一、混凝土梁的力电效应研究（论文文献综述）
柳根金[1]（2021）在《混掺纤维与纳米炭黑对智能混凝土裂缝自感知性能的影响》文中进行了进一步梳理混凝土结构在正常使用阶段是带裂缝工作的,服役期内的荷载及环境等不利因素将加速裂缝的扩展及新裂缝的生成,显着降低结构的适用性与耐久性,甚至导致突发事故。因此,实现混凝土结构裂缝的实时跟踪与监测意义重大。针对目前混凝土裂缝监测技术的不足（无法实时监测、成本太高或因裂缝出现后传感器与混凝土无法保持协调变形造成监测失效等）,本文借鉴碳纤维水泥基复合材料传感器的应变自感知技术和思路,将不同纤维与纳米炭黑混杂体系掺入混凝土中,研发一种既有裂缝扩展自监测（自感知）性能,又可改善构件力学性能的新型智能化复合材料;探索实现结构材料与功能材料的一体化,为桥梁、隧道等基础设施中混凝土结构裂缝的监测提供一种新思路。本文主要的研究内容和结论如下:（1）研究了不同纤维（钢纤维+碳纤维）-纳米炭黑导电相组合与掺量对新拌混凝土的坍落度、含气量以及硬化后混凝土抗压强度的影响。结果表明:低掺量钢纤维（≤40kg/m3）、碳纤维（≤2kg/m3）、纳米炭黑（≤1.5kg/m3）对混凝土塌落度、含气量没有明显的影响;但随着导电相材料掺量的继续增加,混凝土坍落度呈现明显减小的特点,而含气量则表现出明显的增加趋势;单掺、双掺和三掺低掺量的导电相对混凝土抗压强度没有明显的影响。（2）采用了四点弯曲试验研究了不同纤维-纳米炭黑导电相组合与掺量对混凝土弯曲性能的影响;通过四电极法测量了掺纤维-纳米炭黑的智能混凝土梁受拉侧裂缝出现前后对应的电阻变化率（FCR）,对比了炭黑、钢纤维、碳纤维不同组合及掺量、不同长度纤维等因素对裂缝自监测灵敏度系数（K）的影响;并基于分形理论研究了不同导电材料对裂缝监测信号（FCR-COD曲线）噪声水平的影响。结果表明:用线性函数拟合交流电下混凝土裂缝智能化自监测信号FCR-COD曲线的效果较好,K可用拟合直线的斜率来表征;随着钢纤维掺量的增加,试件对裂缝监测的灵敏度系数减小;适量纳米炭黑的掺入对混凝土裂缝监测的K有提升作用,同时可降低归一化的FCR-COD曲线的分形维数（D）,纳米炭黑的最佳掺量为1kg/m3～1.5kg/m3;碳纤维的掺入对K值有一定的负面影响;钢纤维与纳米炭黑可以在基体中形成长程导电和短程导电结合的网络,因此双掺钢纤维与纳米炭黑试件表现出最佳的裂缝智能化自监测性能;短纤维与长纤维混杂的智能混凝土内,增加长纤维的比例有利于提升裂缝自监测的灵敏度。（3）基于自主研发的混凝土受拉裂缝宽度监测和区域自定位装置,提出了连续式区段监测和交错式区段监测两种用于裂缝定位的方式,并对混凝土梁式试件的裂缝区段定位展开了试验研究;借助有限元软件COMSOL进行了数值模拟,对混凝土裂缝定位的机理进行探索,分析了裂缝宽度与裂缝高度扩展对混凝土电势和电流密度重分布的影响规律。结果表明:裂缝高度的发展对混凝土试件内电势重分布的影响比裂缝宽度的扩展对试件电势重分布的影响更加明显;在裂缝出现后,试件内部的电势和电流分布发生了变化,根据混凝土梁开裂前、后的电势和电流分布变化的特征差异可实现裂缝的区段的判断,因此,电势重分布和电流重分布的概念可以较合理地阐述智能混凝土实现裂缝定位的机理。（4）将混掺结构型钢纤维及纳米炭黑的智能混凝土与普通混凝土结合,形成分层混凝土梁,对其进行弯曲裂缝自监测的试验。研究了混掺钢纤维-纳米炭黑智能混凝土层中钢纤维掺量、智能层厚度以及混凝土龄期变化对分层梁弯曲性能、裂缝自监测性能的影响。结果表明:智能混凝土层内钢纤维掺量和智能层厚度的增加能够显着提高混凝土梁的弯曲性能;依据电阻变化率（FCR）-时间（Time）曲线的变化特征可对混凝土的裂缝出现时刻进行监测;试件开裂初期FCR增长较迅速,随后FCR的增长变缓:对于分层混凝土梁,智能混凝土层内钢纤维的掺量和智能层厚度的增加,会减小相同裂缝扩展宽度（COD）对应的FCR;而智能混凝土的龄期增长在一定程度上提高了裂缝自监测的灵敏度;分层混凝土梁的裂缝自监测信号FCR-COD曲线较好地满足一阶指数衰减函数模型。（5）进行了混掺钢纤维与纳米炭黑的配筋混凝土梁弯曲裂缝自监测的试验,分析了保护层厚度、钢筋直径、混凝土龄期、配筋率以及配箍率对智能混凝土裂缝自监测性能的影响规律。结果表明:配筋的智能混凝土仍可通过实时测量其电阻变化实现对裂缝的自监测;混凝土保护层厚度从30mm减少到20mm、钢筋直径从6mm减少到4mm,试件的裂缝自监测灵敏度得到了提升;混凝土龄期增长可提升配筋智能混凝土裂缝自监测灵敏度且降低了监测信号FCR-COD曲线的噪声;配筋智能混凝土梁裂缝的自监测能力,随着配筋率的增加有所减弱,但灵敏度减小的幅度随着配筋率的增加逐渐减小;钢筋智能混凝土裂缝智能化自监测性能随配箍率变化不明显。（6）对掺入钢纤维和纳米炭黑混杂体系的智能混凝土进行了劈裂试验和轴拉试验,研究了饱水处理和未饱水处理以及电极布置方式对智能混凝土劈拉裂缝自监测性能的影响 研究表明:经过饱水处理的试件,智能混凝土裂缝自监测信号的噪声将增大;纤维掺量增加,会在一定程度上折减劈拉裂缝自监测的灵敏度;采用电势变化率（FCP）对混凝土裂缝进行监测,信号更为明显;混掺钢纤维与碳黑的智能混凝土对轴拉裂缝同样具备自监测的可行性。
阮鹏臻[2]（2021）在《多物理场对碳纳米管混凝土构件压阻效应的影响研究》文中认为混凝土桥梁处于温湿度和荷载作用等因素不断变化的服役状态,物理场和材料组分等因素影响和制约了混凝土智能化的发展。国内外学者对碳纳米管水泥基复合材料的电学特性进行了大量研究,由于影响因素众多,各物理场的影响形式与程度也存在较大差异。目前,研究对此问题的关注和深度不够,压阻效应理论尚未完善。因此,有必要研究多物理场对碳纳米管混凝土构件压阻效应的影响。本文的研究目的是:开展碳纳米管混凝土压阻效应多物理场影响试验和碳纳米管混凝土构件（梁）压阻试验;结合渗滤理论、有效介质理论、场致发射理论,基于隧道效应理论与电流密度模型,建立碳纳米管混凝土压阻理论模型;揭示多种物理场对碳纳米管混凝土压阻效应影响机理和特性。本文的主要内容及成果分别为:（1）研究碳纳米管水泥基复合材料的导电性能和压阻效应,分析导电机理和压阻机理,阐释物理场、材料组分因素对碳纳米管水泥基复合材料导电特性的影响。主要结论:碳纳米管混凝土压阻效应的主要影响因素包括物理场影响和材料组分两部分。其中物理场影响包括电压、应力/应变、温湿度等;材料组分影响包括碳纳米管形态、掺量、水灰比、掺合料和外加剂等。（2）通过碳纳米管的分散试验,确定高效制备碳纳米悬浮液的方案;利用正交试验法研究多物理场（应力、湿度、温度、电压）对碳纳米管混凝土电学特性的影响。主要结论:SDBS和碳纳米管的掺比为2:1,经40min超声处理时,碳纳米管悬浮液有最佳分散性,吸光度可达1.90A;随湿度增加,应力灵敏度均呈先增加后减小再增加的变化规律;随温度增加,应力灵敏度呈先增加后减小的变化规律;电压为1V的灵敏度显着高于其它电压水平,但压阻响应易受到其它因素的干扰。（3）开展碳纳米管钢筋混凝土梁的压阻效应试验研究,分析配筋量、加载速率、测试电压对碳纳米管混凝土结构（梁）压阻效应的影响。主要结论:单筋混凝土梁在不同荷载水平下,有较好的压阻效果,并且稳定性较好;不同加载速率对压阻响应的作用不明显;不同电压下,初始电阻率随电压增加逐渐降低,电阻率的变化幅值也逐渐降低,压阻响应曲线的噪点明显增多。（4）基于隧道导电理论,建立碳纳米管混凝土压阻效应理论模型,依托碳纳米管混凝土压阻试验分析结果,对理论模型进行温度、湿度、电压物理场的标定。主要结论:湿度对压阻模型的修正后,得到的理论值与插值曲线的变化规律一致;各温度下的电阻率变化分数理论值与试验值存在一定差异,但整体的变化规律趋于一致,二者的相关系数R2可达0.825;电阻率变化分数随电压增大呈二次抛物线变化,在电压为20V时,电阻率变化分数有最大值,理论值与试验值的相关系数R2可达0.997。本文研究将试验与理论相结合,揭示了多种物理场对碳纳米管混凝土压阻效应的影响规律,为碳纳米管混凝土在工程智能化监测领域能科学合理地发挥其优异功能提供一定的依据。
