粉煤灰对高强混凝土力学性能及孔隙结构影响

为探究粉煤灰替代水泥比例对机制砂高强混凝土(MSC)和天然砂高强混凝土(NSC)的强度影响以及内部孔隙结构变化,设计粉煤灰替代水泥比例分别为0,10%,15%,20%和25%配制C80高强混凝土,借助核磁共振技术(NMR)分析混凝土孔隙演变规律,利用X射线衍射(XRD)、差热-热重综合仪、场发射扫描电镜(SEM)技术分析胶凝材料水化产物形态和微观形貌.结果表明：MSC工作性能略低于NSC,各龄期下MSC强度均高于NSC,前期强度随粉煤灰掺量的增加而降低,后期10%粉煤灰混凝土强度最高;10%粉煤灰促进水泥水化进程,填充凝胶孔隙,降低裂隙生成,从而优化混凝土内部结构孔隙,提升混凝土整体密实度;考虑细骨料形貌参数及粉煤灰掺量对混凝土强度的影响,基于可压缩堆积理论建立了粉煤灰混凝土28 d抗压强度预测模型,模型精度良好.研究可为粉煤灰高强混凝土高质量应用提供一定参考.     

基于四参数随机生长法重构土体的渗流细观数值模拟

基于四参数随机生长法(QSGS),根据土体孔隙率,重构土体微观结构.通过格子Boltzmann方法,左右采用不透水边界,上下边界采用非平衡外推格式,颗粒之间的碰撞采用标准反弹格式,建立饱和土体渗流模型,并让恒定流速的水渗入模型.结合算例,推导了宏观物理单位与格子单位之间的转换关系,编制相关Matlab程序,并且进行运算分析,探讨在计算机模拟情况下的微观土体结构中水的渗流变化规律.结果表明:根据QSGS方法所重构的土体生成过程与自然环境下多孔介质的生成过程类似,重构土体性状各异,连通性和结构与实际土体类似;在连通性良好的前提下,土体中水的渗流速度与孔隙率大小有关;同一土体中渗流通道越小的位置水的渗流速度越小,渗流通道越大的位置渗流速度越大;在相同孔隙率条件下,大颗粒土的平均渗流速度比小颗粒土的平均渗流速度大,而小颗粒土的渗流更为稳定.     

风积沙混凝土力学性能及孔隙特征

为了解决中国西北地区天然河砂分布不均及资源短缺的问题,利用库布齐沙漠风积沙替代部分天然河砂作为细骨料配制风积沙混凝土,通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度与核磁共振孔隙等因素对风积沙混凝土进行试验研究.结果表明:随着风积沙掺量增加,混凝土立方体抗压强度与劈裂抗拉强度均呈先增高后降低的趋势,且风积沙掺量分别为20％,30％与...     

基于CT扫描的滨海土壤孔隙空间网络表征与渗流模拟

以江苏省沿海地区不同围垦区剖面土层原状土样为研究对象,基于CT扫描技术,通过构建孔隙网络模型,对土壤孔隙分布及其拓扑关系进行定量表征,统计分析了土壤孔喉参数,包括孔径分布、配位数、喉道半径及喉道长度;运用提取的孔隙网络实现土壤中单相水的渗流模拟,分析土壤的绝对渗透系数（饱和导水率）及其主要影响因素。结果表明,围垦活动对改良土壤孔隙活动起到积极作用,随围垦年限的增加,连通孔隙的半径范围、平均配位数、喉道半径趋于增大,喉道长度趋于减小;浅层土壤的孔隙结构较为良好。单相水模拟中,模拟计算的土壤绝对渗透系数和试验测定的饱和导水率结果吻合度较好,呈现出一致的变化规律。灰色关联度显示喉道半径对土壤渗透性能的影响最大。     

