多尺度聚丙烯纤维混凝土顶管受力性能研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:I_want_to
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来顶管工程逐渐朝着长距离、大断面的方向发展,传统钢筋混凝土管在顶进施工时易产生开裂问题,严重影响了该类工程的质量安全和后续营运。鉴于混合搭配不同尺度的聚丙烯纤维具有改善混凝土强度和韧性的作用,因此本文将2种聚丙烯细纤维和1种聚丙烯粗纤维混杂掺入到钢筋混凝土管中,并依托重庆市观景口水利枢纽的长距离顶管工程,采用室内试验、理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,研究多尺度聚丙烯纤维混掺对钢筋混凝土管节受力性能的影响,及其对管节裂缝控制的效果,主要研究内容和成果如下:(1)通过对聚丙烯纤维混凝土立方体试件进行单轴抗压和劈裂抗拉室内试验,研究在纤维总掺量为6 kg/m~3时,单掺聚丙烯粗纤维和混掺多尺度聚丙烯纤维对混凝土抗压、抗劈拉承载强度及破坏形态的影响。结果表明,粗、细聚丙烯纤维的掺入能够提高混凝土基体的抗压和抗劈拉强度,改善混凝土的脆性,避免混凝土试件产生受压剥落和劈裂断开。基于室内试验结果验证聚丙烯纤维混凝土的二维细观有限元模拟方法,进一步探究了不同长度的粗纤维和不同配比的粗、细纤维对混凝土强度的作用机制。(2)对未掺、单掺聚丙烯粗纤维以及混掺多尺度聚丙烯纤维的钢筋混凝土管节进行三点试验,研究不同尺度纤维混杂对钢筋混凝土管节荷载-挠度响应、承载性能、破坏形态以及抗裂韧性的影响。结果表明,多尺度聚丙烯纤维形成的三维乱向支撑体系,在混凝土早期收缩和后期承载的过程中产生作用,能够明显提高管节的承载能力,减缓裂缝宽度的增长速率。与无纤维混凝土管相比,多尺度聚丙烯纤维混凝土管的裂缝荷载与极限荷载分别提高了35.28%和28.70%。(3)基于细观模拟和室内试验结果,采用ABAQUS数值软件建立和计算多尺度聚丙烯纤维混凝土管三点试验的有限元模型,将模拟结果与试验结果进行对比分析,表明数值模拟方法合理预测了纤维混凝土管的宏观破坏过程和承载性能。进一步针对钢筋混凝土管的裂缝荷载和极限荷载,在聚丙烯纤维总掺量一定时,考虑单掺不同长度的粗纤维和混掺不同配比的多尺度纤维,分别得到了两种条件下较优的粗纤维长度值和掺量值。(4)对多尺度聚丙烯纤维混凝土管进行现场浇筑和顶进试验,并基于监测数据统计长距离顶管的裂缝分布特征和顶力发展规律,分析管节开裂原因。结果表明,所依托工程中管节开裂主要是由顶进持续纠偏和顶力不断增大共同作用造成的,而多尺度聚丙烯纤维混凝土管表现出良好的抗裂效果。进而建立纤维混凝土管节偏转顶进的有限元模型,分析多尺度聚丙烯纤维对混凝土顶管开裂控制的作用优势,得出不同偏转角度下传统混凝土管和纤维混凝土管的顶进荷载限值。
其他文献
电机在工业生产中的重要地位不言而喻,极大的推进了生产力,收获巨大的经济效益,但在恶劣工况下长期工作的电机时常发生故障,导致严重的安全事故。因设备监控技术的发展,累积了大量的电机运行状态数据,借助深度神经网络模型,能够自动提取运行状态数据中的故障特征,因而研究深度神经网络模型在电机故障诊断中的应用具有实际应用价值。为了保证电机的安全运行,摆脱传统诊断技术的种种缺点,本文通过将基于卷积神经网络的深度诊
下肢外骨骼机器人作为以人为中心的人机协同智能系统,需要通过对人体运动状态信息进行解析,从而增强人机协同柔顺性。表面肌电信号(surface Electromyography,s EMG)是人体的主要生理信号之一,由于其包含有人体运动信息,被广泛应用于人机协同领域。为了提高人机协调性,主流方法是通过s EMG信号与关节角度完成映射解码。目前,在人体下肢角度预测方面已取得一些成果,但预测精度有待提升,