唐元鑫[3]（2021）在《碳纳米管混凝土构件压阻效应的多尺度模型研究》文中进行了进一步梳理碳纳米管混凝土具有电学性能随荷载规律变化的压阻性能。电阻率的变化反映了结构的应力或损伤,实现混凝土结构的自感知和智能化监测。碳纳米管水泥基复合材料具有多尺度的非均一性,其宏观尺度的性能是其各级低阶尺度本质的耦联映射,故而多尺度分析碳纳米管水泥基复合材料性能机理至关重要。对碳纳米管水泥基复合材料压阻效应多尺度试验的关注较少,基于压阻机理的多尺度模型研究成果缺乏,这制约了水泥基材料结构智能化的发展。因此,有必要研究多尺度下碳纳米管混凝土构件的压阻效应。本文研究目的是:开展不同尺度下碳纳米管水泥基复合材料的压阻试验;掌握不同尺度下碳纳米管水泥基复合材料的压阻性能;揭示不同尺度下碳纳米管水泥基复合材料的压阻响应机理;进一步完善并丰富碳纳米管混凝土压阻效应理论研究;对碳纳米管混凝土构件进行开拓性研究,进而研究碳纳米管混凝土的压阻特性。本文的主要内容及成果分别为:（1）分析总结了现有国内外对碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的试验研究、理论研究。从宏观、细观、微观和纳观四个尺度,综述了碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的多尺度试验、机理和模型等方面的研究进展,指出了目前研究中存在的问题,展望了碳纳米管水泥基复合材料的未来发展前景。（2）通过碳纳米管悬浮液分散性试验,研究不同表面活性剂、不同碳纳米管与表面活性剂掺配比对碳纳米管悬浮液分散性的影响。通过碳纳米管水泥砂浆和碳纳米管水泥净浆压阻性能试验,研究了微观层面碳纳米管水泥基材料的压阻响应,并结合SEM观察碳纳米管水泥净浆构造特征,并进行微观结构分析。主要结论:碳纳米管浓度6g/L时,阴离子表面活性剂SDBS具有较好的分散效果,吸光度可达1.90A;碳纳米管掺量为0.2wt.%时,碳纳米管水泥砂浆有较好的电阻变化率,且应力灵敏度较高;10mm×10mm×20mm尺寸的水泥净浆试件较2mm×2mm×4mm尺寸的水泥净浆试件有较好的压阻效果;未掺加碳纳米管试样可明显观察到疏松的微观结构,当碳纳米管掺量增加,可以看到水化产物包裹碳纳米管,但当碳纳米管掺量较大时,由于碳纳米管的搭接率增加,网络更加复杂。（3）开展碳纳米管混凝土试件和构件的压阻试验,研究不同碳纳米管掺量的混凝土压阻响应,结合微观构造和水泥净浆、水泥砂浆试验结果对其进行分析,主要研究结论:不同掺量的碳纳米管混凝土随着荷载水平的增加,电阻变化率均有不同程度增大,且有掺量试件的电阻变化率均大于未掺加碳纳米管试件;碳纳米管掺量为0.5wt.%时,不同应力水平下的应力灵敏度均最高。不同掺量下,碳纳米管混凝土梁的电阻变化率随荷载等级的增加而增加,当碳纳米管掺量为0.05wt.%、0.5Pmax荷载作用下,电阻变化率最大,达到5.0%,表现出较好的压阻响应。（4）基于渗虑理论和量子隧道效应理论等相关导电理论,结合应力作用引起导电路径在三个尺度的变化情况,建立净浆、砂浆和混凝土三个层面的压阻效应物理模型。研究结果表明:在水泥净浆尺度层面,应力主导下的导电网络变化是压阻效应的主要机制;水泥砂浆尺度层面,砂的加入将会引起双重渗滤,通过控制砂/水泥的值来量化对压阻效应的影响;混凝土尺度层面,粗集料的体积分数是影响混凝土与砂浆压阻效应差异的主要因素,通过配比和粗集料体积分数可以控制压阻效果。
叶志成[4]（2020）在《混凝土结构裂缝的压电主动定量监测及健康状况评定》文中进行了进一步梳理从土木工程实践中可以发现,裂缝是混凝土结构最主要的病害之一。而裂缝的出现会对主体结构产生不利影响,如导致结构表面混凝土剥离、加速钢筋腐蚀、降低承载力等,进而威胁到结构的安全性、耐久性。如果不及时掌握结构中裂缝的开展情况,不仅影响其正常使用,同时存在安全隐患,一旦发生事故,将可能造成不可逆转的重大损失。但是,目前现有的监测方法只能定性地识别结构中是否出现裂缝,而无法实现其定量监测,更无法基于定量监测结果评定结构的健康状态。在此背景下,本课题将开展如下研究:（1）基于混凝土标准试件梁设计了三点受弯工况理想试验,通过搭建的加载系统,研究裂缝演化形式及试件破坏过程,发现试件最终呈现出两种裂缝形式,即跨中垂直裂缝和支座处斜裂缝;同时,利用有限元软件ABAQUS建立了相应的数值分析模型,提出了单元损伤判定准则,并以此为依据分析了相同工况下模型中的裂缝损伤情况,发现试验和仿真的裂缝在形式上具有高度的一致性,说明采用的仿真方法能够有效地模拟试验中设定的工况,且在后续研究中可参考该对比分析结果设置人工裂缝。（2）在批量混凝土标准试件中分别预置了不同尺寸的跨中垂直裂缝和支座处斜裂缝,根据设计的混凝裂缝的压电主动传感监测系统,采集了不同工况的应力波时程信号,通过分析信号幅值和小波包能量值的变化,探明了该方法监测裂缝的原理,并从信号能量衰减的区间性特征中提取出裂缝参数定量区间,建立了两者间的内在关系,为裂缝的一定程度定量监测提供了探索性思路。（3）提出了基于压电主动传感的裂缝监测仿真方法,通过建立压电—混凝土梁机电耦合数值模型,并在模型中设置与上述试验相同的裂缝工况,模拟了压电主动传感法中应力波激发、传播及接收等一系列过程,分析了裂缝对应力波的衰减机理,证明了所提出的方法能够有效地识别裂缝;另外,将不同裂缝工况的仿真结果与试验结果对比,发现试验中能量区间性衰减趋势明显于仿真。（4）在上述研究的基础之上,根据提出的损伤指标,建立了基于能量衰减的损伤程度评估方法;结合试验和仿真中信号随裂缝演化时的区间特点,建立了基于裂缝参数定量区间的损伤程度评估方法,并运用该方法对研究裂缝形式试验中混凝土试件梁的健康状况进行评定。
齐宝欣,张雨,李佳诺,贾连光[5]（2018）在《基于压电传感器的混凝土损伤检测数值模拟》文中进行了进一步梳理该文基于ABAQUS有限元软件建立了压电陶瓷材料与混凝土的机-电多物理场耦合数值分析模型,对压电波动法检测混凝土裂缝和弹性模量测定进行数值模拟,探究其损伤识别的机理。采用C3D8E压电单元模拟压电陶瓷（PZT）,采用C3D8R单元模拟混凝土梁,采用三维时域粘弹性人工边界消除边界对应力波的反射。模拟结果表明,嵌入式PZT片激发的应力波包括纵波和剪切波,其中剪切波的幅值比纵波大,传播速度比纵波慢。以信号相对能量（Di）作为损伤程度判别因子,其值随着裂缝的深度增加而降低。将数值模拟计算的Di和混凝土的动弹性模量（Ed）与试验结果进行对比,符合较好,说明有限元方法可以有效地解决该类问题。
