高寒林区圆管涵的病害与处置

大兴安岭地区气候寒冷,冻结期长,属多年冻土区。圆管涵的设计和施工,除了应遵守一般的基本原则外,还应根据冻土地区的特点进行设计和施工。据调查资料表明,我区内修建的圆管涵80％以上有不同程度的冻害发生,严重的甚至完全破坏,失去了泄洪能力。现将圆管涵的常见冻害和成因及在设计、施工和养护中的几点改进意见简述如一、圆管洒的常见病害和成因 1、压缩变形。林区公路主要行驶原条车和原木车,在重型车辆荷载的反复作用下,     

交变荷载下木构件增强端部钉节点抗剪性能

为克服木构件端部易开裂、力学性能差等不足,采用粉状碳纤维对木材端面进行增强处理,研究了木构件增强后端部钉节点在交变荷载下的受剪性能。结果表明:在单调荷载下,碳纤维增强后的水曲柳和落叶松木材端部钉节点抗剪力得到大幅改善,分别提高102.54%和78.23%;交变荷载能加速木构件端部钉节点损伤进程,交变荷载频率及荷载变化幅度是影响钉节点抗剪性能的主要因素;不同树种及不同端面钉节点剪切位移增量差异明显,剪切位移增量可用作评价交变荷载下钉节点抗剪性能优劣的参数;增强端面钉节点剪切破坏模式主要表现为钉孔边缘碳纤维涂层出现局部变形及钉剪切变形。增强后的水曲柳及落叶松木构件端面具有更优异的抗疲劳及蠕变性能,可应用于木结构工程。     

轻型木楼盖用平行弦木桁架的荷载试验研究

在1.9 kPa均布活荷载下,对两种腹杆体系的平行弦木桁架进行荷载试验,测试木桁架搁栅受力以及变形情况。结果表明:相同荷载情况下,两种平行弦桁架跨中以及端部的变形相近。利用有限元模拟计算出两种平行弦木桁架跨中挠度分别为4.37、4.17 mm,与试验结果相符,远低于楼板挠度限定值L/360 (L为桁架跨度)。证明利用有限元模拟方法可以准确预测平行弦木桁架在应用中的受力以及变形情况,为木桁架搁栅楼板的安全性设计提供技术支持。     

整体式板桥静力荷载试验及计算方法研究

基于新施行的《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011),对整体式板桥进行静力荷载试验研究,利用桥梁结构专用分析软件Midas civil建立该整体式板桥的空间板单元模型,对静力荷载试验进行模拟,并将实测挠度、应力值和荷载横向分布系数与计算值进行对比分析。分析结果表明,该桥能够满足公路-Ⅰ级汽车荷载的使用要求;实测荷载横向分布系数与理论计算荷载横向分布系数相一致,且刚接板梁法计算值略大于有限元法计算值,设计时若按照简化刚接板梁法计算荷载横向分布系数偏于安全。     

分层装配式木框架梁柱结点单调加载试验

研究了一种可以分层吊装建造的木框架梁柱结点,可实现木框架结构建筑的分层装配。为测试这种新型木结构梁柱结点的受力性能,对结点进行了单调加载试验,对比结点在不同梁截面高度下的破坏特征、荷载-位移曲线和弯矩-转角曲线。试验结果表明:这种分层装配式木框架梁柱结点破坏特征基本符合刚性结点连接特性;在梁端受竖向荷载作用下的破坏形态主要表现为木梁沿木材顺纹方向开裂,上柱与下柱在连接处产生水平错动,连接木梁的螺栓弯曲变形,木梁端部与木柱连接处出现转动变形,且随着木梁截面高度的减小,转角增大;增大梁的截面高度,可提高结点的承载力及刚度。     

