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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第1期43卷 1-9页

作者：宋建雄毛宇光刘翼玮苏捷杜运兴史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学湖南省绿色与先进土木工程材料国际创新合作中心湖南长沙410082 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082

为探究翼缘尺寸对地聚物混凝土T形梁抗剪性能的影响,对1根普通混凝土和4根不同翼缘尺寸的地聚物混凝土T形梁进行了集中荷载下的抗剪试验;试验获得了T形梁试件的承载力、挠度、钢筋应变、破坏模式及裂缝的开展等相关参数。研究结果表明:... 详细信息

为探究翼缘尺寸对地聚物混凝土T形梁抗剪性能的影响,对1根普通混凝土和4根不同翼缘尺寸的地聚物混凝土T形梁进行了集中荷载下的抗剪试验;试验获得了T形梁试件的承载力、挠度、钢筋应变、破坏模式及裂缝的开展等相关参数。研究结果表明:地聚物混凝土T形梁具有与普通混凝土T形梁相似的裂缝扩展、破坏模式及抗剪承载力,但其刚度和斜截面开裂荷载较低,跨中纵筋和箍筋的应变较大;将翼缘厚度与截面有效高度比值从0.24增大到0.48时,地聚物混凝土T形梁的刚度增大、跨中纵筋应变减小,抗剪承载力提高了12.7%,地聚物混凝土的归一化抗剪强度增大了25.3%;当翼缘宽度超过两倍腹板宽度时,继续增大能减小跨中纵筋应变,但地聚物混凝土T形梁的刚度、抗剪承载力及地聚物混凝土归一化抗剪强度不再增大。规范ACI 318—19和Eurocode 2的计算结果明显低估了地聚物混凝土T形梁的抗剪承载力,Gb.50010—2010较接近试验值。为更好预测地聚物混凝土T形梁的计算抗剪承载力,建议在抗剪承载力计算公式中增加翼缘有效受剪面积所提供的剪力。

关键词：桥梁工程建筑结构工程建筑材料工程地聚物混凝土 T形梁翼缘尺寸抗剪性能

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纤维增韧水性环氧乳化沥青混合料性能研究

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公路交通科技 2024年第4期41卷 1-11页

作者：刘曙光周铭钰戴勇柳丹张恒龙湖南省通泰工程有限公司湖南长沙410018 湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南省茶江高速公路建设开发有限公司湖南长沙410211

为提升水性环氧乳化沥青混合料的韧性,采用3种不同类型的纤维材料,分别为木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维,并探究它们在不同掺量(0.2%,0.4%,0.6%)下对水性环氧乳化沥青混合料路用性能的影响规律,对9组纤维改性后的水性环氧乳化沥青混... 详细信息

为提升水性环氧乳化沥青混合料的韧性,采用3种不同类型的纤维材料,分别为木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维,并探究它们在不同掺量(0.2%,0.4%,0.6%)下对水性环氧乳化沥青混合料路用性能的影响规律,对9组纤维改性后的水性环氧乳化沥青混合料进行了马歇尔稳定度试验、单轴压缩蠕变试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验、动态模量试验和间接拉伸疲劳试验,得到了马歇尔稳定度、蠕变变形量、破坏拉伸应变、冻融劈裂抗拉强度比、动态模量和疲劳寿命等评价指标结果,并与空白样的各项性能进行了对比分析。研究结果显示:纤维的掺加增加了混合料的最佳乳液含量,并显著增强了集料间的黏结力,从而有效改善了混合料的抗水损害能力。同时,纤维改性对水性环氧乳化沥青混合料的韧性和扩张力也有显著影响,经过纤维增韧处理的混合料在低温劈裂试验中的破坏拉伸应变最大可提升33.6%。基于纤维在提升水性环氧乳化沥青混合料性能方面的效果进行排序,玄武岩纤维表现最佳,其次为聚酯纤维,而木质素纤维排在第3。综合考虑路用性能和经济性,木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维的推荐掺量分别为0.2%,0.2%,0.4%。值得注意的是,高掺量的纤维可能导致其在混合料中分散性差,形成力学薄弱点,因此在选择纤维掺量时应对其予以谨慎考虑。

关键词：道路工程改性沥青混合料试验研究路用性能水性环氧树脂纤维增韧

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不同地域海砂取代率对混凝土力学性能的影响

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第11期49卷 237-244页

作者：朱德举周琳林耿健智刘志健徐振钦湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 建筑安全与节能教育部重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

为深入研究海砂取代率对混凝土性能的影响,采用山东胶州、福建漳州、广西钦州三地原状海砂,对比研究它们与河砂混合后在物理性质上的差异.同时,三种海砂以15%、25%、35%和50%的取代率去替代河砂,研究取代率对混凝土工作性能和不同龄期... 详细信息

