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极地低温下栓钉连接件受剪性能试验研究及有限元分析 被引量:7
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作者 谢剑 杜雪玉 严加宝 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期148-154,共7页
为研究栓钉连接件在极地低温下的受剪性能,利用复叠式低温冷库、自制保温装置和电液伺服压力试验机对12个栓钉连接试件进行了推出试验,同时采用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究了温度、栓钉直径对低温下栓钉连接件受剪性能的影响。... 为研究栓钉连接件在极地低温下的受剪性能,利用复叠式低温冷库、自制保温装置和电液伺服压力试验机对12个栓钉连接试件进行了推出试验,同时采用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究了温度、栓钉直径对低温下栓钉连接件受剪性能的影响。通过试验和有限元分析得到了试件破坏模式、荷载-滑移曲线、栓钉受剪承载力及极限滑移量,结果表明:试件在低温下出现栓钉剪断和栓钉剪断-混凝土压坏混合破坏两种破坏形式;在20~-80℃范围内,随着温度的降低,栓钉受剪承载力增大而极限滑移量减小,在-60~-80℃范围内,温度变化对栓钉连接件受剪性能的影响较小;在极地低温下,随着栓钉直径增大,栓钉连接件的受剪承载力和极限滑移量增加。采用ABAQUS软件考虑低温本构的有限元分析结果与试验结果吻合程度较高,通过试验结果拟合出的荷载-滑移曲线效果良好。 展开更多
关键词 栓钉连接件 极地低温 推出试验 有限元分析 受剪承载力
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极地低温下CFRP筋与混凝土的黏结性能 被引量:5
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作者 谢剑 乔羽 王启辰 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期533-537,550,共6页
开展了碳纤维增强聚合物(CFRP)筋混凝土试件的拉拔试验,考虑混凝土强度、CFRP筋直径、黏结长度、保护层厚度等参数,分析了极地低温对CFRP筋与混凝土黏结性能的影响规律.结果表明:与常温相比,极地低温降低了CFRP筋与混凝土的黏结性能,但... 开展了碳纤维增强聚合物(CFRP)筋混凝土试件的拉拔试验,考虑混凝土强度、CFRP筋直径、黏结长度、保护层厚度等参数,分析了极地低温对CFRP筋与混凝土黏结性能的影响规律.结果表明:与常温相比,极地低温降低了CFRP筋与混凝土的黏结性能,但在18~-80℃范围内,随着温度的降低,其黏结强度并非呈现单一趋势的变化规律;随着CFRP筋直径和黏结长度的增加,CFRP筋与混凝土的黏结强度呈降低趋势,提高混凝土强度或增大保护层厚度将提高其黏结强度;极地低温条件下CFRP筋与混凝土的黏结界面趋于脆性,易发生突然且随机的界面破坏,而不易发生混凝土的劈裂破坏. 展开更多
关键词 极地低温 碳纤维增强聚合物筋 黏结性能 拉拔试验
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极地低温下混凝土填充GFRP拉挤管黏结性能试验研究
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作者 谢剑 王梦琴 +1 位作者 李建军 王哲 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1100-1110,共11页
