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基于細(xì)觀力學(xué),采用虛擬裂紋擴(kuò)展結(jié)合有限元法計(jì)算了短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料纖維端部不同方向裂紋的應(yīng)變能釋放率,研究了網(wǎng)格尺寸對(duì)應(yīng)變能釋放率計(jì)算結(jié)果的影響,并分析應(yīng)變能釋放率隨裂紋長(zhǎng)度,纖維的長(zhǎng)度、半徑和含量的變化關(guān)系。研究表明:網(wǎng)格尺寸對(duì)應(yīng)變能釋放率的計(jì)算結(jié)果影響小;不同區(qū)域的裂紋,其應(yīng)變能釋放率受裂紋長(zhǎng)度的影響不同;應(yīng)變能釋放率隨裂紋擴(kuò)展方向變化曲線呈對(duì)稱特點(diǎn),其中滑移型裂紋的擴(kuò)展阻力較小;應(yīng)變能釋放率隨著纖維長(zhǎng)度、半徑和含量的增大而增大。
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參考常用的混凝土強(qiáng)度,設(shè)計(jì)了4種配合比水泥砂漿.采用拉拔測(cè)試儀(limpet pull-offtester)測(cè)得的水泥砂漿直接拉伸強(qiáng)度大約為其劈裂抗拉強(qiáng)度的60%.采用自行設(shè)計(jì)的水泥砂漿拉剪、壓剪耦合受力裝置,測(cè)量不同壓應(yīng)力水下水泥砂漿的抗剪強(qiáng)度.結(jié)果表明,當(dāng)壓應(yīng)力水大于0.6倍水泥砂漿軸心抗壓強(qiáng)度時(shí),其抗剪強(qiáng)度會(huì)有不同程度下降.通過(guò)數(shù)據(jù)擬合獲得了水泥砂漿復(fù)合受力狀態(tài)下的準(zhǔn)則.該準(zhǔn)則可以應(yīng)用于細(xì)觀力學(xué)模型中對(duì)混凝土材料過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬;也可作為砌體結(jié)構(gòu)中砂漿的準(zhǔn)則.

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為研究礦料表面能參數(shù)對(duì)瀝青混合料劈裂強(qiáng)度的影響,首先基于表面能理論對(duì)瀝青-礦料黏附原理進(jìn)行闡釋;然后測(cè)定不同巖性礦料(石灰?guī)r、玄武巖、花崗巖、安山巖和片麻巖)與已知表面能參數(shù)滴定液體的接觸角,由接觸角求得不同礦料的表面能、極性分量和色散分量,分析礦料各參數(shù)與瀝青混合料劈裂強(qiáng)度的關(guān)系.結(jié)果表明:表面能理論可較好解釋瀝青混合料劈裂強(qiáng)度的形成;不同巖性礦料的瀝青混合料劈裂強(qiáng)度與礦料表面能、色散分量呈正相關(guān)關(guān)系,與礦料極性分量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;礦料表面能參數(shù)與其化學(xué)組成存在一定關(guān)系.
提出了混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)的格構(gòu)模型;應(yīng)用能量等效原理,導(dǎo)出了格構(gòu)梁和連續(xù)體氯離子擴(kuò)散系數(shù)之間的解析關(guān)系式.基于模擬所得的骨料分布和格構(gòu)梁與骨料之間的相對(duì)位置,確定了每一個(gè)格構(gòu)梁?jiǎn)卧膭偠染仃?通過(guò)有限單元分析,獲得了混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù);定量評(píng)價(jià)了骨料直徑、界面氯離子擴(kuò)散系數(shù)和骨料級(jí)配對(duì)混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響.基于數(shù)值結(jié)果,發(fā)現(xiàn)混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨著骨料直徑的增大而減小;隨著界面氯離子擴(kuò)散系數(shù)的增大而增大;骨料級(jí)配對(duì)混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)有較大影響.
利用加載直流電場(chǎng)模擬雜散電流的方法,對(duì)雜散電流存在情況下氯離子向混凝土內(nèi)部的傳輸特征進(jìn)行了研究.結(jié)果表明:雜散電流的存在會(huì)明顯加速氯離子向混凝土內(nèi)部的傳輸,同時(shí)隨著雜散電流作用時(shí)間的和電流強(qiáng)度的增大,雜散電流對(duì)氯離子傳輸?shù)募铀僮饔迷桨l(fā)明顯.此外,與無(wú)雜散電流情況下氯離子在混凝土內(nèi)部均勻擴(kuò)散的特點(diǎn)相比,雜散電流的存在使得氯離子在混凝土內(nèi)部的滲透面變?yōu)橐粋€(gè)拋物面,并且在垂直鋼筋的方向上氯離子侵入深度.