小半径弯桥横向变位对桥面连续的影响

针对立交桥之匝道桥半径小,桥面连续时产生径向力和变形之特点,提出了不可忽视联端部的横向变位的“限制措施”。     

大跨径钢桥面沥青铺装层有限元分析

为了研究大跨径钢桥面沥青铺装的疲劳开裂,探讨不同钢桥面与铺装层的工作状态对铺装层受力的影响,采用有限元分析方法及断裂力学,分别建立钢板和铺装层各自完好或含有裂缝等4种不同状态下的三维有限元模型,计算分析了正交异性钢板和沥青铺装层不同工作状态下的沥青铺装层受力。分析表明:桥面铺装最不利荷位是纵向位于两横隔板中心处,横向单轮荷载中心作用在加劲肋开口中心的铺装层表面处;铺装层受到的横桥向应力与应变均大于纵桥向,最大横向拉应力与应变均出现在铺装层的上表面;钢桥板面开裂后,无论铺装层是否开裂,铺装层的纵向最大拉应力与应变都明显增大,钢桥面板的疲劳开裂会使桥面铺装层的受力状况受到恶化,并且会导致横向裂缝的产生与发展。     

压型钢板-轻骨料混凝土组合板的纵向抗剪性能

为评价压型钢板-轻骨料混凝土组合板的纵向抗剪承载性能,设计了11块压型钢板-轻骨料混凝土组合板足尺比例试件,采用四分点加载,完成了静力加载试验,分析了组合板的破坏过程,得出了组合板的荷载-挠度曲线、弯矩-端部相对滑移关系曲线,并分别用m-k法和部分剪力法对组合板的剪切粘结性能进行分析比较。结果表明:所有试件端部都发生较明显滑移和剪切-粘结破坏;钢板厚度、组合板厚度的增加、端部栓钉的设置均能有效提高组合板两种材料的协同工作性能,增强组合板延性和承载性能;所获剪切粘结系数m、k及剪切粘结应力设计值τ_(u,k)均能较好地描述组合板纵向抗剪承载性能,为压型钢板-轻骨料混凝土组合板的实际工程设计提供参考依据。     

碳纤维增强重组竹梁的抗弯性能

研究了重组竹梁在碳纤维增强聚合物(CFRP)两种加固方法后的抗弯承载力特性和破坏模式,第一种加固方法为仅在重组竹梁受拉区的底部粘贴CFRP,第二种加固方法为在重组竹梁受拉区的底部和所有指接位置均粘贴碳纤维布,对加固后的重组竹梁进行竖向荷载作用下的静力加载抗弯试验。试验结果表明:重组竹梁经过第一种方法加固后,其极限承载能力比加固前提高了14.0%,对于挠度达到其正常使用的极限状态时的承载能力比未加固前的重组竹梁提高了6.5%;第二种加固方法与第一种相比,其极限抗弯承载能力并未得到提升,反而有所下降,但是对于挠度达到其正常使用的极限状态时的承载能力比加固前提高了19.6%。使用CFRP底部加固后,重组竹梁的抗弯承载力和变形性能相比加固前得到了明显的改善。     

箱梁桥悬臂浇筑施工中的温度效应及其控制

温度变化会使桥梁结构产生温度变形,就T构施工监控而言,主要是竖向温度场引起各悬臂浇块标高的变化,由日照引起的挠度,该挠度在施工中以实测的温度变形应计入其影响。     

含LT型裂纹木梁起裂载荷确定方法的试验研究

木材裂纹萌生的准确判定对木材损伤断裂的评估具有重要的意义,起裂载荷是标定裂纹萌生的关键参数。本试验以杉木为研究对象,利用声发射技术(AE)、数字图像相关法(DIC)和电测法(EM),对含LT型裂纹木梁的损伤断裂特性进行了试验研究。通过研究木梁在加载过程中声发射参数变化规律以及裂尖区域的表面应变信息的演变,分析木梁裂纹萌生规律并确定起裂载荷Pini。结果表明:声发射累计振铃计数、幅度可有效反映木梁内部损伤的产生和演化,利用声发射参数的变化规律能准确确定含LT型裂纹木梁的起裂载荷Pini;数字图像相关法、电测法可以实时监测木梁表面裂缝尖端区域的应变变化,根据应变演变特征可以有效监测木梁表面裂纹的萌生和扩展。声发射技术、数字图像相关法、电测法在确定木梁起裂载荷Pini方面有较好的适用性,所确定的起裂载荷大小为:电测法>数字图像相关法>声发射。试验结果为研究监测含LT型裂纹木材裂纹萌生的试验方法提供了依据,应用时可结合实际工况选择合适的测量方法。     