王云洋[6]（2017）在《水泥基传感器及智能混凝土柱模拟与试验研究》文中研究指明荷载疲劳效应、自然灾害侵蚀和材料老化等因素的耦合作用将导致混凝土结构损伤积累和抗力衰减,从而容易引发灾难性的突发事故,造成重大财产损失和人员伤亡。为保障混凝土结构服役安全,有必要对混凝土结构进行健康监测,实时感知混凝土结构的服役状态,并对危急情况及时预警。自感知水泥基复合材料集结构和传感功能于一体,为混凝土结构健康监测提供了新选择。但已有自感知水泥基复合材料存在制备工艺复杂、导电填料掺量高以及灵敏度低等缺点;同时为克服自感知水泥基材料大规模制备造价高和性能可控性差的问题,自感知水泥基复合材料在结构中应用常采用嵌入式传感器形式并在制备中不添加骨料,但这将导致嵌入式水泥基传感器与被监测的混凝土弹性模量存在差异,进而会影响被监测混凝土结构的力学性能以及监测的准确性。针对上述问题,本文应用纳米碳管和碳黑复合填料研制自感知水泥基复合材料与嵌入式传感器,并通过数值模拟对传感器的设计及其埋入混凝土中的受力进行了分析,最终应用嵌入式自感知水泥基传感器制作智能混凝土柱并实现应力和应变自监测。主要研究内容和结论如下:（1）研制了制备工艺简单的添加纳米碳管和碳黑复合填料的自感知水泥基复合材料,并对其力学、电学和感知性能进行了研究;得到了复合材料的渗流特征关系,分析了复合材料的导电机理;探讨了试件尺寸、加载幅值、加载速率和水胶比对复合材料感知性能的影响规律及机制,分析了复合材料感知性能的机理。试验结果表明:纳米碳管和碳黑复合填料的加入会导致复合材料的抗压强度及弹性模量降低以及泊松比增大;纳米碳管和碳黑复合填料较低掺量即可有效改善水泥基材料的导电性和感知性,复合材料的渗流阈值为3.85vol.%。复合材料的感知性能具有良好的重复性和稳定性,循环加载时电阻率变化率（FCR）幅值和应力/应变灵敏度分别为23.4%和2.32%·MPa-1/225,单调压缩至破坏时FCR幅值最大值为72.6%;复合材料在不同尺寸的试件、加载幅值及加载速率时,均具有稳定的感知性能;水胶比提高会导致复合材料的感知性能灵敏度降低。（2）采用有限元方法对传感器的尺寸、电压电极间距和表面粗糙程度等制作参数进行了优化设计,并对优化后的传感器埋入混凝土柱中进行了应力和应变状态分析,同时研究了传感器埋设位置和小角度偏斜、荷载大小、混凝土强度等级及偏压对传感器与混凝土之间的应变协调程度的影响,分析了传感器对混凝土柱极限强度的影响、传感器与混凝土柱不同部位的应力-应变关系及混凝土与传感器的平均应力/应变之间关系。研究结果表明:传感器的优化尺寸为20mm×20mm×40mm,电压电极间距取为10mm。传感器埋入混凝土柱表层、传感器产生偏斜角度、增大荷载、混凝土强度等级提高及荷载偏压时,均会降低传感器与周围混凝土的应变协调程度。埋入混凝土中的传感器可近似等效为单轴受力状态;埋入传感器不会降低C20～C80混凝土柱的极限强度。（3）将添加纳米碳管和碳黑复合填料的自感知水泥基传感器分别埋入到C30和C50混凝土柱中,考察了智能混凝土柱中传感器的灵敏度,分析了传感器对混凝土柱极限承载力的影响及传感器与混凝土之间的强度匹配关系,建立了传感器应用于混凝土应力和应变监测的公式,采用监测公式分别对C30和C50混凝土柱的应力和应变进行了分析,获得了监测误差及修正方法。试验结果表明:传感器的FCR与混凝土柱的应力、应变及自身应变之间存在良好的对应关系,可根据传感器的FCR监测混凝土柱的受力全过程;当混凝土柱达到极限应力时,埋入C30和C50混凝土柱中的传感器的FCR幅值最大值分别为51.67%和52.56%,应变灵敏度最大值分别为143.25和135.41;埋入传感器不会降低C30和C50混凝土柱的极限强度。所建立的监测公式可较准确计算智能混凝土柱的应力和应变,通过修正可使应力和应变监测精度提高。基于嵌入式自感知水泥基传感器的智能混凝土可实现应力和应变自监测。
汪晖[7]（2017）在《环境条件对纳米碳纤维水泥基材料压阻性能的影响》文中研究指明混凝土结构健康监测是保障土木工程基础设施安全运行的重要手段,也是用来研究混凝土结构损伤积累和灾害演变的一种技术方法。因此,通过掺入导电填料或纤维使水泥基材料对应力、应变和位移具有自感知功能成为近年来国内外的研究热点。与其它智能传感元件相比,自感知水泥基材料具有长期耐久可靠、与混凝土结构的相容性好等优点。纳米碳纤维（Carbon nanofibers简称CNFs）拥有良好的导电性能、力学性能和易分散性等优点,因此利用纳米碳纤维制备智能水泥基材料得到较多关注。本文主要围绕水泥浆体流变性能对CNFs分散性的影响规律和温湿度、冻融循环对掺CNFs水泥石、砂浆和混凝土材料的电阻率和压阻性能的影响展开实验研究与机理分析,从而为纳米碳纤维水泥基材料的制备及其在不同环境条件下应用奠定基础。本论文主要研究内容与成果如下:通过试验得到掺CNFs水泥石的渗流曲线,并确定了CNFs的合理掺量范围;通过变化水胶比、矿物掺合料和减水剂等方法得到不同流变特性的水泥浆体,并以同组试件的电阻率变异系数为评价指标,研究了浆体流变参数（扩展度、粘度和屈服剪切应力）对CNFs在水泥基材料中分散效果的影响规律与作用机理。结果表明:过高或过低的流动性和塑性粘度均不利于CNFs在水泥浆体中的均匀分散;当水泥净浆的流动度为205mm215mm时,CNFs的分散效果最好,试件的电阻率和电阻率变异系数最小,压阻曲线的线性度与灵敏度达到最高。研究了埋入式和粘贴式电极布置形式、交流电频率、干燥与氯化钠溶液浸泡等因素对纳米碳纤维水泥石电学参数的影响。结果发现:当CNFs掺量较低时,提高交流电频率能有效降低试件的电阻率、电阻率变异系数和容抗值;氯盐溶液浸泡使试件的电阻率显着下降且试件的容抗值明显增加。当CNFs掺量低于某临界值时,采用埋入式电极试件的电阻率和容抗值均低于粘贴式电极试件。当水泥石的电阻率为1.0kΩ·cm20kΩ·cm时,水泥石具有良好的压阻效应。基于智能水泥基材料的多向应变压阻模型对CNFs水泥石的压阻效应进行了理论分析,结果与实测值接近。研究了不同温度与含水率对CNFs砂浆的电阻和压阻特性的影响规律,并从载流子迁移电导率、电动现象、极化效应、宏观隧道效应四个角度进行机理分析。研究得出:在室温干燥状态下,掺适量CNFs的砂浆试件具有良好的压阻效应。当含水率相同时,随着温度由20℃降低到-25℃时,CNFs砂浆的应变感知灵敏度与线性度逐渐降低;当温度高于20℃时,灵敏度与线性度又随环境温度升高而降低。当温度相同时,CNFs砂浆的应变感知灵敏度随着含水率的增加呈现出先降低后升高的趋势。研究了CNFs砂浆在3种溶液介质（0%、1.5%和3.0%NaCl）、2种冻融循环制度（-10℃10℃、-20℃20℃）作用下的损伤规律与压阻性能演变。研究结果表明:在3种不同溶液介质中经历300次-10℃10℃冻融循环,CNFs砂浆几乎未发生质量损失,而电阻率提高和相对动弹性模量损失显着。较小水灰比的CNFs砂浆在干燥状态下的应变感知灵敏度与线性度很高,而经历冻融循环后的灵敏度与线性度降低明显。水灰比较大的CNFs砂浆在烘干状态下的应变感知灵敏度与线性度较低,但冻融循环后灵敏度与线性度反而提高。在-20℃20℃冻融循环制度下,氯盐溶液加速了CNFs砂浆的表面剥蚀和压阻性能劣化。相同条件下,循环荷载作用加速了CNFs砂浆的冻融损伤,导致压阻效应灵敏度降低。研究了CNFs混凝土经冻融循环后的损伤、压阻特性和CNFs混凝土梁在三点弯曲荷载作用下的自感知特性。结果显示:CNFs混凝土的压阻灵敏度与线性度、弯曲自感知能力均随冻融循环作用而降低,且盐冻比水冻的降低作用更明显。利用弯曲荷载作用下的力电模型计算得出CNFs混凝土梁受三点弯曲荷载时,荷载值与电阻变化率的关系近似为直线关系。相同条件下,CNFs混凝土梁的体积电阻变化率监测CNFs混凝土力与挠度的灵敏度低于表面电阻变化率,但体积电阻变化率监测力与挠度时的线性程度比表面电阻变化率高。
