中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 茹祎杰华北水利水电大学 2023年硕士导师: 潘丽云共92页

摘要 : 钢纤维混凝土(SFRC)凭借其优良的抗拉、增韧、抗冲击等力学性能在现代土木工程中得到迅猛发展。纤维在混凝土基体中的分布均匀性和方向性对其阻裂增韧有显著影响。不同工作性能SFRC中纤维分布存在显著差异，本文针对塑性、流动性、大流动性和自密实SF... 展开钢纤维混凝土(SFRC)凭借其优良的抗拉、增韧、抗冲击等力学性能在现代土木工程中得到迅猛发展。纤维在混凝土基体中的分布均匀性和方向性对其阻裂增韧有显著影响。不同工作性能SFRC中纤维分布存在显著差异，本文针对塑性、流动性、大流动性和自密实SFRC试件，采用无损检测-电磁感应法和图像分析法进行纤维分布均匀性和方向性研究，并进行单轴受拉试验和弯拉试验，建立SFRC纤维分布无损检测-电磁感应法与受拉性能相关指标的关系。主要研究内容如下：（1）设计校准试验，对0.4%~1.2%钢纤维掺量和0°~90°纤维分布方向的自密实SFRC进行电感试验，并测试SFRC的电感参数及电感增量，发现钢纤维含量与电感参数之间存在线性关系，通过测试试件三个主轴方向的电感增量可以判断纤维的空间分布情况，以此判定电磁感应法应用于测试SFRC纤维分布的可行性。同时对弯拉试验之后的自密实SFRC试件进行电感测试和图像处理分析，采用相和系数对比电感试验和图像分析所得纤维空间分布的相似性，验证电磁感应法应用于测试纤维空间分布的准确性。（2）采用大头型试件，对钢纤维掺量0%~1.2%的自密实SFRC以及钢纤维掺量0.8%的塑性、流动性以及大流动性SFRC进行单轴受拉试验，研究不同钢纤维掺量和不同工作性能对SFRC轴拉性能的影响。结果表明，对于自密实SFRC而言，当钢纤维体积掺量在0%~1.2%，混凝土的轴拉强度随着钢纤维体积掺量的增加而增大，在纤维体积掺量为1.2%时达到最大，是素混凝土轴拉强度的2.47倍。钢纤维体积掺量为0.8%时，SFRC的轴拉强度随着混凝土工作性能的降低而减小，自密实SFRC的轴拉强度是塑性SFRC的1.26倍。对轴拉试件破坏截面的纤维分布情况进行人工统计，发现截面纤维根数、纤维分散系数与轴拉性能密切相关，纤维分散系数随着混凝土工作性能的降低而减小。对轴拉试件进行电感试验，结果表明轴拉方向的纤维分布比例随着纤维掺量的增多而增大，随着混凝土工作性能的减弱而降低，建立了电磁感应法-电感增量与轴拉强度之间的关系。（3）采用梁式试件，对钢纤维掺量0%~1.2%的自密实SFRC以及钢纤维掺量0.8%的塑性、流动性以及大流动性SFRC进行弯拉试验，研究不同钢纤维掺量和不同工作性能对SFRC弯拉性能的影响。结果表明：掺入1.2%钢纤维可将自密实SFRC的弯拉强度提升2.41倍。弯拉强度与混凝土的工作性能呈正相关变化，钢纤维掺量为0.8%时，SFRC的弯拉强度随着混凝土流动度的增强而逐渐增大。利用人工统计SFRC弯拉试件破坏截面的纤维分布情况，结果显示弯拉强度随着破坏截面纤维根数及纤维分散程度的增加而增大，分散系数与钢纤维体积掺量及混凝土的工作性能呈正比。电感试验测试弯拉试件混凝土主轴方向的纤维分布大致比例为CIx∶CIy∶CIz=2.56∶1.82∶1，建立了电磁感应法-电感增量与弯拉强度之间的关系。收起