Influence of span/depth ratio on the measurement of mode II fracture toughness of wood by end-notched flexure test

The influence of the span/depth ratio when measuring the mode II fracture toughness of wood by endnotched flexure (ENF) tests was examined. Western hemlock (Tsuga heterophylla Sarg.) was used for the specimens. The ENF tests were conducted by varying the span/depth ratios; and the fracture toughness at the beginning of crack propagation G_IIc was calculated by two equations that require the load-deflection compliance or Young's modulus. Additionally, the influence of the span/ depth ratio on the load-deflection compliance was analyzed by Timoshenko's bending theory in which additional deflection caused by the shearing force is taken into account. The following results were obtained: (1) When the span/depth ratio was small, the fracture toughness calculated with the data of load-deflection compliance was large. In contrast, the fracture toughness calculated with the equation containing Young's modulus tended to be constant. (2) In the small span/depth ratio range, the load-deflection compliance was estimated to be larger than that predicted by Timoshenko's bending theory. (3) To obtain the proper fracture toughness of wood with a single load-deflection relation, the span/depth ratio should be larger than that determined in several standards for the simple bending test method of wood, 12:16.     

沥青路面表面纵向与横向疲劳裂缝扩展研究

基于自上而下的表面纵、横向疲劳裂缝严重影响沥青路面的使用品质,首先分析表面疲劳裂缝的形成机理,然后采用奇异等参元法及断裂力学理论,应用有限元软件ABAQUS,建立20结点等参立方体单元的有限元模型,数值计算路面表面纵、横向疲劳裂缝扩展,探讨表面纵、横向裂缝疲劳扩展的规律。计算表明:①表面纵、横向裂缝扩展只考虑偏载作用,随着裂缝向下扩展,其K2是增大到一个峰值后,再由此下降。裂缝扩展前期,纵、横向裂缝的K2差别不大,而在中后期,纵向裂缝的K2要大于横向裂缝。②各路面结构参数中面层厚度h1和模量E1及基层模量E2对表面纵、横向裂缝扩展影响较大,其它参数(土基模量E0、底基层厚度h3和模量E3、基层厚度h2)则影响很小。     

Crack propagation in notched wood specimens with different grain orientations

Summary The cracking patterns of load induced cracks were studied by in-situ testing of compact tension specimens within the specimen chamber of a scanning electron microscrope. The cracks propagated in a generally straight path parallel to the grain, regardless of the orientation of the notch. On a microscopic scale, the crack could not be described as an ideal parallel-walled crack as assumed in fracture mechanics models. Many irregularities such as tortuosities, branching, discontinuities and bridging between the crack walls could be seen. Observations were carried out at the tip of the stable crack and at the same zone after the crack was induced to propagate beyond it. The processes taking place in this zone are discussed. The implication of these observations on the applicability of linear elastic fracture mechanics to wood are also discussed.When this work was carried out, Dr. Bentur was on leave at Purdue University, West Lafayette, Indiana     