吴英伯[8]（2017）在《短切碳纤维混凝土梁力学性能试验研究》文中提出纤维水泥基复合材料是以砂浆或混凝土为基材,将短纤维均匀掺入其中而形成的复合材料。传统工程材料的局限性使人们对新型材料的开发充满热情。纤维混凝土及砂浆是传统工程材料向高抗拉、高韧性、高阻裂性、高耐久性、材料智能性发展的产物。碳纤维属于高弹模纤维,在基体中掺入碳纤维的复合材料兼有其他复合材料的优点,还有其他所不具备的耐腐蚀、耐温差、耐老化等特性。此外碳纤维的导电性质可以制成智能化构件,使结构健康自监测成为可能。本文通过试验研究,试图找到碳纤维的长径比对复合材料的影响;试图考虑经济性,找到合理的碳纤维混凝土复合梁局部增强模式,探讨复合梁力学性能的影响因素。主要工作及结论如下:（1）对掺入不同长径比碳纤维的CFRC进行抗压、劈拉强度试验。得出碳纤维的掺入可以提高混凝土的抗拉强度,10mm碳纤维比5mm、15mm碳纤维对抗拉强度的提升效果好,可以达到26.0%;碳纤维对抗压强度影响不大。（2）研究了碳纤维水泥砂浆的抗折强度。得出CFRM抗折强度提高幅度随碳纤维长度的增大而增大。碳纤维的掺入使砂浆试块的韧性得到明显提升。（3）提出了碳纤维局部增强混凝土模式,通过14根大尺寸试件的四点受弯试验,发现在RC梁受拉区掺入碳纤维可以改善受弯构件的力学性能。得出以下主要结论:复合梁的屈服荷载随碳纤维层厚度的增高而增大,三种长度的碳纤维中,10mm碳纤维的CFRC-75-10提高幅度最大,可提高26.59%;钢筋混凝土梁受拉区掺入的短切碳纤维能有效抑制复合梁受弯过程中的裂缝扩展;短切碳纤维对极限承载力的提高率在7%到12%之间;碳纤维层的掺入可以改善裂缝形态,减小最大裂缝宽度,为耐久性提供保障;（4）以纤维混凝土受弯构件的基本假定为基础,给出了适用于碳纤维混凝土复合梁的极限承载力计算公式,计算结果与试验值吻合较好,可以为复合梁的承载力设计提供参考。
张苡铭,俞乐华[9]（2016）在《钢纤维-石墨烯导电混凝土受弯过程的力-电效应试验研究》文中提出利用石墨烯材料的纳米属性和超强的导电能力,较为领先地对石墨烯导电混凝土进行了初步研究,并针对混凝土材料受弯破坏全过程,研究了石墨烯与钢纤维混杂增强混凝土材料在受弯过程中的力-电效应和受弯机敏性。研究表明,钢纤维导电混凝土在纤维掺量较低时对受弯过程的机敏性较差,而石墨烯的掺入使得钢纤维混凝土的机敏性得到了明显提升,二者在改善导电混凝土的力-电效应方面表现出了明显的正混杂效应。研究发现,可以利用一次线性函数对钢纤维-石墨烯导电混凝土的电阻变化率-挠度曲线进行拟合,电阻变化率与挠度的相关性较好。
尹红宇,吉晨彬,荀勇,孙帅[10]（2015）在《智能TRC板加固RC梁力电性能试验研究》文中研究表明研制了一种基于碳纤维传感特性的自监测智能TRC板,进行智能TRC板抗弯性能试验,检验智能TRC板的应变传感性能;进行智能TRC板加固RC梁抗弯性能试验,研究智能TRC板加固RC梁抗弯力电性能。研究结果表明,通过TRC电阻变化率和应变的关系,可以实现对TRC结构裂缝的监测;智能TRC板电阻灵敏系数为20,比常用电阻应变片灵敏系数大;加固梁荷载-位移曲线与荷载-电阻曲线基本吻合,智能TRC能够有效地监测试件受力损伤演化过程;智能TRC板加固RC结构,不仅能为结构提供有效承载力和延性,还能为结构在服役阶段的安全性提供有效的监测技术,实现集高效结构和实时结构健康监测于一体之目的。
二、混凝土梁的力电效应研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、混凝土梁的力电效应研究（论文提纲范文）
（1）混掺纤维与纳米炭黑对智能混凝土裂缝自感知性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 混凝土裂缝检测与监测技术的发展及存在的问题 |
| 1.2.1 人工检测 |
| 1.2.2 声发射探测 |
| 1.2.3 压电陶瓷传感器 |
| 1.2.4 光纤监测技术 |
| 1.2.5 GPS裂缝定位技术 |
| 1.3 混凝土电阻及电阻率的研究现状 |
| 1.3.1 混凝土电阻率的影响因素 |
| 1.3.2 混凝土电阻率的测试方法 |
| 1.3.3 用电阻率表征混凝土性能的研究 |
| 1.4 基于电阻变化的水泥基材料应变与裂缝自监测性能的研究现状 |
| 1.4.1 水泥基材料的导电机理 |
| 1.4.2 水泥基材料的应变自感知 |
| 1.4.3 水泥基材料的裂缝自监测技术 |
| 1.5 纤维混凝土的研究现状 |
| 1.5.1 纤维分类 |
| 1.5.2 纤维在混凝土中的分散性 |
| 1.5.3 纤维的破坏形态 |
| 1.5.4 纤维混凝土受拉本构关系 |
| 1.5.5 结构材料与功能材料一体化研究 |
| 1.6 现有研究存在的不足 |
| 1.7 本文主要研究思路 |
| 2 混掺纤维-炭黑对混凝土工作度、含气量和抗压强度的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验概况 |
| 2.3 智能混凝土制备工艺 |
| 2.4 纤维及炭黑对混凝土工作度的影响 |
| 2.5 纤维及炭黑对混凝土含气量的影响 |
| 2.5.1 混凝土中孔的分类 |
| 2.5.2 含气量测试结果与分析 |
| 2.6 纤维及炭黑对混凝土抗压强度的影响 |
| 2.6.1 单掺导电相 |
| 2.6.2 双掺和三掺导电相 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 混掺纤维-炭黑对智能混凝土弯拉裂缝自监测性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 智能混凝土导电机理 |
| 3.3 试验概况 |
| 3.3.1 电阻测量系统 |
| 3.3.2 加载方案 |
| 3.4 纤维与炭黑对混凝土抗弯性能的影响 |
| 3.4.1 不同导电相种类和掺量对混凝土弯曲性能的影响 |
| 3.4.2 不同长度钢纤维对混凝土弯曲性能的影响 |
| 3.5 使用交流电源时智能混凝土的裂缝自监测性能 |
| 3.5.1 电阻测试与电阻变化率计算方法 |
| 3.5.2 智能混凝土自监测灵敏度系数 |
| 3.5.3 智能混凝土自监测信号的噪声水平 |
| 3.6 使用直流电源时智能混凝土的裂缝自监测性能 |
| 3.6.1 不同电极材料对裂缝自监测性能的影响 |
| 3.6.2 不同纤维掺量对裂缝自监测性能的影响 |
| 3.6.3 不同钢纤维长度对裂缝自监测性能的影响 |
| 3.7 不同电源方式对监测信号的影响分析 |
| 3.8 智能混凝土导电模型 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 混掺纤维-炭黑的智能混凝土弯拉裂缝区域自定位研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 裂缝区段定位监测装置与步骤 |
| 4.2.1 连续式区段监测 |
| 4.2.2 交错式区段监测 |
| 4.3 裂缝区段定位试验 |
| 4.3.1 试件电极布置与试验加载 |
| 4.3.2 试验结果与分析 |
| 4.4 裂缝定位机理 |
| 4.4.1 裂缝宽度与裂缝高度的影响 |
| 4.4.2 多区段裂缝监测的机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 混掺纤维-炭黑的智能混凝土层对裂缝自监测性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验概况 |
| 5.3 试验结果与分析 |
| 5.3.1 抗弯性能 |
| 5.3.2 实时监测FCR-Time曲线 |
| 5.3.3 智能层厚度对FCR-COD曲线的影响 |
| 5.3.4 龄期对FCR-COD曲线的影响 |
| 5.3.5 智能层内纤维掺量对FCR-COD曲线的影响 |