为深入研究海砂取代率对混凝土性能的影响,采用山东胶州、福建漳州、广西钦州三地原状海砂,对比研究它们与河砂混合后在物理性质上的差异.同时,三种海砂以15%、25%、35%和50%的取代率去替代河砂,研究取代率对混凝土工作性能和不同龄期下力学性能的影响.结果表明:使用海砂基本不会影响混凝土的工作性能,在50%取代率下海砂能够提高混凝土的流动性;随着海砂取代率的增加,混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度先增加后减小,但对弹性模量影响较小;掺入海砂优化了细骨料粒径分布,进而提高了混凝土强度.但是高取代率下海砂中贝壳等有害成分将对混凝土的力学性能造成不利影响.此外,从整体上看海砂取代率对混凝土强度的影响较小(幅度均在10%以内),而且在海砂取代率为50%时,在长龄期下混凝土的强度依然高于对照组.因此,从工程应用角度,海砂取代率在50%的范围内都是可行的.

关键词：海砂取代率混凝土力学性能

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无筋超高性能混凝土板的受弯性能及承载力计算

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第5期50卷 29-42页

作者：苏捷陈俊廷方志陈佳醒曹清周腾湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司广东广州510507

为明确无筋超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)单向板和周边支承方板的受弯性能,分别对其进行了跨中局部荷载作用下受弯性能的破坏性试验.基于本文及其他文献的试验结果,考虑钢纤维特征参数的影响,建立了UHPC材料的... 详细信息

为明确无筋超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)单向板和周边支承方板的受弯性能,分别对其进行了跨中局部荷载作用下受弯性能的破坏性试验.基于本文及其他文献的试验结果,考虑钢纤维特征参数的影响,建立了UHPC材料的受拉本构.通过数值分析,提出了无筋UHPC板截面受拉区等效均布应力折减系数k的计算公式.根据试验和分析结果,建立了无筋UHPC单向板和周边支承方板抗弯承载能力的简化计算方法.结果表明:无筋UHPC单向板和周边支承方板均发生由UHPC抗拉性能所控制的受拉破坏.由于UHPC内钢纤维的增强作用,无筋UHPC板的抗弯承载能力和极限变形分别较相应的开裂荷载和开裂变形明显提高且表现出一定的延性破坏特征,但UHPC的受拉塑性尚不足以保证周边支承方板中完全塑性铰线机构的形成,塑性铰线法的上限解不适于预测周边支承方板的极限荷载,而静力法的下限解却能给出精度较高且偏于安全的预测结果;试验结果验证了所提无筋UHPC单向板和周边支承方板极限承载能力简化计算方法的适用性.

关键词：超高性能混凝土单向板方板承载能力试验研究计算方法

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矿渣基地聚物混凝土柱抗震性能研究

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广西大学学报（自然科学版） 2024年第3期49卷 475-489页

作者：卢海勇胡翔毛宇光苏捷杜运兴刘翼玮李晃史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学湖南省绿色先进土木工程材料国际联合实验室湖南长沙410082 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082 中国建筑第五工程局有限公司湖南长沙410082

为了研究不同强度等级的矿渣基地聚物混凝土柱的抗震性能,设计了3个普通混凝土悬臂柱试件和3个矿渣基地聚物混凝土悬臂柱试件,通过低周反复荷载试验,对地聚物混凝土柱的破坏模式、裂缝发展、滞回性能、位移延性、耗能性能、刚度与强度... 详细信息

为了研究不同强度等级的矿渣基地聚物混凝土柱的抗震性能,设计了3个普通混凝土悬臂柱试件和3个矿渣基地聚物混凝土悬臂柱试件,通过低周反复荷载试验,对地聚物混凝土柱的破坏模式、裂缝发展、滞回性能、位移延性、耗能性能、刚度与强度退化和承载力等进行了评估,分析了混凝土种类、混凝土强度对试件抗震性能的影响。结果表明,在低周反复荷载作用下,与普通混凝土试件相比,矿渣基地聚物混凝土柱的抗震性能并未明显改善;提高地聚物混凝土强度会改变地聚物混凝土柱的破坏模式,从而对部分抗震性能(延性、耗能能力)产生不利的影响;验证表明《混凝土结构设计规范》(Gb.50010—2010)中受弯承载力计算公式对于地聚物混凝土构件的计算结果偏小,拓展到工程应用中偏安全。

关键词：结构抗震性能结构抗震设计地聚物混凝土柱钢筋混凝土柱低周反复荷载试验

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地聚物混凝土梁柱节点抗震性能研究进展

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地震工程与工程振动 2022年第5期42卷 39-52页

作者：毛宇光刘钰中苏捷杜运兴胡翔史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南大学湖南省绿色与先进土木工程材料国际创新合作中心湖南长沙410082 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082