无论是精准定位人体静脉血管从而辅助静脉注射,还是提取静脉特征用于识别进行身份认证,获取准确清晰且直观的静脉信息都至关重要。然而,通过红外摄像头采集到的红外静脉血管图像质量较低。采用当前已有的红外静脉图像处理算法提取的静脉信息往往存在大量断点,且各子段静脉粗细不均,与实际静脉差异较大。因此,针对红外静脉血管图像提取的静脉信息不准确直观的问题,本文基于静脉自身特征分别从静脉图像的增强与分割,断点的修复
在现代的制造业中,数控机床占有核心地位,任何重大装备的制造都离不开数控机床。而数控机床的一些运动部件在整个机床中起重要的作用,当这些运动部件产生故障时,会对整个机床造成巨大的影响,并且这些运动部件在可靠性上的表现往往与整机不同,除此之外,过往的研究对运动部件可靠性建模往往只针对某一个具体的部件,并没有为统一的运动部件建立故障概率模型。对运动部件而言,有的本身就是一个元动作单元,有的进行结构化分解之
随着老龄化的形势越发严峻,我国正在积极推动养老服务体系的建设。社区养老模式作为其中的重要一环,起着衔接家庭养老与机构养老模式的关键作用,能够让老年人在熟悉的环境内享受到全面的照料服务。社区老年人日间照料设施作为社区养老模式的依托,强调原宅养老的理念,重视与家人、与友邻,是老年人较为需求的养老设施。但在社区日间照料设施的使用调查中发现,大部分设施都存在许多功能房间及设施利用率很低的现象。因此,探讨社
涌浪是滑坡失稳下滑后,由于其对河道水流的巨大冲击力而引发的次生灾害。目前学界对滑坡涌浪课题的研究主要包括涌浪高度、涌浪衰减规律以及涌浪的爬坡特性等。在已有的研究成果中,学者们提出了简易的最大涌浪高度和涌浪最大爬坡高度的预测模型,但由于考虑参数不全以及没有针对不同河道而做出针对性研究,所以得出的预测模型适用范围有限。基于前人的研究成果,本文将通过多因素分析,优化预测模型。主要的研究内容如下:(1)基
石墨烯作为固体润滑材料已获得广泛的研究,但实验制备的石墨烯表面存在大量的原子级台阶,且环境分子易于吸附在具有丰富悬键的台阶边缘,这两者都可能对石墨烯摩擦学特性产生重要影响。本文应用Reax FF反应力场分子动力学模拟方法,研究了环境条件(真空,潮湿环境)、台阶边缘功能基团(氢钝化,羟基钝化)等对石墨烯台阶处摩擦行为、耐磨特性和承载能力的影响与作用机制。主要研究内容如下:(1)模拟了金刚石探针在石墨
随着电子商务的迅速发展,快递物流行业的“最后一公里”问题日益突显,因此,物流机器人应运而生。但是,目前的物流机器人主要是实现室外路段的配送,其要真正减轻或替代快递员的工作,首先要实现机器人的爬楼越障功能,使其能够进入室内环境,为用户提供送货上门服务。因此,本课题以实现机器人爬楼越障功能为重点,同时将太阳能电池引入机器人电源系统,充分利用新能源的优势,既可以提高机器人的续航,还积极响应了“碳达峰”、
秸秆是自然界中广泛存在的可再生资源。但目前我国对秸秆的利用率低,资源严重浪费。由于微生物产生的纤维素酶在秸秆的高效降解中发挥重要作用,因此本课题首先开展了接种量、温度、通气量、料水比和基质粒径对B.subtilis固态发酵产酶和秸秆降解特性的影响研究,分析了其酶学特性。在此基础上,开展了外加Ca2+条件下B.subtilis产纤维素酶的特性研究,并通过高通量转录组测序在转录水平上对差异表达基因进行
钢铁行业的智慧和数字转型是传统行业持续发展的必然趋势。智能化钢厂物流作为智能化工厂的重要组成部分,有助于提高钢卷等产品的运输效率和安全性。如今钢铁物流中钢卷的出入库往往需要人工引导无人天车进行钢卷装卸,工作效率低且精准度难以保证。通过提高探测手段采用计算机识别钢卷装卸过程中的坐标信息等,是钢卷物流智能化的重要基础工作之一。本文通过三维激光扫描仪对被测目标的表面按一定频率和分辨率采集点云数据,通过点