关键词 : 钢纤维混凝土纤维分布无损检测图像分析法工作性能受拉性能

2. 带竖向接缝装配式剪力墙抗震性能试验研究

[学位论文] 邓连超华北水利水电大学 2023年硕士导师: 潘丽云共86页

摘要 : 装配式剪力墙是装配式建筑常用的结构体系之一，其连接方式主要分为水平接缝和竖向接缝两种形式。接缝的连接性能直接影响预制构件的整体性能，是制约预制装配式结构安全性和可靠性的关键。针对目前装配式剪力墙连接方式存在工艺复杂、施工繁琐等问题... 展开装配式剪力墙是装配式建筑常用的结构体系之一，其连接方式主要分为水平接缝和竖向接缝两种形式。接缝的连接性能直接影响预制构件的整体性能，是制约预制装配式结构安全性和可靠性的关键。针对目前装配式剪力墙连接方式存在工艺复杂、施工繁琐等问题，优化竖向接缝的连接形式，研究其破坏机理并提出相关设计指标十分重要。为此，本文提出一种新型带竖向接缝装配式剪力墙结构形式，优化了预制剪力墙的连接工艺，提高了施工效率。本文开展了预制构件接缝的界面粘结性能试验研究和带竖向接缝装配式剪力墙的抗震性能试验研究，并在试验研究的基础上，进行了理论分析和数值模拟。主要研究内容和成果如下：（1）为研究带竖向接缝装配式剪力墙合理的承插深度，以及不同界面处理方式对其力学性能的影响，本文选取100mm、150mm、200mm和250mm承插深度、光滑和露骨料2种不同界面处理方式为变化参数，设计并制作了16个承插式连接试件，进行粘结性能试验，得到了试件的承载力和破坏形态，分析了不同设计参数对试件承载力的影响。结果表明：在相同界面处理方式下，承插深度为100mm~200mm时，极限荷载与承插深度呈正比，250mm较200mm极限荷载略有降低；在承插深度相同时，粘结界面越粗糙，试件的极限荷载越大。（2）在粘结性能试验研究和理论分析的基础上，选用200mm为承插深度，以光滑和露骨料2种不同界面处理方式为变化参数，设计制作了2片带竖向接缝装配式剪力墙试件和1片现浇剪力墙试件，进行抗震性能试验研究。研究表明：带竖向接缝装配式剪力墙呈现弯剪破坏形态，滞回曲线呈现“捏拢”现象，接缝部位未出现明显破坏现象，接缝连接方式安全可靠。与现浇剪力墙相比，光滑和露骨料带竖向接缝装配式剪力墙的承载力分别提升了4.42%和6.75%；延性分别减少了13.33%和14.44%；三者的耗能能力较为接近；刚度退化趋势基本一致，带竖向接缝装配式剪力墙后期刚度退化略快。（3）采用ABAQUS有限元分析软件，建立了带竖向接缝装配式剪力墙的有限元模型，得到了其滞回曲线，计算结果与试验结果吻合较好；给出了剪力墙在不同受力时期的混凝土和钢筋的应力、应变云图，分析了剪力墙的损伤机理。建立了带竖向接缝装配式剪力墙承载力计算模型，计算结果和试验结果吻合较好。收起

关键词 : 装配式剪力墙竖向接缝抗震性能试验有限元分析

3. 箍筋约束下锈蚀光圆钢筋与混凝土粘结性能试验研究

[学位论文] 王晨翠华北水利水电大学 2018年硕士导师: 潘丽云共77页

摘要 : 锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能是衡量这两者之间协同工作能力的重要指标。据统计资料表明，因钢筋锈蚀导致混凝土结构耐久性不足的问题造成了巨大的损失，引起了国内外学术界的高度重视。因此，研究混凝土与锈蚀钢筋的粘结问题是一项具有重大实际意义并... 展开