与普通硅酸盐混凝土中间层梁柱边节点相比,地聚物边节点在破坏形态和裂缝发展、开裂荷载和极限荷载、荷载-变形滞回曲线等方面表现类似。但是在强度降低与刚度退化方面,地聚物边节点表现出更明显的趋势。基于现有研究,2类混凝土边节点... 详细信息

与普通硅酸盐混凝土中间层梁柱边节点相比,地聚物边节点在破坏形态和裂缝发展、开裂荷载和极限荷载、荷载-变形滞回曲线等方面表现类似。但是在强度降低与刚度退化方面,地聚物边节点表现出更明显的趋势。基于现有研究,2类混凝土边节点的延性和耗能能力等抗震性能的优劣无法得出定论。掺入钢纤维可以改善地聚物梁柱边节点的力学性能和抗震性能。现有混凝土结构设计规范可以用于地聚物混凝土一般层边节点的设计。文中综述了目前地聚物混凝土梁柱节点抗震性能的研究进展,对地聚物混凝土和普通混凝土梁柱边节点抗震性能的优劣异同进行了分析与讨论,并从材料层面对2类混凝土边节点的性能差异进行了解释,为地聚物混凝土梁柱节点以后的研究指明了方向。

关键词：地聚物混凝土梁柱节点边节点抗震性能

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水性环氧乳化沥青残留物的老化性能

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公路交通科技 2023年第3期40卷 1-7页

作者：张烁张帅张恒龙吴超凡万宁中交路桥华南工程有限公司广东中山528403 湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南省交通职业技术学院湖南长沙410132

为了研究热氧老化与光氧老化对水性环氧乳化沥青残留物的影响,通过动态剪切流变仪、傅里叶红外光谱、荧光显微镜评价了老化前后不同环氧树脂掺量的乳化沥青残留物的流变性能、化学结构与微观形貌的变化。结果表明:相同老化条件下随着环... 详细信息

为了研究热氧老化与光氧老化对水性环氧乳化沥青残留物的影响,通过动态剪切流变仪、傅里叶红外光谱、荧光显微镜评价了老化前后不同环氧树脂掺量的乳化沥青残留物的流变性能、化学结构与微观形貌的变化。结果表明:相同老化条件下随着环氧树脂含量的增加,乳化沥青蒸发残留物的复数模量老化指数逐渐减小,相位角老化指数逐渐增大;相同环氧树脂掺量下,同种沥青在热氧老化中的复数模量老化指数大于光氧老化中的复数模量老化指数,而相位角出现相反的趋势;热氧老化后,不掺环氧树脂的乳化沥青蒸发残留物的亚砜基指数变化量约为15%环氧掺量的乳化沥青蒸发残留物的8倍,光氧老化后,前者的亚砜基指数变化量约为后者的7倍;对比15%环氧树脂掺量乳化沥青蒸发残留物在热氧老化与光氧老化后的亚砜基指数变化量可以看出,热氧老化后的亚砜基指数为光氧老化后亚砜基指数的10倍,而对于不含环氧树脂的乳化沥青蒸发残留物,热氧老化后的亚砜基指数是光氧老化后的亚砜基指数的9倍;相较光氧老化,热氧老化更容易加深沥青的老化程度;环氧树脂形成的三维网状结构保护了部分沥青免受热氧与光氧老化的影响,环氧树脂含量越高,乳化沥青蒸发残留物抗老化性能越好。

关键词：道路工程水性环氧乳化沥青热氧老化光氧老化老化指数微观形貌

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超高性能混凝土受压弹性模量研究进展

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材料导报 2021年第3期35卷 3067-3075页

作者：史金华史才军欧阳雪刘剑辉黄勇吴泽媚湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室

弹性模量是衡量混凝土构件刚度和工程中结构设计的重要参数,高弹性模量有利于提高构件抗变形能力。超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)作为一种具有高强度、高韧性和优异耐久性的新型复合材料,其弹性模量为40～60 G... 详细信息

弹性模量是衡量混凝土构件刚度和工程中结构设计的重要参数,高弹性模量有利于提高构件抗变形能力。超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)作为一种具有高强度、高韧性和优异耐久性的新型复合材料,其弹性模量为40～60 GPa,远大于普通混凝土,深入理解UHPC的高弹性模量有利于UHPC在工程中的运用。目前UHPC弹性模量可通过以下几种方式获取:轴向受压变形测试;在纳米压痕测试微观弹性性能的基础上采用多尺度模型以及均匀化理论进行弹性模量的计算;建立抗压强度、动弹性模量与静弹性模量的关系对弹性模量进行计算,但这几种方式的准确性以及相互之间的差异性无法正确评估。此外,由于UHPC原材料、配比和养护的多样化,其水化产物和微观结构较为复杂,这会进一步影响UHPC的宏观弹性模量。针对UHPC的弹性模量,本文从测试方法、影响因素以及抗压强度和弹性模量的关系等方面进行了综述。最后结合已有文献,进一步探讨了弹性模量和抗压强度的关系,针对不同强度范围提出了弹性模量和抗压强度关系的表达式,这能为今后UHPC在实际工程中的应用提供科学指导。

