成果名称: |
玄武岩纤维复合筋增强自密实纤维混凝土桥面板力学性能及计算理论研究 |
完成单位: |
东莞理工学院 |
研究人员: |
郑愚,Susan.E.Taylor,马崇武,孙璨,李春红,焦元启,邓拓,杨健彬,夏立鹏,周玲珠 |
介绍: |
为建造具有高耐久性和低能耗的“绿色”混凝土桥面结构,本项目提出了将纤维复合材料筋材(简称FRP筋)与高掺量工业副产品的自密实混凝相结合建立桥面板构件。项目整体围绕FRP筋纤维自密实混凝土桥面板工程机理、承载能力、破坏模式及计算理论等核心问题,将理论分析、结构试验和仿真模拟有机结合、相互推进,重点考虑桥面板内压缩薄膜效应的影响,阐明了新型桥面结构多种力学性能,建立了准确的理论分析方法及设计指标,并开展实际工程应用验证理论体系可行性。项目主要完成工作总结如下: (1)建立了高粉煤量(超过50%水泥代替率)自密实凝制备工艺,阐明了粉煤灰代替率、水胶比、胶骨比对混凝土材料性能和力学性能的影响:建立了高纤维体积率自密实混凝土制备工艺: (2)开展FRP筋-自实混凝粘结滑移及拉伸刚化性能研究,揭示两者协同工作机理及失效过程,提出了粘结滑移及拉伸刚化本构模型,建立了准确的粘结强度和错固长度计算方法3)通过抗查性能研究揭示了桥面结构正常使用性能,验证了现行设计方法的准确性,建立了基于裂缝宽度的设计指标,提出可行的裂缝间距及裂缝宽度预测方法: (4)考虑压缩膜效应影响,揭示了FRP筋自密实混凝泥土桥面板极限荷载作用下工作机理,建立了准确的单向抗剪和抗冲切承载能力计算方法: (5)工程应用结果表明,压缩膜效应显著影响FRP筋混凝土桥面结构车载作用下工作性能,侧向约束作用下FRP筋配筋率及配筋材料变化并不会显著影响桥面力学性能: (6)提出了基于压电陶瓷主动传感技术的自密实混凝土早期水化反应、FRP筋-自密实混凝粘结滑移性能,FRP筋自密实混凝土正常使用性能刚度退化及损伤演化的准确监测技术。研究成果表明:本项目建立的FRF筋自密实混凝土桥面结构及设计方法,将能在保证桥面结构良好工作性能的基础上,提高结构耐久性能和降低碳排放,对我国建立可持续性和“绿色”桥梁结构具有重要科学意义。 |
登记号: |
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登记日期: |
2023/10/25 |
研究起止时间: |
2017-01-01至2020-12-31 |
成果应用行业: |
建筑业 |
高新科技领域: |
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学科分类: |
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鉴定单位: |
国家自然科学基金委员会 |
评价日期: |
2021/3/29 |
登记办理状态: |
公示中 |
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