关键词 : 锈蚀钢筋混凝土箍筋约束粘结性能

4. 寒冷地区大直径圆形贮料筒仓现场监测分析

[学位论文] 刘剑东华北水利水电大学 2014年硕士导师: 潘丽云共72页

摘要 : 圆形钢筋混凝土筒仓是全封闭式环保型系统的典型结构形式。为适应市场的需求,圆形筒仓的直径不断增大,而目前有关该结构体系、应力和温度效应的研究尚不够深入,缺乏统一的技术标准,对筒仓早期裂缝的研究还处于初级阶段。故本文结合位于寒冷地区的蒲城... 展开圆形钢筋混凝土筒仓是全封闭式环保型系统的典型结构形式。为适应市场的需求,圆形筒仓的直径不断增大,而目前有关该结构体系、应力和温度效应的研究尚不够深入,缺乏统一的技术标准,对筒仓早期裂缝的研究还处于初级阶段。故本文结合位于寒冷地区的蒲城县圆形大直径钢筋混凝土筒仓工程,在圆形筒仓各个部位布置钢筋计进行现场施工监测和筒仓裂缝的分析研究。研究结果表明: 桩的钢筋温度极值和环境温度极值发生的时间并不同步,但是桩的钢筋应力最值和环境温度极值发生的时间同步。在桩基础有限元分析时,合龙时的温度为17.5℃,钢筋温度最高值为17.8℃,钢筋温度最低值为16.3℃。桩的钢筋应力极值主要集中在桩顶标高-12m以内。随着深度的增加,承台钢筋的温度极值和应力最值受环境温度极值的影响逐渐减弱。承台的钢筋应力最大(小)值和钢筋温度最低(高)值发生的时间基本同步。在承台有限元分析时,合龙时的温度为15℃,钢筋温度最高值为30℃,钢筋温度最低值为10℃。承台环向应力中,受拉以仓壁外侧钢筋应力控制为主,受压以仓壁内侧钢筋应力控制为主。仓壁内外侧及扶壁柱内侧的钢筋温度最高(低)值和环境温度最高(低)值发生的时间基本同步。在不同高度处,仓壁内外侧及扶壁柱内侧的钢筋应力最大值和环境温度最低值发生的时间同步,但是仓壁内外侧及扶壁柱内侧的钢筋应力最小值不仅受环境温度最高值的影响,而且受筒仓合龙后的影响。在仓壁环向应力中,钢筋应力极大值在2~9m高度内最大,钢筋应力极小值在-0.5~2m高度内最小。在扶壁柱环向应力中,钢筋应力极大值在-0.5~1m高度内较小,在1~2m高度内处最大,2~16m高度内逐渐减小;钢筋应力极小值在标高1.7m和12.4m处出现了拐点,但两者相差较小。在仓壁及扶壁柱有限元分析时,-0.6~1m高度内,合龙时温度值为15.2℃,钢筋温度最高值为31.9℃,钢筋温度最低值为7.5℃;1~16m高度内,合龙时温度值为17.5℃,钢筋温度最高值为36.5℃,钢筋温度最低值为-3℃。仓壁裂缝大部分沿竖向分布,长度约1~2m,宽度大部分在0.15mm以下,外侧裂缝比内侧裂缝多。后浇带裂缝大部分沿横向分布。收起

