from the cyclic triaxial extension tests. Furthermore, the relationships were not related to the initial stress condition, the test stress state and the octahedral cyclic shear stress ratio. The relationships determined from the cyclic triaxial tests under no deviatoric stress were basically the same as those determined from the cyclic triaxial tests under deviatoric stress. The change of the octahedral cyclic accumulative strain with the number of cycles was unique under different tests stress states. An equivalent visco-elastic constitutive model of saturated soft clay under UU condition was initially established.     

动载作用下沥青混凝土路面反射裂缝粘弹性响应分析

为研究沥青混凝土路面内部反射裂缝在动态荷载作用下的力学响应,采用ABAQUS有限元软件建立分析模型.通过对沥青混凝土蠕变试验曲线进行非线性拟合,得到Prony级数以赋予模型中面层粘弹性材料属性.基于粘弹性理论、时温等效原理、断裂力学及动力学有限元方法,利用半正弦荷载模拟动荷载作用,以断裂参数J积分以及复合应力强度因子作为裂缝扩展评价指标,对路面反射裂缝在不同车速、不同环境温度以及不同材料阻尼系数等条件下的力学响应进行分析.计算结果表明:反射裂缝断裂参数值随车辆行驶速度的增加而减小;不同结构温度下的断裂参数差异不明显;断裂参数曲线随阻尼比的增大而逐渐后移,且最大值逐渐减小.因此,通过改善车辆行驶条件以提高车辆行驶速度,以及通过改进材料组成来增大沥青混凝土阻尼系数,都能够有效延缓反射裂缝扩展速度,延长路面的正常使用寿命.     

挖掘机偏载条件下疲劳动态加载装置仿真研究北大核心

为研究挖掘机在偏载条件下的铰点受力并对关键结构件进行疲劳寿命试验,设计了一种加载系统实验装置。装置选取斗杆举升工况下的挖掘姿态作为研究对象,并对被试件进行了合理的二力杆简化,基于AEMSim对液压加载系统进行了建模仿真研究,得到了加载系统的阶跃响应特性和20Hz正弦激励信号下的响应特性曲线。结果表明,挖掘机被试件姿态选择具有代表性,液压加载系统能够满足不同加载频率下的系统响应需求,可用于性能试验仿真研究。     

Study on one-dimensional consolidation of soil under cyclic loading and with varied compressibility

This paper presents a semi-analytical method to solve one dimensional consolidation problem by taking consideration of varied compressibility of soil under cyclic loading. In the method, soil stratum is divided equally into n layers while load and consolidation time are also divided into small parts and time intervals accordingly. The problem of one-dimensional consolidation of soil stratum under cyclic loading can then be dealt with at each time interval as one-dimensional linear consolidation of multi-layered soils under constant loading. The compression or rebounding of each soil layer can be judged by the effective stress of the layer. When the effective stress is larger than that in the last time interval, the soil layer is compressed, and when it is smaller, the soil layer rebounds. Thus, appropriate compressibility can be chosen and the consolidation of the layered system can be analyzed by the available analytical linear consolidation theory. Based on the semi-analytical method, a computer progra     

超声波冲击处理对Ti80合金焊接接头疲劳性能的改善效果

采用超声波法对手工氩弧焊接的Ti80板材两种焊接接头(十字形角接和对接接头)进行了冲击处理。对超声波处理前后两种焊接接头的疲劳试验数据进行了处理、对比和分析,结果表明,超声波冲击处理能够明显改善Ti80合金板材焊接接头的疲劳性能:在一定的应力范围内,超声冲击波处理试件与原始焊态试件相比,十字形角接接头的疲劳强度(2×106)提高126%,疲劳寿命延长3.7~19.4倍;对接接头的疲劳强度(2×106)提高29%,疲劳寿命延长2.6~33.2倍;超声波处理还能够改善疲劳数据的分布规律,降低疲劳数据的分散性。