| 5.3.6 裂缝监测灵敏度与裂缝监测模型分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 钢筋对混掺纤维-炭黑的智能混凝土裂缝自监测性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验概况 |
| 6.2.1 试验材料 |
| 6.2.2 试件配筋与测试方法 |
| 6.3 试验结果与分析 |
| 6.3.1 钢筋智能混凝土梁受弯性能 |
| 6.3.2 混凝土保护层厚度的影响 |
| 6.3.3 钢筋直径的影响 |
| 6.3.4 龄期的影响 |
| 6.3.5 纵筋配筋率的影响 |
| 6.3.6 配箍率的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 混掺纤维-炭黑对智能混凝土劈拉、轴拉裂缝自监测性能的影响 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 试验概况 |
| 7.2.1 配合比与材料 |
| 7.2.2 试件尺寸与测试方法 |
| 7.3 试验结果与分析 |
| 7.3.1 圆饼试件劈裂试验荷载-裂缝扩展宽度曲线 |
| 7.3.2 劈裂试验裂缝自监测性能 |
| 7.3.3 轴拉试验裂缝自监测可行性研究 |
| 7.3.4 轴拉试验渗水监测可行性研究 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论、创新点与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A FCR-COD曲线拟合结果 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）多物理场对碳纳米管混凝土构件压阻效应的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 碳纳米管的特性 |
| 1.2.2 碳纳米管的分散研究现状 |
| 1.2.3 物理场对碳纳米管水泥基材料导电特性的影响研究现状 |
| 1.2.4 理论模型与数值分析研究进展 |
| 1.2.5 综述分析 |
| 1.3 研究主要内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第二章 碳纳米管混凝土构件压阻机理的影响因素分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 碳纳米管混凝土导电机理及压阻机理 |
| 2.2.1 渗流理论 |
| 2.2.2 有效介质理论 |
| 2.2.3 隧道效应理论 |
| 2.2.4 场致发射理论 |
| 2.3 物理场对碳纳米管混凝土构件压阻效应的影响 |
| 2.3.1 电场 |
| 2.3.2 温度 |
| 2.3.3 湿度 |
| 2.3.4 作用力 |
| 2.4 材料组分对碳纳米管水泥基材料导电特性的影响 |
| 2.4.1 碳纳米管自身特性和掺量 |
| 2.4.2 碳纳米管在基体中的分散性 |
| 2.4.3 水灰比 |
| 2.4.4 掺合料及外加剂 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多物理场影响下的碳纳米管混凝土压阻效应试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碳纳米管的分散方法和工艺 |
| 3.2.1 试验原材料和试验仪器设备 |
| 3.2.2 试验过程和分散性表征 |
| 3.2.3 结果与分析 |
| 3.3 碳纳米管混凝土压阻效应的多物理场正交试验 |
| 3.3.1 试验原材料和试验仪器设备 |
| 3.3.2 试件的制备工艺 |
| 3.3.3 电阻测试方法 |
| 3.3.4 正交试验方案 |
| 3.3.5 试验过程 |
| 3.3.6 碳纳米管混凝土的极化效应 |
| 3.3.7 物理场对碳纳米管混凝土压阻效应的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳纳米管钢筋混凝土梁压阻效应试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验概况 |
| 4.2.1 试验原材料和试验仪器设备 |
| 4.2.2 试件的制备工艺 |
| 4.2.3 电阻测试方法 |
| 4.2.4 试验方案 |
| 4.3 碳纳米管混凝土梁压阻效应的影响分析 |
| 4.3.1 配筋量 |
| 4.3.2 加载速率 |
| 4.3.3 电压大小 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 考虑多物理场影响的压阻效应理论模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 隧道效应导电理论 |
| 5.3 压阻效应理论模型 |
| 5.3.1 基本假定 |
| 5.3.2 模型建立 |
| 5.4 压阻效应理论模型的物理场因素及标定 |
| 5.4.1 湿度 |
| 5.4.2 温度 |
| 5.4.3 电压 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的论文及学术成果 |
（3）碳纳米管混凝土构件压阻效应的多尺度模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 碳纳米管在水泥基材料中分散性研究现状 |
| 1.2.2 碳纳米管水泥基复合材料研究现状 |
| 1.2.3 水泥基复合材料多尺度研究现状 |
| 1.3 碳纳米管混凝土构件的多尺度划分 |
| 1.4 本文研究目的及内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 碳纳米管混凝土压阻效应的宏观尺度试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 碳纳米管的分散方法和工艺 |
| 2.2.1 试验材料及仪器 |
| 2.2.2 试验方案及试验过程 |
| 2.2.3 碳纳米管分散试验结果及评价分析 |
| 2.3 碳纳米管混凝土宏观尺度构件压阻试验 |
| 2.3.1 试验目的 |
| 2.3.2 试验概况 |
| 2.3.3 试验方法及试验过程 |
| 2.3.4 试验结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 碳纳米管混凝土压阻效应的细观尺度试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碳纳米管混凝土细观压阻试验 |
| 3.2.1 试验目的 |
| 3.2.2 测量方法及电极选用 |
| 3.2.3 试验概况 |
| 3.2.4 试验结果及分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 碳纳米管混凝土压阻效应的微观尺度试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 碳纳米管水泥砂浆压阻试验 |
| 4.2.1 试验目的 |
| 4.2.2 试验概况 |
| 4.2.3 测试方法及试验过程 |
| 4.2.4 试验结果及分析 |
| 4.3 碳纳米管水泥净浆压阻试验 |
| 4.3.1 试验目的 |
| 4.3.2 试件概况 |
| 4.3.3 测试方法及试验过程 |