太浦河大桥静载试验研究

吴江市苏同黎太浦河大桥主桥上部结构为三跨预应力混凝土变截面连续箱梁。本文详细介绍太浦河大桥静载试验设计方案,包括：测试截面的选择、加载车型、重量以及加载工况、荷载效率系数的确定等。通过静载试验来确定主梁控制截面在试验荷载下的应变（应力）,主梁控制截面在试验荷载作用下的最大挠度,主梁在偏载作用下的影响系数以及梁体裂缝的开展情况等数据。由试验得出本桥在试验荷载作用下各测试截面的应力、挠度校验系数均小于1.0,表明该桥的承载能力满足正常使用的要求;各测试截面的相对残余应变和相对残余变位均小于20%,说明结构处于弹性工作状态。在该桥静载试验过程中完全按照既定的试验方案进行,通过静载试验得出该桥质量良好,安全可靠。     

玻纤格栅抵抗不同宽度裂缝反射性能的研究

以加铺玻纤格栅提高沥青面层抗反射能力为研究背景,在室内进行静载有侧限、静载无侧限和动载三种情况,模拟不同宽度的裂缝进行抗反射裂缝试验,并为保证格栅与结构层的粘结性能进行最佳沥青用量试验,结果表明,格栅可以抵抗一定宽度内裂缝发展,但对裂缝的初裂性能上影响较小,对于裂缝在沥青加铺层中的扩展具有良好的改善作用,裂缝的发展形态与路面结构、材料和原始裂缝相关,格栅的有效能力为15%～40%,基层的侧限强度对裂缝扩展影响很大。     

4种福建乡土竹种的纤维形态分析

对4年生大木竹、椽竹、苦绿竹、橄榄竹的纤维长度、纤维宽度进行了显微观测与分析,结果表明,4个竹种的平均纤维长度为2.12～2.58mm,属略长至甚长纤维范畴,平均纤维宽度在11.69～12.75μm,各竹种的纤维长宽比为160～220,均适用于制纸原料。纤维形态在竹秆的不同部位存在着差别,在纵向上,竹材中部的纤维较长,基部次之,顶部居三,而纤维宽度为基部中部顶部;在径向上,纤维长度为内部外部,而纤维宽度的差异不明显。     

混凝土裂缝自动愈合机理研究

通过对混凝土裂缝渗水量影响因素的研究,确定了单位渗水量与裂缝宽度等的关系曲线,以及混凝土裂缝可能产生自愈合的时间及裂缝宽度;还对混凝土裂缝自愈合机理进行了研究。     

云南西盟龙竹材性初步研究

对1～5年生竹龄龙竹的物理力学性能和龙竹竹材不同部位竹材物理力学性能进行试验研究。结果表明,龙竹的竹制品加工,竹龄选择是影响竹制品性能的重要因素,竹制品加工选取竹材的不同部位也是需要考虑的因素。通过对1～5年生竹龄不同种类龙竹的竹材性能进行试验分析还发现,竹壁厚薄不均,产生的收缩应力更大,更易开裂;龙竹根部的竹筒部位由于含水率较高也较易开裂;就竹龄而言,4年以下竹龄的龙竹也较易开裂;竹壁厚度也是影响龙竹开裂的重要因素之一,竹壁较薄的龙竹较容易开裂。     

Examination of the onset of stable crack growth under fracture toughness testing of paper

Successive temperature distribution images around the notch tips during fracture toughness testing of paper were obtained by means of an infrared thermography system. Analysis of the images gave the critical times when the temperature significantly rose at the notch tip and when the distance between two maximum temperature spots started to decrease during the testing. Other successive microscopic images around the notch tips showed the relation between crack opening and displacement and the transitional point of the relation. The onset of stable or unstable crack growth as indicated in these critical times and the point agree with each other. For the specimen with a small width, an unstable crack starts to grow at the maximum load point without the stable crack growth period. On the other hand, a stable crack grows before the maximum load point unless the specimen width is small.The period of the stable crack growth increases with an increase in width. Differing from the methods based on thermal images to determine the onset of crack growth, the microscopic method is applicable at a wide range of strain rates and is thus suitable for quasistatic fracture toughness testing.This work was presented in part at the 8th annual meeting of the Society of Packaging Science and Technology, Japan, Tokyo, June 1999