基于宏细观耦合的塑性混凝土力学特性模拟研究

为揭示塑性混凝土细观破坏机理,基于PFC-FLAC3D耦合建立了柔性膜边界三轴试验模型,深入分析了塑性混凝土在围压效应和尺寸效应下的细观变形破坏特征,采用多元非线性公式定量描述了塑性混凝土宏观单轴力学强度-围压-三轴力学强度的经验函数关系,并结合室内试验结果验证了经验公式的准确性。研究结果表明：围压越大,对内部颗粒运动约束越强,低围压下的剪切带形态更明显。高围压有利于提高结构整体性,弱化抗压强度的尺寸效应。随着尺寸增加,试样中部侧向鼓胀变形减小,斜截面贯通连接的颗粒减少,导致X形剪切面特征逐渐减弱。最后,采用多元非线性拟合方法定量描述了单轴力学强度-围压-三轴力学强度联合关系,为后续研究提供理论基础。     

基于数值模拟的现浇混凝土暗管断面形式研究

【目的】探索改变管道断面形式对混凝土暗管受力承载性能的影响。【方法】采用ANSYS数值模拟软件,模拟分析了竖椭圆形暗管在设计荷载工况下的受力承载特性,并与相同过水断面面积的圆形暗管进行了比较。【结果】长、短轴比1.3左右的竖椭圆形混凝土暗管在各种设计荷载工况下均能处于正常使用状态;设计荷载汽-10作用下,对比内径80 cm的圆形暗管,相同过水断面面积的竖椭圆形暗管在非灌溉期的强度安全因数提高约83%,在灌溉期的强度安全因数提高约41%。【结论】现浇混凝土暗管采用竖椭圆形的断面形式合理可行,且采用竖椭圆形比采用圆形具有更优的受力承载性能。     

生物质半焦FTIR分析及孔隙结构变化规律研究

利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和N2等温吸附/脱附法及扫描电镜对生物质半焦化学组成官能团的演变规律和孔隙结构特性进行表征,探讨生物质种类和制焦条件对热解半焦特性的影响。结果表明,热解温度的升高,半焦内部芳香结构增加,各官能团的数量和种类逐渐减少。不同生物质种类的半焦,吸附曲线差别较大。玉米秸秆半焦和松木屑半焦中主要以微孔为主,稻壳半焦以中孔分布较多,且600℃下半焦的孔隙结构变化最大。四种热解温度下半焦的分形维数范围为2.52~2.57,其中600℃下半焦的分形维数最大,吸附性能最强。随着热解温度的升高,生物质焦颗粒先后经历表面突起、突起破裂形成许多孔隙、孔隙变大等过程。     

不同U型结构混凝土渠道冻胀数值模拟分析

为了探明U型混凝土渠道倾角和厚度对其抗冻胀效果的影响,以衬砌板为研究对象,对不同倾角、不同厚度的衬砌进行了数值模拟。结果表明,随倾角或厚度的增大,衬砌的冻胀不均匀性减小,冻胀变位和高峰应力也相应减小。厚度为10、8、6、4cm的同一倾角U型衬砌板,衬砌圆弧段冻胀变位幅度较小,几乎不随厚度的变化而变化;各厚度的衬砌,0°~8°倾角范围内,衬砌的冻胀不均匀性的变化梯度较大,倾角的增大对其冻胀不均匀性影响显著;22°~34°倾角范围内,倾角的增大对其抵抗冻胀效果影响不明显;8°~22°倾角范围内,倾角的增大对其冻胀不均匀性影响适中,以15°~22°为宜。     

提升现浇混凝土耐久性的相关因素分析

文章将会从优选原材料与质量控制体系,高性能混凝土配台比设计体系,钢筋保护层施工质量控制体系以及混凝土施工质量控制及反馈体系这四个方面分别加以阐述,希望能够得到一些借鉴和参考。     

