项目研究围绕地下工程混凝土结构施工期的性能形成过程,重点早龄期开展混凝土持荷下的物理力学性能试验研究和现浇混凝土结构温度-湿度-应力耦合场宏观模型的理论研究,并结合重大工程建设进行应用研究。在早龄期持荷下的力学性能形成方面,通过室温环境混凝土试件持荷条件下的主动约束收缩试验、新旧混凝土接触试验、GFRP混凝土粘结试验、钢混组合结构构件试验等,分析了混凝土早龄期约束应力形成机理,建立了混凝土早龄期边界约束时变规律,获得了混凝土持荷条件下的力学性能演化规律;进行了混凝土早龄期常应力及变应力持荷条件下的徐变试验,建立了混凝土早龄期基本徐变模型,推导了早龄期混凝土的粘弹性本构模型,应用于超高层建筑施工期、深基坑典型超长混凝土支撑结构、沉管隧道管节预制等早龄期持荷变形发展规律的分析,试验研究还扩展至高温持荷条件,得到了自密实混凝土高温力学性能退化机理及高温本构关系。在早龄期持荷下的物理渗透性能方面,研制了受荷混凝土试件渗透性试验装置和水压劈裂试验装置,在分析配筋混凝土试件表面渗透特征基础上提出了结构混凝土渗透指数定义,测试了配筋率对混凝土渗透指数的影响,给出了拉伸荷载与渗透指数的关系;充分考虑了历史数据的不稳定性,以贝叶斯框架为基础建立了随机累积损伤模型,以定量的评估地下结构持荷服役期的渗透性能及其变化。建立了早龄期混凝土结构温度-湿度-应力多物理场的宏观弱耦合模型,编写了有势场有限差分及向量场有限元计算联解式的数值分析程序,高效地分析计算混凝土早期物理场演化规律,应用于港珠澳大桥沉管隧道等大型工程的施工组织设计,与试验数据及工程监测数据的对比验证了模型的有效性和可靠性。与奥地利维也纳理工大学Mang院士学科组的合作,探寻了发展为多场强耦合的途径。研究进一步扩展到微细观尺度,通过差热分析、环境电镜扫描、水银压入法、以及μ-CT等材料微观结构试验手段,测试混凝土早龄期水化过程中的物相变化和孔隙分布,建立了早龄期混凝土的微观4-D(含时间演化)几何模型,并表征其宏观渗透性能的之间的联系,以建立多场条件下早龄期混凝土的多尺度模型。共申请专利19项(已授权10项);主编上海市地方规范1部、中国工程建设标准化协会标准1部;已经发表学术论文32篇,其中国际学术期刊论文13篇(SCI收录);在审国际学术期刊论文11篇(SCI收录),获得教育部科技进步一等奖1项,上海市科技进步一等奖1项。 2100433B
无论基础设施或是民用建筑的地下工程,多数采用现浇混凝土方式施做结构。这类混凝土结构在施工期的早期开裂、差异变形、甚至坍塌等现象表明,混凝土结构性能的形成除与混凝土材料自身水化特性外,还与结构早期持荷和环境的动态效应有关联;此外,地下工程混凝土结构的早期损伤对其长期性能也有影响。项目拟通过混凝土结构早期持荷试验,研究结构混凝土材料的早期徐变、强度、局部劈裂损伤等力学性能形成的时变过程;拟通过测试地下结构混凝土性能形成期间,地层和大气的热边界作用、水环境下的渗流边界、以及扩散边界作用,研究这些作用所致混凝土结构内部效应及对混凝土早期物理-化学性能形成的影响。探寻结构早期持荷和复杂环境作用下混凝土早期性能形成机理的研究,不仅有利于制定混凝土结构施工期的性能控制方法,还可为有效认识地下结构长期性能演化提供依据。
1 超重混凝土结构、防辐射混凝土结构、耐酸(碱)混凝土结构等; 2 修建在湿陷性黄土、膨胀土地区或地下采掘区等的结构; 3 ...
直接看图集 可能会很晕,先去看看陈青来教授写的《平面整体表示方法制图规则》,理解这个理论是如何建立的,然后,再看图集。也可以去论坛,听听同行的交流。平法的图集更新的很快,但基础的理念还是那些,图集对照...
目前混凝土结构施工方法主要是现场浇浇筑.其施工图表达了该结构的布置位置\形状尺寸\所用材料的种类规格及强度等级\及构造做法.其重点和识读难点在于构造做法的识读.首先要熟悉一般混...
