采用再生微粉和工业废渣固化淤泥,研究了固化材料的类型(工业废渣基固化材料A、工业废渣-再生微粉基固化材料B)和掺量(5%、10%、15%、20%)、淤泥含水率(17%、45%、70%)对固化淤泥力学性能的影响,并进行了XRD和SEM分析,探讨了固化机理。结果表明:固化材料B的抗压强度比固化材料A的抗压强度低;固化材料B固化淤泥的无侧限抗压强度比固化材料A固化淤泥的无侧限抗压强度低;随着固化材料掺量的增加,固化淤泥的无侧限抗压强度增大;随着淤泥含水率的增加,固化淤泥的无侧限抗压强度降低;综合考虑经济性、绿色低碳和固化淤泥的力学性能,推荐采用固化材料B作为淤泥的固化材料。

针对西部地区隧道施工面临的高地热问题,研究了水泥种类对20、60、80℃的衬砌混凝土早期水化温升和抗压强度的影响,并模拟分析了隧道地热环境下不同含气量衬砌混凝土的塑性变形及抗压强度增长规律、外掺石粉制备的低含气量衬砌混凝土的工作性和力学性能以及不同种类保水剂对衬砌混凝土早期失水率的影响,提出了高地热隧道衬砌混凝土的最佳配制参数。结果表明:在高地热环境下低热水泥衬砌混凝土的水化温升较普通水泥衬砌混凝土降低了4℃,90 d抗压强度提高了11.5%~16.5%;衬砌混凝土的含气量越高,高温对其后期强度的降低幅度越显著;复掺石粉可有效改善低含气量衬砌混凝土的工作性,石粉掺量宜为6%~15%;保水剂聚丙烯酰胺对抑制衬砌混凝土早期失水的作用优于纤维素醚,聚丙烯酰胺掺量宜为0.05%~0.10%。

研究了温度(25~400℃)与高温持续时间(0.5~30 d)耦合作用下重混凝土力学性能的变化规律,并结合微观测试分析了其影响机理。结果表明:当温度不高于80℃时,随着温度与高温持续时间的增加,重混凝土的力学性能略有提高;当温度高于300℃时,重混凝土的质量损失随着温度与高温持续时间的增加呈增大趋势,力学性能显著降低,重混凝土中的结合水、AFt、C-S-H等水化产物逐渐分解,内部有害孔比例增加;基于试验结果建立的温度和高温持续时间耦合作用下重混凝土的本构模型可以预测持续高温条件下重混凝土的力学性能。

采用非接触电阻率测定仪测定了掺聚羧酸高性能减水剂(PC)水泥浆体的电阻率。结果表明:在水化早期(<800 min),掺入PC的水泥浆体电阻率较空白组低,之后PC掺量较低(0.05%)的水泥浆体电阻率超过了空白组,1160 min后,PC掺量0.15%的水泥浆体电阻率也超过了PC掺量0.10%的水泥浆体,且继续增加PC掺量,水泥浆体的电阻率下降;增加PC掺量可以延后水泥浆体的电阻率变化率峰值的出现;在溶解阶段(约0~120 min)中,随PC掺量的增加,电阻率的变化率逐渐下降,水泥水化的瞬时电阻率先增加后降低;掺PC的水泥浆体电阻率最低点出现时间逐渐延长,掺入PC后,0~40 min内水泥浆体瞬时电阻率变化率的绝对值增加。

以超高性能混凝土(UHPC)组成原材料中的水泥、矿粉、硅灰、钢纤维、减水剂、消泡剂和水的用量为特征,28 d抗压强度为标签建立了数据集,并采用随机森林回归(RFR)、支持向量机回归(SVR)和多层感知机回归(MLPR)3种机器学习回归模型对数据集进行了训练和预测。结果表明:MLPR模型的拟合优度最高;RFR模型中对UHPC的28 d抗压强度影响相对较大的3个因素为硅灰、水泥和水的用量;SVR模型和MLPR模型的预测值均落在5%置信区间内,回归效果均较理想。

研究了可再分散丙烯酸酯-苯乙烯共聚物乳胶粉(PRAS)和聚乙烯纤维(PE纤维)对喷射混凝土力学性能和抗冻性能的影响。结果表明:复掺适量PRAS和PE纤维能够显著提高喷射混凝土的抗压强度和抗折强度,降低冻融循环后的质量损失率和提高相对动弹性模量;当PRAS掺量为0.4%、PE纤维体积掺量为1.0%时,喷射混凝土的力学性能和抗冻性能最佳。

基于试验研究和数值模拟分析,梳理了国内外带消能部件的装配式混凝土框架结构抗震性能研究现状,针对存在的问题给出了相应建议,可为带消能部件在装配式混凝土框架结构中的应用研究提供参考。

为了研究ABAQUS在钢筋混凝土结构拟静力试验数值分析中的适用性,选取了美国太平洋地震工程研究中心结构性能数据库中的一根矩形截面钢筋混凝土柱(RC柱)的拟静力试验数据,在ABAQUS中分别采用实体单元和纤维梁单元两种方式对其在低周往复荷载下的抗震性能进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明:剪跨比不仅影响了RC柱的最终破坏形态,还会影响其抗侧刚度,且剪跨比越大,抗侧刚度越小;轴压比的增大会导致骨架曲线出现下降段,使RC柱的延性降低;混凝土强度对滞回曲线影响较小,纵筋配筋率的增大可有效提高RC柱的水平抗侧力。

针对超高性能混凝土(UHPC)因胶凝材料用量大、水胶比小导致的体积稳定性问题,采用0、5%、10%、15%、20%陶粒等体积取代细骨料,制备了一种陶粒内养护UHPC,研究了陶粒取代率对UHPC工作性、力学性能、体积稳定性的影响,并运用压汞法、XPS、SEM微观测试方法分析了陶粒对UHPC微观结构的影响。结果表明:陶粒在胶凝材料水化过程中因内部相对湿度差释放水分,促进了水化反应,提高了水化产物的数量,增加了结构的致密性,改善了UHPC的力学性能、体积稳定性和孔结构;但当陶粒超过一定掺量时,也会带来不利影响。

为制备具有高流动性、均匀性和稳定性的装配式预应力混凝土箱梁用自密实混凝土(SCC),在同一水胶比条件下,研究了m水泥∶m矿物掺合料、m水泥∶m粉煤灰、砂率和粗骨料级配对SCC工作性和抗压强度的影响。结果表明:SCC的工作性随着m水泥∶m矿物掺合料的增大变化不大;SCC的抗压强度随着砂率的增长呈先提高后降低的趋势;粗骨料级配对SCC工作性、抗压强度的影响较大,当粒径为5~10 mm和10~20 mm的粗骨料质量比为4∶6时,SCC的综合性能最佳。优选出的最佳SCC配合比已成功应用于雄安新区装配式预应力混凝土箱梁的生产。