为防止低温环境下混凝土强度底对工程质量的影响,依托哈尔滨地区冬季施工项目,确定混凝土养护温度分别为-6、-12℃.并以养护温度、养护龄期、混凝土表面有无覆盖保温材料为参数设计10组混凝土试块,通过对混凝土试块进行低温受压试验,开展低温环境下保温材料对不同龄期混凝土强度的研究,结果表明:在低温养护条件下,在混凝土表面覆盖保温材料可有效提高混凝土早期强度,并且随着龄期的增长混凝土早期强度提高幅度逐渐减小;低温养护前期混凝土强度增长迅速,养护龄期7 d后强度增长缓慢,并且温度越低混凝土强度增长越缓慢.在试验数据的基础上,根据混凝土成熟度理论,拟合了3种不同函数模型(对数函数、指数函数、双曲函数)对应混凝土强度-成熟度曲线的参数,对比了不同模型之间拟合的准确性.

针对施工单位在实际工程越冬维护温度监控工作中出现的温度监测效率低、准确率难以保证等问题,采用多物理模拟软件COMSOL Multiphysics,开展了越冬维护期间冻结土壤温度场模拟.结合吉林省松原市某具体在建工程试验,构建了温度模型,考察了试验不同测温点温度监测值与温度模拟值的关系.从温度监测值与温度模拟值对比曲线图可知:温度场数值模拟得到的温度与试验得到的温度吻合度较高,可应用于实际工程中;仿真模拟得到的温度更能有效地预测季节性冻土地区冬季冻土内部温度的发展规律.

为开展碳纤维增强复合材料条带对轴心受压的方形截面钢筋混凝土柱的力学性能研究工作,以条带用量、条带净间距、条带净宽等参数为控制变量,设计并制作5根方形截面钢筋混凝土短柱,并对5根钢筋混凝土短柱进行轴心受压试验,得到各试验柱的纵向钢筋屈服时刻的荷载、混凝土达到极限压应变时刻的极限荷载值等主要数据.基于试验实测数据,利用有限元分析软件ABAQUS建立了 26根CFRP条带约束情况下的方形截面混凝土短柱模型,并对其力学性能进行了分析.获取了各模型柱的轴向荷载-位移曲线、极限承载力等数据.对试验数据及有限元结果进行分析,分析结果表明:CFRP条带约束状态下方形截面混凝土柱的极限承载力主要与CFRP条带用量、CFRP条带间距有关,CFRP条带用量越大,加固柱承载力提高幅度越大,CFRP条带用量相同时,极限承载力随着CFRP条带间距的减小而增大.基于本文试验与模拟结果,提出了CFRP条带约束方形截面钢筋混凝土短柱的承载力计算公式.

季节性冻土地区地基土的冻胀破坏是引起建筑物基础产生变形的重要原因.为了深入研究季节性冻土地区影响地基土的冻胀因素,结合长春市具体工程实例,通过有限元模拟软件,实现了热-力-水3个物理场的耦合.基于已有的冻胀理论,考察了负温、初始含水量、土体性质对地基土的影响机理,同时分析了法向冻胀力与各个参数之间的变化关系.研究表明:法向冻胀力与负温、初始含水量近似呈线性增长关系,冻土初始含水量对地基土冻胀作用影响最大;黏土的法向冻胀力最大,粉质黏土次之,粗砂土最小;最大法向冻胀力主要集中在土体深度为0 m～0.6 m范围内,超出此范围,随着土体深度增大,法向冻胀力急剧减小.