为了深入探讨碳纳米管水泥砂浆的电导特性,在细观力学的基础上提出了预测碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的数学模型。该模型基于Mori-Tanaka方法,考虑碳纳米管之间的隧穿电导,可求出碳纳米管复合水泥基体的有效电导;此外,还考虑了应变作用下孔隙水离子电导随空隙连通性变化对碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的影响,根据试验结果拟合出相关预测参数。结果表明:考虑离子电导的影响,根据提出的预测模型求出的压阻效应预测值与试验结果符合较好。

结合前期的研究成果及在制定T/CSTM 00040—2019《透水混凝土试验方法》团体标准中的创新思路,积极探索了透水混凝土成型方式及评价新拌透水混凝土工作性、透水混凝土透水性能的科学方法,以保证评价指标的科学准确性及与工程实际的一致性。

为了研究再生无砂混凝土抗压强度与粒径大小、水灰比和目标孔隙率的关系,采用废弃混凝土破碎作为再生骨料制作成试验样品,在室内进行抗压强度试验。同时为了研究无砂混凝土抗压强度与粒径大小之间的非线性关系,采用三次多项式的方法进行拟合。结果表明:目标空隙率对试件抗压强度具有非线性关系的重要影响;随着粒径尺寸的增大,试件抗压强度先变大再变小;水灰比对试件抗压强度也会产生一定影响。对试验数据的三次多项式拟合比较分析中,当水灰比为0.4时,三种目标孔隙率下的拟合度最好。

采用弹性力学方法研究了徐变变形对圆环抗裂试验结果的影响。通过研究发现,位移、应变和应力均随徐变变形的增大而减小。缓慢干燥时,徐变变形能够减小水泥基材料圆环开裂的趋势。

用弹性力学方法分析了抗裂圆环在水泥基材料发生不均匀干缩变形时的径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布。给出了这些分布的数学表达式,并对这些表达式进行了分析。研究结果表明,在不均匀干燥过程中,水泥基材料圆环径向受压、环向受拉、最大环向拉应力在圆环的外侧。

在弹性力学基本方程的基础上,研究了均匀干燥时钢芯壁厚对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响规律。通过比较试验状态与实际工程状态的差异,提出了绝对约束状态的概念。用弹性力学方法推导出绝对约束状态下应力的计算公式,并以此提出了水泥基材料抗裂性能的定量判据。

利用弹性力学方法分析了抗裂圆环在水泥基材料发生均匀干缩变形时的径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布。给出了这些分布的数学表达式,并对这些表达式进行了分析。研究结果表明,在均匀干燥过程中,水泥基材料圆环径向受压,环向受拉,最大环向拉应力在圆环的内侧。环向应变是多种应变的叠加,而不仅是环向拉应力作用的结果。

根据弹性力学基本方程,研究了不均匀干燥时水泥基材料弹性模量对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响,并与均匀干燥情况进行了比较。通过比较发现,不均匀干燥时的最大径向位移、最大径向应变、最大环向应变和最大径向应力都比均匀干燥时的小。采用实芯钢芯时,不均匀干燥时的最大环向拉应力也比均匀干燥时的小;采用空芯钢芯时,不均匀干燥时的最大环向拉应力有可能超过均匀干燥时的最大环向拉应力。水泥基材料的弹性模量越高,这种可能性就越大。

提出了一种新的板材结构优化设计方法,并运用这一方法优化了复合外墙板的结构参数,分析了面层材料和芯层材料的性能对优化结果的影响。

为了研究废玻璃掺合料对混凝土各项力学性能的影响,对不同玻璃粉粒径(150～830μm、75～150μm、25～75μm)和不同体积掺量(5%、10%、15%、20%)的废玻璃掺合料混凝土进行了抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量性能测试,分析了废玻璃粉粒径和体积掺量对混凝土力学性能的影响,同时研究了废玻璃粉掺合料混凝土的拉压比和弹强比。结果表明:废玻璃粉掺合料对混凝土力学性能影响较大,当玻璃粉掺量≥10%时,混凝土的抗压强度均有不同程度的提高,玻璃粉粒径越细,混凝土的抗压强度越高。随着废玻璃粉掺量增加,混凝土劈裂抗拉强度持续降低,拉压比减小。混凝土弹性模量随着玻璃粉的掺入均出现不同程度的增大,且玻璃粉粒径越小,弹性模量越大,弹强比随玻璃粉掺量先增大后减小。