| 4.3.4 试验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 碳纳米管混凝土压阻效应的纳观尺度试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 碳纳米管混凝土纳观尺度试验 |
| 5.2.1 试验目的 |
| 5.2.2 试验材料及仪器 |
| 5.2.3 碳纳米管对水化产物及微结构的影响分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 碳纳米管混凝土压阻效应的多尺度模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 碳纳米管混凝土压阻效应基本假定 |
| 6.2.1 压阻效应的基本假定 |
| 6.2.2 压阻机理基本假定的适用性分析 |
| 6.3 碳纳米管混凝土材料导电特性及压阻机理研究 |
| 6.3.1 碳纳米管混凝土的半导体性质 |
| 6.3.2 碳纳米管混凝土材料压阻机理及压阻特性分析 |
| 6.4 碳纳米管混凝土构件压阻效应的物理模型 |
| 6.4.1 水泥净浆层面压阻效应物理模型 |
| 6.4.2 水泥砂浆层面压阻效应物理模型 |
| 6.4.3 碳纳米管混凝土压阻效应物理模型 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的论文和取得的学术成果 |
（4）混凝土结构裂缝的压电主动定量监测及健康状况评定（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.2.1 压电传感技术在混凝土结构裂缝监测领域的研究现状 |
| 1.2.2 目前存在的问题 |
| 1.3 本文主要研究内容与研究思路 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究思路 |
| 第二章 压电主动传感理论与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 压电材料的介绍 |
| 2.2.1 压电材料 |
| 2.2.2 压电效应 |
| 2.2.3 压电材料的性能参数 |
| 2.2.4 压电方程 |
| 2.3 压电主动传感理论 |
| 2.4 数据处理与分析 |
| 2.4.1 小波包能量分析方法 |
| 2.4.2 数值归一化方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 混凝土结构裂缝演化形式研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混凝土梁三点受弯加载的试验研究 |
| 3.2.1 混凝土配筋试件的制备 |
| 3.2.2 混凝土梁三点受弯加载试验系统 |
| 3.2.3 加载过程 |
| 3.2.4 试验结果 |
| 3.3 混凝土梁三点受弯加载的数值模拟 |
| 3.3.1 ABAQUS介绍 |
| 3.3.2 建立混凝土配筋梁模型 |
| 3.3.3 混凝土本构模型及单元损伤判定 |
| 3.3.4 定义边界条件及施加荷载 |
| 3.3.5 静力分析步设置 |
| 3.3.6 模型网格划分 |
| 3.3.7 仿真结果 |
| 3.4 裂缝演化形式对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 混凝土结构裂缝的压电主动传感定量监测试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 混凝土无筋试件的制备 |
| 4.3 混凝土裂缝的压电主动传感监测系统 |
| 4.3.1 混凝土裂缝对应力波的衰减机理 |
| 4.3.2 试验仪器及传感器 |
| 4.3.3 监测系统的搭建 |
| 4.4 试验过程 |
| 4.5 试验结果 |
| 4.5.1 跨中垂直裂缝工况试验监测结果 |
| 4.5.2 支座处斜裂缝工况试验监测结果 |
| 4.6 基于试验研究的裂缝参数定量区间分析 |
| 4.6.1 跨中垂直裂缝工况试验监测数据分析 |
| 4.6.2 支座处斜裂缝工况试验监测数据分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 混凝土结构裂缝的压电主动传感定量监测仿真研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 压电-预置裂缝混凝土梁机电耦合仿真 |
| 5.2.1 建立有限元模型 |
| 5.2.2 模型材料参数 |
| 5.2.3 激励信号 |
| 5.2.4 分析步及增量步的设置 |
| 5.2.5 网格划分原则 |
| 5.3 仿真过程 |
| 5.4 仿真结果 |
| 5.4.1 应力波在含裂缝混凝土内部的传播机理 |
| 5.4.2 跨中垂直裂缝工况仿真监测结果 |
| 5.4.3 支座处斜裂缝工况仿真监测结果 |
| 5.5 基于仿真研究的裂缝定量区间分析 |
| 5.5.1 跨中垂直裂缝工况仿真监测数据分析 |
| 5.5.2 支座处斜裂缝工况仿真监测数据分析 |
| 5.6 试验与仿真的裂缝参数定量区间对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 混凝土结构的健康状况评定 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 损伤评定方法的建立 |
| 6.2.1 建立基于信号能量值衰减的损伤程度评定方法 |
| 6.2.2 建立基于裂缝参数定量区间的损伤程度评定方法 |
| 6.3 健康状况评定 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）基于压电传感器的混凝土损伤检测数值模拟（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 基本理论 |
| 2 数值模拟 |
| 2.1 建立多物理场耦合模型 |
| 2.1.1 模型几何、材料参数 |
| 2.1.2 激励信号 |
| 2.1.3 阻尼 |
| 2.1.4 网格划分与时间步长设置 |
| 2.1.5 粘弹性边界 |
| 2.2 数值模拟结果 |
| 2.2.1 损伤检测与传播机理 |
| 2.2.2 基于信号能量的损伤程度判定方法 |
| 2.2.3 弹性模量测定 |
| 3 结论 |
（6）水泥基传感器及智能混凝土柱模拟与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 ABSTRACT 主要符号表 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 自感知水泥基复合材料的研究现状 |
| 1.2.1 导电填料种类和掺量对感知性能的影响 |
| 1.2.2 基体种类、填料分散性、养护条件及龄期对感知性能的影响 |
| 1.2.3 外界条件和测试方法对感知性能的影响 |
| 1.2.4 感知性能的理论模型 |
| 1.2.5 感知性能数值模拟 |
| 1.2.6 自感知水泥基复合材料在混凝土结构健康监测中的应用 |
| 1.2.7 自感知水泥基复合材料在交通探测中的应用 |
| 1.2.8 自感知水泥基复合材料研究中存在的问题分析 |