纤维增强聚合物(FRP)管与混凝土之间的界面黏结是二者之间荷载传递的必要条件和共同作用的重要前提.为了探究混凝土填充GFRP管(CFFT)在极地等严寒环境下的黏结性能,在20~-80℃的不同低温条件下,对12个圆形和16个方形CFFT进行了推出试验... 纤维增强聚合物(FRP)管与混凝土之间的界面黏结是二者之间荷载传递的必要条件和共同作用的重要前提.为了探究混凝土填充GFRP管(CFFT)在极地等严寒环境下的黏结性能,在20~-80℃的不同低温条件下,对12个圆形和16个方形CFFT进行了推出试验,得到了GFRP管-混凝土界面的黏结-滑移曲线和典型破坏模式.研究了低温水平(T=20℃、-30℃、-60℃、-80℃)、界面类型(黏砂和未黏砂)、径厚比(D/t=30.0、31.3、37.5、50.0)、截面类型(圆形、方形)和FRP管制造工艺(拉挤成型、纤维缠绕)对黏结性能的影响.试验结果表明:除推出破坏外,部分方形黏砂试件表现为角部开裂;低温改善了GFRP管与混凝土的黏结性能,且20~-60℃温度段对黏结性能的影响强于-60~-80℃温度段;黏砂可显著提高CFFT的界面黏结强度(-60℃下,圆形黏砂试件黏结强度可增加到未黏砂试件的2.18倍,方形黏砂试件黏结强度可增加到未黏砂试件的7.93倍);D/t与黏结强度呈负相关;圆形CFFT的黏结强度高于方形CFFT;拉挤管的黏结强度低于纤维缠绕管,这表明GFRP管-混凝土的界面黏结强度主要受摩擦力(环向约束压力)影响.最后在试验的基础上,提出了CFFT在低温下黏结强度的预测模型.本研究可为CFFT构件在极地低温下的应用提供参考. 展开更多
关键词 极地低温 黏结性能 混凝土填充GFRP管 推出试验
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极地低温下冻融作用对混凝土断裂性能的影响 被引量:3
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作者 谢剑 闫明亮 刘洋 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期202-212,共11页
为研究混凝土在极地及严寒地区经历冻融循环作用后的耐久性能变化情况,该文通过慢冻法开展了84个三点弯曲梁的冻融循环及加载试验。试验以冻融循环下限温度(低至-80℃)、冻融循环次数、混凝土强度、混凝土类型为研究变量,对比分析了冻... 为研究混凝土在极地及严寒地区经历冻融循环作用后的耐久性能变化情况,该文通过慢冻法开展了84个三点弯曲梁的冻融循环及加载试验。试验以冻融循环下限温度(低至-80℃)、冻融循环次数、混凝土强度、混凝土类型为研究变量,对比分析了冻融循环前后混凝土基本力学性能和关键断裂参数的变化规律。研究结果表明:随着循环下限温度的降低以及循环次数的增加,混凝土的基本力学性能以及起裂韧度和断裂能均呈下降趋势,但失稳韧度以及特征长度则呈相反趋势,表明混凝土在经历冻融循环后阻裂的能力下降,但混凝土变形性能有明显改善;随着混凝土强度的提高,抗冻耐久性能有一定程度的提升;海水海砂混凝土经受冻融循环后断裂性能不低于普通混凝土;提出冻融损伤累积量的概念,可利用其反映断裂参数的变化情况和不同冻融工况的定量化比较。 展开更多
关键词 混凝土 双K断裂韧度 试验研究 冻融循环 极地低温
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极地低温下CFRP筋与混凝土黏结性能数值分析
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作者 谢剑 王雪寒 刘洋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-13,共13页
为进一步了解极地低温下碳纤维增强复合材料(CFRP)筋与混凝土的黏结性能,在现有试验的基础上,采用ABAQUS软件建立考虑CFRP筋表面特征的数值模型,分析64种工况,研究低温下CFRP筋直径、肋高、肋宽与混凝土保护层厚度等参数对黏结性能的影... 为进一步了解极地低温下碳纤维增强复合材料(CFRP)筋与混凝土的黏结性能,在现有试验的基础上,采用ABAQUS软件建立考虑CFRP筋表面特征的数值模型,分析64种工况,研究低温下CFRP筋直径、肋高、肋宽与混凝土保护层厚度等参数对黏结性能的影响。结果表明:考虑CFRP筋表面特征的数值模型可以较好地表征CFRP筋与混凝土之间的应力传递,能够反映低温下CFRP筋与混凝土的损伤情况与黏结破坏机制;低温可显著提高CFRP筋-混凝土的黏结强度;在低温下,随着CFRP筋直径的增加,CFRP筋与混凝土的黏结强度降低,同时弱化了低温对黏结强度的增强效应;随着CFRP筋肋高的增加,CFRP筋-混凝土的低温黏结强度呈现先提高后降低的趋势,肋高为筋材直径8%时黏结强度达到最大值;CFRP筋肋宽的变化主要影响黏结滑移曲线的形状;相比常温试件,在低温下试件发生拔出破坏时的混凝土保护层厚度更大。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合筋 极地低温 混凝土 黏结性能 数值模拟