关键词 : 寒冷地区圆形贮料筒仓钢筋混凝土现场监测

5. 持荷下锈蚀钢筋混凝土粘结性能的试验研究

[学位论文] 侯俊青华北水利水电大学 2018年硕士导师: 潘丽云共71页

摘要 : 工程结构是否可靠要看是否具备安全、适用和耐久。安全、适用研究相对完善，但结构耐久性问题日渐增多，耐久性研究成为热点。锈蚀是混凝土结构耐久性衰退的主要因素。实际工程中结构均处于受力状态下锈蚀，因此展开持荷下锈蚀对钢筋混凝土梁粘结性能... 展开工程结构是否可靠要看是否具备安全、适用和耐久。安全、适用研究相对完善，但结构耐久性问题日渐增多，耐久性研究成为热点。锈蚀是混凝土结构耐久性衰退的主要因素。实际工程中结构均处于受力状态下锈蚀，因此展开持荷下锈蚀对钢筋混凝土梁粘结性能影响的研究。论文主要研究内容：（1）论文采用梁式粘结试验方法，考虑不同持荷等级作用下锈蚀钢筋混凝土梁的粘结性能，设计制作40根梁，设定影响因素：持荷等级、钢筋锈蚀率、混凝土强度等级、钢筋种类，分析持荷下锈蚀对钢筋混凝土梁粘结强度的变化规律。（2）自主改良设计一套持荷锈蚀装置，对钢筋混凝土梁进行持荷加速锈蚀。两点集中荷载加载破坏，用自动采集系统连续采集记录试验数据。基于试验数据，作出粘结滑移曲线，并对其进行比对，分析不同因素对钢筋锈蚀的影响程度，以及持荷下锈蚀对钢筋混凝土梁粘结性能的影响规律。（3）结果显示：同等条件下，持荷对梁内钢筋锈蚀率影响不显著，持荷状态不是影响锈蚀的主要原因，但是持荷水平对钢筋的锈蚀形态影响明显。剔除锈蚀率的影响，持荷等级在40%-50%范围内对粘结强度的增强作用最好。锈蚀率在一定范围内，对钢筋混凝土之间的粘结有增强作用：对于光圆钢筋，锈蚀率在4%范围内，随着锈蚀率的增大，所承受的荷载也随之增大。超出这个界限值，承载力会随着锈蚀率的增大而降低；对于带肋钢筋，这个锈蚀界限值为5%。梁表面形态对锈蚀也有一定程度影响，如麻面、孔洞、潮湿可以促进钢筋锈蚀。锈蚀越严重，钢筋表面形态变化越大，应力滑移曲线波动越大，锈蚀程度是粘结性能变化的主要因素，微小变化对其扰动较大，但强度越高，锈蚀率变化对构件粘结性能的影响逐渐减弱。（4）根据持荷等级、钢筋锈蚀率对粘结强度及钢筋自由端滑移量的影响规律，选择分段式粘结滑移本构计算模型，拟合回归持荷下锈蚀钢筋混凝土的粘结滑移本构关系，吻合度较好。收起

关键词 : 钢筋混凝土持荷下锈蚀粘结性能粘结滑移本构关系

6. 自密实钢纤维全轻混凝土基本力学性能研究

[学位论文] 马园园华北水利水电大学 2017年硕士导师: 潘丽云共69页

摘要 : 高性能混凝土的应用范围十分广泛，已成为混凝土发展的方向。本文研究的是自密实钢纤维全轻混凝土是在实现不同骨料最大粒径的自密实全轻混凝土的基础上，掺加不同体积率的钢纤维，并通过调整减水剂用量，使之达到自密实性能的复合新型材料。自密实钢... 展开高性能混凝土的应用范围十分广泛，已成为混凝土发展的方向。本文研究的是自密实钢纤维全轻混凝土是在实现不同骨料最大粒径的自密实全轻混凝土的基础上，掺加不同体积率的钢纤维，并通过调整减水剂用量，使之达到自密实性能的复合新型材料。自密实钢纤维全轻混凝土不仅具有轻骨料混凝土的轻质高强、钢纤维混凝土阻裂增韧等优点，还具有自密实混凝土大流动性的工作性能优势，使之更加符合新型高性能混凝土的要求。本文主要研究了不同钢纤维体积掺量、粗骨料最大粒径对自密实钢纤维全轻混凝土基本力学性能的影响，基本力学性能包括立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、弹性模量。主要研究成果如下：（1）通过试拌得到满足工作性能的自密实钢纤维全轻混凝土，确定配合比为：水胶比0.31，矿粉掺量为胶凝材料总量的30%，粗骨料的体积为0.33。（2）通过对大量页岩陶粒轻骨料混凝土文献的调研，分别从页岩陶粒表面特性、粒型、强度、密度、吸水率、含水量、最大粒径、级配，理论分析了页岩陶粒自身的性能对轻骨料混凝土力学性能的影响程度，其中页岩陶粒的颗粒强度是决定混凝土强度的主要因素；最大粒径及级配也影响着混凝土的强度，其他的性能影响较小。（3）通过对自密实钢纤维全轻混凝土试块立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量的试验，分别从骨料的最大粒径、钢纤维掺量、钢纤维的平均长度与粗骨料最大粒径之比三个方面对自密实全轻混凝土、自密实钢纤维全轻混凝土的力学性能做了总结。（4）对大量页岩陶粒轻骨料混凝土文献中的实验数据进行了综合，拟合出关于页岩陶粒轻骨料混凝土28天抗压强度和弹性模量的预测关系式。并对国内页岩陶粒轻骨料混凝土的研究数据进行了整合，总结了基本力学性能之间的关系，并与一般轻骨料混凝土进行了比较，为结构设计计算提供参考。收起