| 1.3 本文的研究思路与内容 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究内容 2 添加纳米碳管和碳黑复合填料的自感知水泥基材料基本性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.2.1 原材料 |
| 2.2.2 制备工艺 |
| 2.2.3 测试方法 |
| 2.3 力学性能 |
| 2.3.1 测试仪器及方法 |
| 2.3.2 单调压缩至破坏的应力-应变关系 |
| 2.3.3 循环压缩时的应力-应变关系 |
| 2.3.4 填料对复合材料力学性能的影响机理 |
| 2.4 电学性能 |
| 2.4.1 电阻率 |
| 2.4.2 渗流特性 |
| 2.4.3 导电机理 |
| 2.5 感知性能 |
| 2.5.1 单调压缩至破坏时的感知性能 |
| 2.5.2 循环压缩时的感知性能 |
| 2.5.3 试件尺寸对感知性能的影响 |
| 2.5.4 应力/应变幅值对感知性能的影响 |
| 2.5.5 加载速率对感知性能的影响 |
| 2.5.6 水胶比对感知性能的影响 |
| 2.5.7 复合材料的感知性能模型 |
| 2.6 本章小结 3 自感知水泥基传感器设计与埋入混凝土中受力的模拟分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型单元与材料性质 |
| 3.2.1 基本假定 |
| 3.2.2 模型单元 |
| 3.2.3 材料性质 |
| 3.3 自感知水泥基传感器的制作参数优化设计 |
| 3.3.1 传感器的尺寸 |
| 3.3.2 传感器的电极间距 |
| 3.3.3 传感器的表面粗糙程度 |
| 3.4 埋入混凝土中的传感器及混凝土受力分析 |
| 3.4.1 传感器的应力和应变分布 |
| 3.4.2 混凝土的应力和应变分布 |
| 3.5 不同工况下传感器与混凝土的应变协调性分析 |
| 3.5.1 传感器的埋设位置对应变协调程度的影响 |
| 3.5.2 传感器传感器小角度偏斜对应变协调程度的影响 |
| 3.5.3 荷载大小对应变协调程度的影响 |
| 3.5.4 混凝土强度等级对应变协调程度的影响 |
| 3.5.5 荷载偏压对应变协调程度的影响 |
| 3.6 单调压缩至破坏时埋入传感器的混凝土柱受力分析 |
| 3.6.1 传感器对混凝土柱极限强度的影响 |
| 3.6.2 传感器与混凝土柱的应力-应变分布 |
| 3.6.3 传感器与混凝土柱应力/应变间的关系 |
| 3.7 本章小结 4 埋入水泥基传感器的智能混凝土柱的应力/应变自感知性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设计 |
| 4.2.1 原材料 |
| 4.2.2 试件制作 |
| 4.2.3 测试方法 |
| 4.3 传感器标定及智能混凝土柱性能测试结果 |
| 4.3.1 自感知水泥基传感器的标定 |
| 4.3.2 C30和C50混凝土的力学性能 |
| 4.3.3 智能混凝土柱单调压缩至破坏时传感器的感知信号 |
| 4.3.4 智能混凝土柱循环压缩时传感器的感知信号 |
| 4.3.5 自感知水泥基传感器对智能混凝土柱极限承载力的影响 |
| 4.3.6 自感知水泥基传感器与混凝土的强度匹配分析 |
| 4.4 智能混凝土柱的感知信号分析 |
| 4.4.1 应力/应变监测公式建立 |
| 4.4.2 智能混凝土柱的应力/应变自监测结果分析 |
| 4.4.3 智能混凝土柱应力/应变自监测公式调整 |
| 4.4.4 监测公式调整后智能混凝土柱的应力/应变自监测结果分析 |
| 4.5 本章小结 5 结论、创新点与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 参考文献 附录A 水泥基材料循环压缩时的应力-应变关系 附录B 水泥基材料循环压缩时FCR与应力/应变之间的时程关系 附录C 水泥基材料循环压缩时的FCR-应力/应变关系 附录D 传感器与混凝土柱不同部位的应力-应变关系 附录E 传感器与混凝土柱应力/应变间的关系 附录F 传感器循环压缩标定时的感知信号 附录G C30智能混凝土柱循环压缩时传感器的感知信号 附录H C50智能混凝土柱循环压缩时传感器的感知信号 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 致谢 作者简介 |
（7）环境条件对纳米碳纤维水泥基材料压阻性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 用于水泥基材料中碳材料种类和特性 |
| 1.2.1 碳材料种类和基本性能 |
| 1.2.2 纳米碳纤维复合材料的主要特性 |
| 1.3 碳纤维水泥基材料的制备与纤维分散研究 |
| 1.3.1 纤维分散方法 |
| 1.3.2 纤维分散程度判断方法 |
| 1.4 碳纤维混凝土的力电与热电效应 |
| 1.4.1 力电效应研究 |
| 1.4.2 热电效应研究 |
| 1.4.3 环境因素的影响 |
| 1.4.4 碳纤维混凝土材料制品的应用 |
| 1.5 课题研究目的与研究内容 |
| 第2章 浆体流变性对纳米碳纤维分散性的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 纳米碳纤维在水泥石中的渗滤阈值 |
| 2.2.1 渗滤阈值的概念 |
| 2.2.2 原材料与研究方案 |
| 2.2.3 结果与讨论 |
| 2.3 水泥浆中纳米碳纤维的分散性评价与压阻特性 |
| 2.3.1 试验方案与测试方法 |
| 2.3.2 不同因素对水泥浆体流变性能的影响 |
| 2.3.3 不同流变性能浆体中纳米碳纤维的分散效果 |
| 2.3.4 不同分散效果纳米碳纤维水泥石的压阻特性 |
| 2.3.5 不同分散效果纳米碳纤维的SEM微观形貌 |
| 2.3.6 浆体流变性对纳米碳纤维分散的作用机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 不同测试条件下纳米碳纤维水泥石电性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究方案 |
| 3.3 交流电压频率与氯化钠溶液浸泡作用 |
| 3.3.1 对水泥石容抗值的影响 |
| 3.3.2 对水泥石电阻率的影响 |
| 3.4 水泥石电阻时间零漂移研究 |
| 3.4.1 电阻时间零漂移现象产生的原因 |
| 3.4.2 直流电阻时间零漂移 |
| 3.4.3 交流电阻时间零漂移 |
| 3.5 纳米碳纤维水泥石压阻性能研究 |
| 3.5.1 纳米碳纤维水泥石应力感知特性 |
| 3.5.2 纳米碳纤维水泥石应变感知特性 |
| 3.5.3 压阻模型分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 温湿度对纳米碳纤维砂浆压阻性能影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纳米碳纤维砂浆的电阻研究 |
| 4.2.1 研究方案 |
| 4.2.2 温度对砂浆电阻的影响 |
| 4.2.3 含水率对砂浆电阻的影响 |
| 4.2.4 温度对电阻影响的机理分析 |
| 4.3 纳米碳纤维砂浆的压阻性能研究 |
| 4.3.1 常温干燥环境下的压阻性能 |
| 4.3.2 不同温度和含水率下的压阻性能 |