关键词：超高性能混凝土(UHPC) 弹性模量材料组成养护制度抗压强度

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混凝土劈裂拉伸测试方法及性能研究进展

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材料导报 2021年第1期35卷 1131-1140页

作者：黄勇史才军欧阳雪张超慧史金华吴泽媚湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室

混凝土作为最常见的土木工程材料,其抗拉性能对工程结构的受力性能和抗裂能力具有重要影响。相较于单轴拉伸试验和弯曲拉伸试验,劈裂拉伸试验作为一种抗拉强度间接测试方法,因其测试方法简单、便于使用,且测试结果与单轴拉伸强度更为接... 详细信息

混凝土作为最常见的土木工程材料,其抗拉性能对工程结构的受力性能和抗裂能力具有重要影响。相较于单轴拉伸试验和弯曲拉伸试验,劈裂拉伸试验作为一种抗拉强度间接测试方法,因其测试方法简单、便于使用,且测试结果与单轴拉伸强度更为接近,而广泛用于混凝土抗拉强度测试中,受到国内外学者的极大关注。由于混凝土材料种类较多,本文主要针对普通混凝土(Ordinary Portland concrete, OPC)、纤维增强混凝土(Fib.r reinforced concrete, FRC)、高强混凝土(High strength concrete, HSC)、活性粉末混凝土(Reactive powder concrete, RPC)和超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete, UHPC)等混凝土材料进行研究。针对混凝土劈裂拉伸性能的研究方法,本文从实验方法和数值模拟两个角度综述了其研究进展。此外,探讨了加载带宽度、试件尺寸、加载速率、缺口模式等因素对混凝土劈裂拉伸性能测试方法的影响,发现劈裂拉伸试验具有明显的尺寸效应并且加载带宽度和加载速率对劈裂拉伸强度有所影响;分别论述了不同缺口模式的实验原理和方法并对比了各缺口模式的适用情况。最后,进一步探讨了劈裂拉伸性能与抗拉、抗压力学性能的相互关系,并提出一定的适用范围,为今后混凝土的劈裂拉伸性能的研究应用提供科学指导。

关键词：劈裂拉伸测试混凝土拉伸力学性能带缺口劈拉强度

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水性环氧乳化沥青超薄磨耗层层间黏结性能

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公路交通科技 2024年第8期41卷 66-77页

作者：刘曙光周铭钰戴勇吴超凡张恒龙湖南省通泰工程有限公司湖南长沙410018 湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南交通职业技术学院湖南省道路与轨道交通绿色建造与数智运维工程技术研究中心湖南长沙410132 湖南大学重庆研究院重庆401121

为探究超薄磨耗层复合结构的层间黏结性能,采用先乳化后改性的方法制备水性环氧乳化沥青作为黏结层材料,以AC-13级配混合料模拟原始路面;选择AC-10,SMA-10,UWM-10这3种超薄磨耗层,通过直接剪切试验确定了各类型复合试件的荷载-位移拟合... 详细信息

为探究超薄磨耗层复合结构的层间黏结性能,采用先乳化后改性的方法制备水性环氧乳化沥青作为黏结层材料,以AC-13级配混合料模拟原始路面;选择AC-10,SMA-10,UWM-10这3种超薄磨耗层,通过直接剪切试验确定了各类型复合试件的荷载-位移拟合曲线,得到了剪切强度、峰值位移、剪切刚度和层间黏结能等性能指标,研究洒布量、试验温度、黏结剂类型、超薄磨耗层级配等因素对层间黏结性能的影响规律。结果表明:超薄磨耗层AC-10,SMA-10,UWM-10铺装的黏结剂推荐洒布量分别为0.9,1.2,0.9 kg/m^(2),加入水性环氧树脂对最佳洒布量的影响不大;环境温度对复合试件的层间力学性能有显著影响,随着温度升高,复合试件的剪切强度、剪切刚度、层间黏结能均减少,降幅达65%~90%;水性环氧乳化沥青的黏结性能显著优于空白样,改性黏结层的平均剪切强度、剪切刚度、层间黏结能分别为空白样的2.5,2.1,2.4倍,而在较高温度下,这些指标分别为空白样的3.3,2.5,3.5倍,水性环氧树脂的加入显著提升了黏结层的高温稳定性,使得热塑性乳化沥青向热固性方向发展;在3种超薄磨耗层中,SMA-10和UWM-10表现出更优异的黏结性能,而AC-10在路面温度达到35℃后的黏结性能会急剧衰退。

关键词：道路工程改性沥青混合料直接剪切试验黏结性能水性环氧树脂

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