关键词 : 自密实钢纤维全轻混凝土体积掺量粗骨料粒径力学性能

7. 钢纤维全轻混凝土梁抗剪性能试验研究

[学位论文] 尚亚琼华北水利水电大学 2015年硕士导师: 潘丽云共63页

摘要 : 1824年英国人发明水泥至今，混凝土结构以其特有的特点在土木工程建设中占据主导地位。但混凝土自重大、抗裂性差的缺点不容忽视。而分析目前国内外的研究现状，其主要针对轻骨料混凝土和钢纤维混凝土进行研究，而将两种混凝土结合在一起组成的钢纤维... 展开

关键词 : 钢纤维全轻混凝土抗剪性能钢纤维掺量剪跨比

8. 再生混凝土配合比设计及力学性能试验研究

[学位论文] 胡飞佳华北水利水电大学 2017年硕士导师: 潘丽云共62页

摘要 : 再生混凝土是一种新型建筑材料。它是由废弃的骨料制备而成的，清洁环保，而且又可以减轻天然砂的过度消耗，减轻环境负担。再生混凝土是一种绿色环保的建筑材料，具有良好的发展潜力和前景。但是由于各地区骨料的差异性较大，影响再生混凝土性能的因... 展开再生混凝土是一种新型建筑材料。它是由废弃的骨料制备而成的，清洁环保，而且又可以减轻天然砂的过度消耗，减轻环境负担。再生混凝土是一种绿色环保的建筑材料，具有良好的发展潜力和前景。但是由于各地区骨料的差异性较大，影响再生混凝土性能的因素也比较多，所以目前还没有特别完善的标准和规范指导施工。本文考虑不同细骨料类型、混凝土水灰比、骨料预湿处理方式等因素对再生混凝土配合比设计、拌合物工作性能和混凝土基本力学性能的影响，开展了系列试验研究。结论如下：配合比：当水灰比为0.6时，新拌的天然砂再生混凝土出现了泌水现象，而机制砂再生混凝土、再生砂再生混凝土和混合砂再生混凝土工作性能良好；当水灰比较小时，需要加入减水剂保证新拌混凝土的流动性；骨料提前预湿与否对再生砂再生混凝土的影响不大。水灰比：不同类型的细骨料再生混凝土的力学性能随水灰比的变化趋势与普通混凝土类似，均随着水灰比的增大而减小；天然砂再生混凝土、机制砂再生混凝土的立方体强度随水灰比的变化规律一致。基本力学性能：相同条件下机制砂再生混凝土和天然砂再生混凝土的立方体抗压强度和弹性模量较好，混合砂混凝土和全再生混凝土的轴压强度较好，天然砂混凝土的劈裂抗拉强度较好；再生混凝土的力学性能随水灰比的变化规律与普通混凝土类似，均随着水灰比的增大而减小，对立方体强度而言再生砂再生混凝土的强度随水灰比的增加降低幅度更大；再生粗骨料提前预湿后配制的再生混凝土抗压强度略低于未提前预湿的再生骨料配置的再生混凝土。此外，本文搜集大量的再生混凝土文献的数据，经过整理分析，拟合得出再生混凝土力学性能的推算公式及它们之间的转化关系，为建立统一的再生混凝土规范提供参考。收起

