修补工程中超高性能混凝土收缩和界面应力研究

发布时间：2024-03-26 01:48

　　在修补工程中,新旧混凝土界面是新旧混凝土组合结构的薄弱区域,修补材料早期约束收缩会在界面产生对界面性能不利的应力场,这会影响到结构后期的使用及寿命。超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土界面在早期的约束收缩拉应力分布,拉应力随龄期的增长情况及规律方面的认识还有待深入。高性能混凝土膨胀剂(HCSA)适用于超高性能混凝土,可以有效减小其自由收缩和约束收缩,降低界面约束收缩应力。研究早期UHPC约束收缩在界面产生的应力及其分布,界面应力随时间的变化情况,对保证修补材料界面在早期不约束开裂,了解界面应力变化规律具有重要的实际意义。本文研究了四种HCSA膨胀剂掺量下UHPC的六种力学性能,结合自由收缩和约束收缩,通过理论公式计算得出界面拉应力的分布情况及其早期随时间的变化规律,并通过有限元软件进行分析验证。论文主要工作及研究成果如下:(1)测试获得了HCSA膨胀剂掺量为0%、4%、6%、8%时UHPC在第1、3、7、14、28天龄期时的弹性模量、抗压强度、抗拉强度,并依据以上参数,计算了UHPC的徐变系数、老化系数、应力松弛系数。结果表明HCSA膨胀剂的掺入会使UHPC的抗压强度和老化系数减小,...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 UHPC简介
        1.2.2 超高性能混凝土收缩特性
        1.2.3 HCSA膨胀剂及其在UHPC领域的应用现状
        1.2.4 新旧混凝土界面的研究现状
    1.3 现有研究中的问题
    1.4 研究的主要内容
第2章 新旧混凝土的力学性能
    2.1 引言
    2.2 实验原材料
        2.2.1 水泥
        2.2.2 硅灰
        2.2.3 砂
        2.2.4 钢纤维
        2.2.5 减水剂
        2.2.6 HCSA膨胀剂
    2.3 普通混凝土的制作及力学性能
        2.3.1 普通混凝土试件的制作
        2.3.2 普通混凝土的力学性能
    2.4 UHPC试件的制作及力学性能
        2.4.1 UHPC的试件制作
        2.4.2 UHPC的力学性能
    2.5 本章小结
第3章 UHPC约束收缩应力的计算
    3.1 引言
    3.2 UHPC自由收缩测量
        3.2.1 自由收缩测量方法
        3.2.2 自由收缩测量结果
    3.3 UHPC约束收缩测量
        3.3.1 光纤光栅工作原理
        3.3.2 光纤光栅传感器及数据采集系统
        3.3.3 光纤光栅传感器布置方法
        3.3.4 光纤光栅传感器测量早期约束收缩应变结果
    3.4 约束收缩应力的计算方法
    3.5 约束收缩应力的简化公式计算结果
        3.5.1 不考虑相对滑移的约束收缩力学模型计算结果
        3.5.2 考虑界面相对滑移的计算结果
        3.5.3 UHPC约束收缩界面拉应力与抗拉强度比值-时间模型
    3.6 本章小结
第4章 基于ABAQUS的 UHPC-NC界面应力分析
    4.1 引言
    4.2 有限元模型的建立
        4.2.1 基本假定
        4.2.2 新旧混凝土材料参数取值
        4.2.3 不考虑界面相对滑移的UHPC-NC约束收缩有限元模型
        4.2.4 考虑相对滑移的UHPC-NC约束收缩有限元模型
    4.3 不考虑相对滑移的UHPC-NC约束收缩有限元模拟结果
    4.4 考虑相对滑移的UHPC-NC约束收缩有限元模拟结果
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3939181