IWSF-FA模袋混凝土抗压强度、孔隙结构和物质组成

为优化模袋混凝土衬砌性能,合理利用当地粉煤灰和废弃硅粉代替部分水泥制备模袋混凝土衬砌.通过抗压强度试验、固体紫外试验、核磁共振和热重试验研究双掺粉煤灰-工业废弃硅粉替代适量水泥后对模袋混凝土抗压特性、内部孔隙结构和水化物质组成的影响.结果表明：合理双掺工业废弃硅粉和粉煤灰(如FA15S4)可以提高模袋混凝土的抗压强度;紫外吸收光谱表明其水化产物C-S-H和CH组成优于其他组别;核磁共振T₂谱分布呈现“三峰结构”,左峰信号幅度最高,双掺工业废弃硅粉-粉煤灰有利于改善其内部孔隙结构.并且双掺工业废弃硅粉和粉煤灰后,热学性质良好.建立了基于BP神经网络理论的模袋混凝土早期抗压强度预测模型,预测结果与试验测试值的最大相对误差为2.7%.研究结果可为工业废弃硅粉和粉煤灰混凝土在水工衬砌工程中的应用提供参考依据.     

盐渍土壤孔隙结构及分形特征研究

为了探明盐分对土壤孔隙特征及分形特征的影响,采用CT(computed tomography)扫描技术获取了6个盐分处理(ECe:S1=8.52 d S/m,S2=21.89 d S/m,S3=24.78 d S/m,S4=25.71 d S/m,S5=26.36 d S/m,S6=33.26 d S/m)的土壤分层剖面图像,并结合Image J软件提取分析了土壤孔隙数目、孔隙面积等参数在土壤剖面上的分布特征,同时,采用杨培岭模型计算了土壤分形维数。结果表明:盐分影响土壤孔隙结构的形成和分布,具体而言,从S1到S6,随着盐分的增加,土壤孔隙度先减小后增加,S1盐分处理(ECe=8.52 d S/m)的孔隙度明显大于其他盐分处理,并且,S1盐分处理的孔隙度波动也大于其余5个盐分处理,S4(ECe=25.71 d S/m)盐分处理的孔隙度最小;此外,土壤孔隙数也表现为先减少后增加的趋势,S4(ECe=25.71 d S/m)总孔隙数最少(481)。在本次土样深度分析范围(6.3~44.1 mm)内,土壤孔隙结构随深度并无明显的关系。土壤分形维数计算结果表明,盐分影响土壤的分形维数,随着盐分的增加,分形维数先减小后增大,S4最小(2.58),同盐分对土壤孔隙的影响规律一致,进一步说明盐分影响土壤的物理性质,同时壤土(S1和S6)的分形维数大于粉质壤土(S2~S5),说明土壤质地变细,分形维数有增大的趋势。同时,和其他获取土壤孔隙结构特征的方法相比,CT结合Image J的方法可以快速准确地获取土壤孔隙的大小、数目等几何参数,处理过程方便快捷,操作简单,更能批量处理。     

砖混结构住宅现浇砼楼板裂缝成因分析、处理及预防

1 常见的现浇砼楼板裂缝按位置和形态分,主要有以下几种类型 (1)穿线管位置裂缝 顾名思义,这种裂缝位干楼板中部的穿线管位置,经常从灯头处穿过,十分显眼,板面较严重,板底较轻,大部分是通长的且穿透楼板的裂缝.     

砖混结构住宅现浇砼楼板裂缝成因分析、处理及预防

（1）穿线管位置裂缝 顾名思义，这种裂缝位于楼板中部的穿线管位置，经常从灯头处穿过。十分显眼，板面较严重，板底较轻，大部分是通长的且穿透楼板的裂缝。     

连续式混凝土搅拌机关键参数及叶片结构分析

强制式搅拌机是随着混凝土及其施工工艺的发展而逐渐发展起来的机型。借助旋转的叶片对物料进行剪切、挤压、翻滚和抛出等强制搅拌作用,使物料在剧烈的相对运动中得到均匀搅拌。这种机型的搅拌机,搅拌作用强烈,搅拌质量好,生产率高,但磨损和功耗大。从搅拌叶片的布局和搅拌机主要参数的设计考虑,通过对搅拌过程的分析,详细阐述了各参数的设计,并给出结论和建议。     