关键词 : 再生混凝土配合比水灰比力学性能

9. 流动性钢纤维全轻混凝土弯曲性能试验研究

[学位论文] 陈梅华华北水利水电大学 2016年硕士导师: 潘丽云共61页

摘要 : 混凝土具有抗压强度高、可就地取材、施工相对简单等优点，目前己广泛应用于建筑工程施工中，但其材料自重大、高脆低韧等不足也制约其发展。因此,如何改善其性能已成为未来的研究方向。本课题将页岩陶粒、陶砂和钢纤维混合起来制成一种新型材料—钢纤... 展开

关键词 : 建筑材料纤维混凝土弯曲韧性力学试验

10. 箍筋约束锈蚀带肋钢筋与混凝土粘结性能试验研究

[学位论文] 孔令苗华北水利水电大学 2018年硕士导师: 潘丽云共58页

摘要 : 混凝土结构是世界范围内广泛应用的一种建筑材料，在正常合理的使用条件下，钢筋与混凝土之间良好的粘结性能够使构件的性能得到充分发挥。但是，混凝土的碳化、氯离子腐蚀等多种原因使得混凝土中的钢筋发生锈蚀，结构粘结作用被破坏，所以，开展对锈... 展开混凝土结构是世界范围内广泛应用的一种建筑材料，在正常合理的使用条件下，钢筋与混凝土之间良好的粘结性能够使构件的性能得到充分发挥。但是，混凝土的碳化、氯离子腐蚀等多种原因使得混凝土中的钢筋发生锈蚀，结构粘结作用被破坏，所以，开展对锈蚀构件粘结性能的研究，在保障构件粘结性能、增强耐久性方面十分重要。国内外研究学者已经通过各种试验方法进行锈蚀构件粘结性能方面的研究，但他们的研究成果差异较大，同时，对于小型试件的研究多是没有考虑箍筋的约束作用，与实际工程相差较大，还需要进行更深入的研究来完善补充相关结论。本文在试验与理论的基础上，做了如下主要工作内容：（1）在钢筋锈蚀问题突出这一背景下，分析了国内外学者在不同年代对锈蚀粘结的研究内容和进展，并针对本试验的研究参数箍筋约束的特点，整理了相关研究中在有、无箍筋约束条件下的粘结规律，规律表明箍筋对粘结性能起到显著改善作用。（2）增加了箍筋约束这一条件，采用加速通电锈蚀方法模拟混凝土结构中钢筋的锈蚀，分为 8 个强度等级（C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50），4种锈蚀程度（未锈蚀、轻度、中度、重度），对96个试件，其中包括72个锈蚀试件，进行拉拔试验，得到箍筋约束下带肋钢筋在不同锈蚀率不同混凝土强度作用下的粘结滑移关系。（3）通过分析试验数据，提出了考虑锈蚀率、混凝土抗拉强度、相对保护层厚度、相对锚固长度、配箍率影响的锈后钢筋混凝土粘结强度的计算公式，并与试验值进行了对比，发现公式拟合效果较好。最后，对锈后钢筋混凝土粘结滑移曲线进行了分析，参考已有的粘结滑移公式，添加新的变化因素锈蚀率和混凝土强度进行拟合，给出了关于锈蚀率、滑移值、粘结强度的关系表达式。收起

关键词 : 箍筋约束锈蚀带肋钢筋粘结性能拉拔试验粘结-滑移关系