针对施工期墩墙混凝土结构易开裂的问题,阐述了裂缝成因和开裂机理,提出了相应的防止措施。认为墩墙混凝土结构早期的内外温差,后期基础温差是这类裂缝产生的主要原因,而表面保温和内部水管降温的温控防裂措施是防止这类裂缝的有效措施。通过三维有限单元法对某大闸施工期混凝土在该温控防裂措施下温度场和应力场的仿真计算,结果显示该防裂措施效果良好,对类似工程具有一定的参考价值。
混凝土结构在建设和使用过程中容易出现各种裂缝。以某(60+100+60)m变截面预应力混凝土连续梁桥为例,对施工期间出现的腹板裂缝进行了详细检测及施工同步跟踪试验研究。检测及研究结果表明:(1)施工期间后张法预应力混凝土构件腹板顺预应力束管道方向斜向裂缝萌生于预应力束弯曲段;(2)腹板顺预应力束管道方向斜向裂缝在对应块段腹板预应力束张拉期间开展,预应力束张拉结束后裂缝并未进一步扩展;(3)腹板顺预应力束管道方向斜向裂缝出现的原因可能是由于预应力束配束较强及张拉期间对应块段混凝土抗拉强度极限强度发展不足。
批准号 |
50579033 |
项目名称 |
深埋地下工程围岩劈裂破坏的能量耗散和形成机理研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E0905 |
项目负责人 |
朱维申 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
山东大学 |
研究期限 |
2006-01-01 至 2008-12-31 |
支持经费 |
27(万元) |
中间相炭微球形成机理及其结构与性能
碳质中间相首先由Brooks和Taylor在前人工作的基础上研究煤的焦化时所发现。
中间相是从液晶学中借用的术语,表示物质介于液体和晶体之间的中介状态。
所谓碳质中间相是指沥青类有机物向固体半焦过渡时的中间液晶状态。
对炭质中间相的形成理论的研究大致经历了三个阶段,形成了具有代表性的三种理论:传统理论、"微域构筑"理论"、"球形单位构筑"理论
⑴ 传统理论
沥青加热到>350℃时,经热解、脱氢、环化、缩聚和芳构化等反应,形成分子量大、热力学稳定的多核芳烃化合物的低聚物,并相互堆积、成为两维有序的聚集体。
随反应程度的提高,低聚物的分子量和深度增大。由于缩聚分子呈平面状,分子厚度几乎不变。随分子量增加,分子长径比不断增加,当长径比超过一临界值时,发生相转变,成为有序的片状液晶体。
随片状液晶体浓度增加,为使平行排列的平面分子所形成的新相稳定,要求体系表面自由能最小,因而转化为表面体积最小的圆球形。
传统理论把中间相球体长大的原因归结为:
①吸收母液分子,却没有给出吸收的条件过程;
②球体间的相互融并,融并的前提是球体片层间的相互插入,但这种片层间插入所需的能量不仅要高而且球体相遇插入的实现几率较小。
⑵ "微域构筑"理论
由日本学者Mochida等人提出,认为炭质中间相的形成过程是先形成具有规则形状的片状分子堆积单元,然后由片状分子堆积单元构成球形的微域,再由微域规程成中间相球体的过程。
"微域构筑"理论避开了球体片层之间相互插入而长大的不合理解释,但引入了实际上并不存在的片状分子堆积单元(即,规则微晶),使得该理认也有待改进。
⑶ "球形单位构筑"理论
天大化工学院李同起、王成扬等人在研究非均相成核中间相形成的基础上,提出了含有一定喹啉不溶物的煤焦油沥青中中间相形成的"球形单位构筑"理论,该理论认为:中间相形成和发展过程是三级结构的连续构筑,先由小芳香分子缩聚形成大平面片层分子(一级结构),再由大平面片层分子层积形成球形的中间相构筑单元(二级结构),然后由这些构筑单元直接堆积形成中间相球体(三级结构)。
之后,又把该理论进一步引申,扩展成为"粒状单元构筑"理论,使构成中间相的基本单元不再局限为球形体,也可以是其它形状的颗粒,从而把该理论能更好地适用于具有不同分子构型的其它原料。
该理论能够比较合理地解释不同原料所制备的中间相炭微球形貌、中间相炭微球成核、发育长大和解体的过程特征、原料沥青中喹啉不溶物对中间相形成和发展的作用及中间相炭微球表现颗粒或粒状的突起,并能预测不同尺寸物理添加剂对中间相形成和发展的作用。
双反射的形成机理,一般认为非均质物体双反射的显著程度取决于物体的相对双反射率(ΔR'),而与物体的绝对双反射率(ΔR )没有太大的关系。
式中R1和R2分别为物体最大(最高)和最小(最低)的主反射率。