| 4.3.3 循环荷载作用下的压阻性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 冻融循环对纳米碳纤维砂浆压阻性能影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究方案 |
| 5.2.1 配合比 |
| 5.2.2 测试方法 |
| 5.3 纳米碳纤维砂浆的冻融循环损伤 |
| 5.3.1 -10℃~10℃冻融循环 |
| 5.3.2 -20℃~20℃冻融循环 |
| 5.4 冻融循环对纳米碳纤维砂浆压阻性能的影响 |
| 5.4.1 -10℃~10℃冻融循环 |
| 5.4.2 -20℃~20℃冻融循环 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 冻融循环对纳米碳纤维混凝土自监测影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 研究方案 |
| 6.2.1 混凝土配合比 |
| 6.2.2 试件制备与测试方案 |
| 6.3 冻融循环对纳米碳纤维混凝土压阻效应的影响 |
| 6.3.1 纳米碳纤维混凝土的冻融循环损伤 |
| 6.3.2 冻融循环后纳米碳纤维混凝土的压阻特性 |
| 6.4 冻融循环对纳米碳纤维混凝土梁自感知特性的影响 |
| 6.4.1 埋入式电极纳米碳纤维混凝土梁的自感知特性 |
| 6.4.2 粘贴式电极纳米碳纤维混凝土梁的挠度监测结果 |
| 6.4.3 弯曲荷载下纳米碳纤维混凝土梁的力-电模型 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）短切碳纤维混凝土梁力学性能试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 自密实混凝土 |
| 1.2.2 纤维增强水泥基复合材料 |
| 1.2.3 不同种类的纤维增强混凝土 |
| 1.2.4 碳纤维水泥基复合材料 |
| 1.2.5 局部短切碳纤维混凝土复合梁 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 纤维增强机理 |
| 2.1 纤维增强力学原理 |
| 2.2 纤维临界体积率 |
| 2.3 纤维临界长度 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 碳纤维混凝土材料性能试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料 |
| 3.3 试件设计及制作 |
| 3.3.1 立方体块 |
| 3.3.2 砂浆扁梁 |
| 3.4 碳纤维长度对混凝土工作性的影响 |
| 3.5 碳纤维混凝土抗压与劈拉强度 |
| 3.5.1 碳纤维对混凝土抗压强度的影响 |
| 3.5.2 碳纤维对混凝土劈拉强度的影响 |
| 3.5.3 对比分析 |
| 3.6 碳纤维水泥砂浆的抗折强度与力-电效应 |
| 3.6.1 试验方法与传感原理 |
| 3.6.2 试验结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 CFRC复合梁受弯性能试验设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验材料 |
| 4.3 短切碳纤维-自密实混凝土梁式构件的设计 |
| 4.4 试件制作 |
| 4.5 试验装置 |
| 4.6 加载方案 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 CFRC复合梁受弯性能试验研究 |
| 5.1 试验梁受力过程、现象 |
| 5.2 荷载挠度曲线分析 |
| 5.2.1 纤维长度对复合梁性能的影响 |
| 5.2.2 纤维层厚度对复合梁性能的影响 |
| 5.3 开裂荷载、屈服荷载、极限荷载对比分析 |
| 5.3.1 开裂荷载对比分析 |
| 5.3.2 屈服荷载对比分析 |
| 5.3.3 极限荷载对比分析 |
| 5.4 荷载-裂缝分析 |
| 5.4.1 破坏模式 |
| 5.4.2 裂缝宽度分析 |
| 5.4.3 裂缝开展情况 |
| 5.5 荷载-应变分析 |
| 5.5.1 截面应变沿梁高的变化 |
| 5.5.2 纵筋的荷载应变分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 CFRC复合梁承载力计算 |
| 6.1 复合梁极限承载力计算 |
| 6.1.1 基本假定 |
| 6.1.2 极限荷载力理论值与试验值对比 |
| 6.2 复合梁刚度验算 |
| 6.2.1 最小刚度原则 |
| 6.2.2 试验刚度值分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）钢纤维-石墨烯导电混凝土受弯过程的力-电效应试验研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 试验 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 钢纤维对导电性的影响 |
| 2.2 钢纤维- 石墨烯的复合作用 |
| 2.3 电阻变化率与挠度的相关性 |
| 3 结论 |
（10）智能TRC板加固RC梁力电性能试验研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1智能TRC板的研制及其力电性能研究 |
| 1.1试件设计与制作 |
| ( 1 )原材料 |
| (2)TRC基体配合比见表2。测试边长为70.7mm立方体试块的抗压强度为53.4MPa。 |
| (3)智能TRC板的制作。智能TRC板由以下4个基本步骤完成: |
| 1.2智能TRC板四点弯曲试验 |
| 1.2.1试验设计 |
| 1.2.2试验结果与分析 |
| ( 1 )破坏形态 |
| (2)基体开裂前智能TRC板力电性能 |
| (3)基体开裂后智能TRC板力电性能 |
| 2智能TRC板加固RC梁抗弯力电性能 |
| 2.1试件设计 |
| 2.2试验方法 |
| 2.3试验结果与分析 |
| 2.3.1破坏形态 |
| 2.3.2荷载-电阻变化率曲线 |
| 3结论 |
四、混凝土梁的力电效应研究（论文参考文献）
- [1]混掺纤维与纳米炭黑对智能混凝土裂缝自感知性能的影响[D]. 柳根金. 大连理工大学, 2021
- [2]多物理场对碳纳米管混凝土构件压阻效应的影响研究[D]. 阮鹏臻. 重庆交通大学, 2021
- [3]碳纳米管混凝土构件压阻效应的多尺度模型研究[D]. 唐元鑫. 重庆交通大学, 2021
- [4]混凝土结构裂缝的压电主动定量监测及健康状况评定[D]. 叶志成. 中国地震局地震研究所, 2020(01)
- [5]基于压电传感器的混凝土损伤检测数值模拟[J]. 齐宝欣,张雨,李佳诺,贾连光. 压电与声光, 2018(03)
- [6]水泥基传感器及智能混凝土柱模拟与试验研究[D]. 王云洋. 大连理工大学, 2017(09)
- [7]环境条件对纳米碳纤维水泥基材料压阻性能的影响[D]. 汪晖. 哈尔滨工业大学, 2017(01)
- [8]短切碳纤维混凝土梁力学性能试验研究[D]. 吴英伯. 大连理工大学, 2017(04)
- [9]钢纤维-石墨烯导电混凝土受弯过程的力-电效应试验研究[J]. 张苡铭,俞乐华. 混凝土, 2016(02)
- [10]智能TRC板加固RC梁力电性能试验研究[J]. 尹红宇,吉晨彬,荀勇,孙帅. 土木工程学报, 2015(S1)