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极地低温下GFRP管-混凝土短柱循环轴压性能
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作者 谢剑 王哲 +1 位作者 严加宝 亢二聪 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1054-1063,共10页
为了推广GFRP管-混凝土柱在极地基础设施建设中的应用,开展了14个GFRP管-混凝土短柱在极地低温环境下的轴压试验,主要研究参数为温度和GFRP管的径厚比.试验结果包括试验现象与破坏模式、荷载-应变曲线、塑性应变、刚度退化和耗能能力等... 为了推广GFRP管-混凝土柱在极地基础设施建设中的应用,开展了14个GFRP管-混凝土短柱在极地低温环境下的轴压试验,主要研究参数为温度和GFRP管的径厚比.试验结果包括试验现象与破坏模式、荷载-应变曲线、塑性应变、刚度退化和耗能能力等.试验结果表明:所有试件破坏模式均为GFRP管环向撕裂,发生脆性破坏;单调加载下组合柱的荷载-应变曲线与循环加载下组合柱的荷载-应变曲线的包络线基本吻合,但循环荷载作用下组合柱的极限荷载和峰值应变略低于单调荷载作用下的组合柱;随着温度的降低,组合柱的极限荷载逐渐增大,峰值应变逐渐减小;循环荷载作用下,GFRP管-混凝土短柱的塑性应变与卸载点应变呈线性关系,且温度影响不大,混凝土强度是影响两者关系的主要因素;随着竖向应变的增大,GFRP管-混凝土短柱的刚度逐渐降低,且降低速率逐渐减小;GFRP管-混凝土短柱的等效黏滞阻尼系数逐渐增大,且增大速率逐渐降低.综合以上分析,采用“最远点”法确定GFRP管-混凝土短柱的名义屈服点,并提出了GFRP管-混凝土短柱在低温下的设计方法和设计流程,分别从强度、变形和GFRP管利用率3个角度来衡量试件设计的安全储备,为GFRP管-混凝土短柱在极地低温环境下的安全设计提供参考,保障其在极地和寒区环境的服役安全. 展开更多
关键词 极地低温 GFRP管-混凝土短柱 循环轴压 试验研究 设计方法
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极地环境船舶舱室保温设计探讨 被引量:3
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作者 方永红 陈莉 《广东造船》 2016年第5期29-31,共3页
本文主要阐述了船舶在极地等低气温环境航行舱室保温方面的设计。论述了船舶舱室保温及隔热设计的基本原理、采用的方法、常用保温隔热材料的主要特性,船上典型的保温隔热结构计算以及保温或隔热绝缘在船上的实际应用。
关键词 极地低温环境 船舶居住区保温隔热设计 保温隔热材料
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极地运营船舶风险评估及设计研究
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作者 方永红 周兵 陈莉 《广东造船》 2018年第6期59-62,共4页
随着全球气候变暖步伐的加快,北极冰层逐渐减少,北极通航成为国际海事界关注的热点之一。与传统航线相比,北极航线将大大缩减航程,降低航运成本。由于极地海域的环境温度可达-30℃以下,常年冰雪覆盖、气候环境特殊,使船舶在极地海域航... 随着全球气候变暖步伐的加快,北极冰层逐渐减少,北极通航成为国际海事界关注的热点之一。与传统航线相比,北极航线将大大缩减航程,降低航运成本。由于极地海域的环境温度可达-30℃以下,常年冰雪覆盖、气候环境特殊,使船舶在极地海域航行时会因冰、寒冷气候及其他不可预计的因素而存在附加风险。根据极地规则Part1-A,极地运营船舶需要提供极地运营操作的风险评估。本文以公司建造的某型极地运营集装箱船为例,介绍极地运营船舶的风险评估及设计应对措施。 展开更多
关键词 极地低温环境 船舶极地运营操作的风险评估 设计应对措施
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