晋西黄土区人工刺槐林植被结构分析

山西吉县蔡家川流域,在九十年代进行了大面积的人工造林,其中阔叶林主要是刺槐林及刺槐与侧柏的混交林,研究其植被结构对以后人工林的营造和抚育有重要意义。分坡向、坡度和混交类型,选择了不同类型的24块标准地,测定各标准地内乔木的树高、胸径、冠幅和枝下高,利用二元材积表,计算样地的立木材积量,同时测出草本层的生物量和枯落物层的生物量。通过比较草本层、枯落物层的生物量和乔木层的材积量,由此确定在不同的立地类型内种植何种混交林最佳。     

混凝土心墙土坝的应力变形分析及结构优化

以北槎垅水库土石坝除险加固工程为实例,综合考虑了大坝渗流场和应力场的耦合效应以及混凝土防渗心墙与土体之间的接触效应,建立了土石坝防渗心墙弹塑性有限元模型,分别对防渗心墙不同厚度、不同位置以及不同材料参数下的有限元模型进行了应力变形分析,分析了防渗心墙厚度、坝体中的位置以及材料参数变化对坝体及防渗墙应力变形的影响,最后对防渗心墙几何及材料参数的合理取值进行了分析。     

高混凝土面堆石坝周边缝止水失效渗流性态仿真分析

以某枢纽工程面板砂砾石坝为研究对象,采用三维有限元分析技术,建立计算网格模型、给定计算条件以及设置工况,研究该工程在正常运行以及周边缝止水失效情形的三维渗流性态,分析其水头分布、各部位渗透坡降以及不同区域渗流量等渗流要素及变化情况,指导工程施工。结果表明,正常运行下,设计渗控措施能够有效阻断渗流,确保大坝渗流安全,但周边缝止水失效时坝体渗流量急剧增加,面板后的垫层渗透坡降大幅增大,影响大坝的正常运行,并易导致坝体破坏。     

结构工程设计中的混凝土加固措施分析

建筑的结构设计及施工是衡量建筑工程项目施工好坏的重要指标,提升建筑工程结构的施工质量,应当从混凝土材料的应用及加固作为切入点。本文简单分析了结构工程设计中混凝土加固的必要性及主要需求,并结合建筑工程项目对于结构工程设计的基本要求,对结构工程设计环节可以应用的混凝土加固措施作了全面论述,以期为施工人员的技术选取提供参考。     

基于CT成像技术的盐渍土壤孔隙结构识别与分析

为探寻盐渍土土壤孔隙结构与盐分的关系,试验选取6个不同盐分水平(S_1:EC_e=1.51dS/m;S_2:EC_e=4.33dS/m;S_3:EC_e=15.33dS/m;S_4:EC_e=21.31dS/m;S_5:EC_e=28.89dS/m;S_6:EC_e=54.92dS/m)的地块,利用Φ50mm×50mm的PVC管分别采集土样并应用Discovery CT750HD对每个土柱以0.63mm分层进行扫描。通过对获取的连续CT土壤切片的观察并采用python编程调用Arcgis10.1中相应的模块处理并提取出土壤孔隙结构的参数进行分析。结果表明土壤盐分影响孔隙的形成和分布,具体而言,尽管不同盐分水平的土壤孔隙度具有相似的变化趋势,即土层深度大于35mm的孔隙度值明显小于其表层或中间深度的,但当土壤盐分增加到一定程度时(EC_e=54.92dS/m),土壤孔隙度远小于其他5组;土壤孔隙的成圆率表现为S_6最大、S_1最小;而整体的土壤孔隙数以及层间土壤孔隙数随着盐分水平的提高先增加后减小,较高盐分(S_4、S_5)条件下的土壤孔隙数较大,非盐渍土的S_2处理孔隙数最多,高盐条件下S_6的土壤孔隙数最少。