为分析不同单位面积炸药量及不同截面应力下的钢筋混凝土立柱爆破后破坏特征及应变演化规律，以弹性力学理论为基础，利用自主研制的单轴惯性动载力学模型试验系统对12个钢筋混凝土立柱进行爆破试验。当钢筋混凝土立柱上部截面应力为0 MPa时对应单位面积炸药量为0.11 kg/m2、0.23 kg/m2、0.27 kg/m2; 上部截面应力为2 MPa时对应单位面积炸药量为0.13 kg/m2、0.18 kg/m2、0.23 kg/m2;上部截面应力为3 MPa时对应单位面积炸药量为0.18 kg/m2、0.23 kg/m2、0.32 kg/m2; 上部截面应力为4 MPa时对应单位面积炸药量为0.13 kg/m2、0.18 kg/m2、0.23 kg/m2，并且运用数值仿真模拟软件对不同截面应力影响爆破效果进行模拟分析。定义纵向中轴线破碎距离来描述立柱爆破后的破碎范围，通过理论推导、现场试验及数值模拟软件分析不同影响因素下的中轴线破碎距离及应变演化规律得出：随着截面应力的增加，越接近中轴线的耦合切向应力越大，与加载方向垂直的耦合切向拉应力相对减小; 当单位面积炸药量约小于0.15 kg/m2时，随立柱截面应力增大，立柱中轴线破碎距离不断减小; 当单位面积炸药量约大于0.15 kg/m2时，随着截面应力的递增，中轴线破碎距离不断增大，立柱的切向拉应变峰值呈上升趋势，径向压应变峰值绝对值逐渐减小; 当截面应力一定时，随着单位面积炸药量的增加，立柱纵向中轴线破碎距离增大，但是增长幅度却随着单位面积炸药量的增加而减小，同时立柱的切向拉应变峰值增大，径向压应变峰值绝对值也呈上升趋势; 随着截面应力的增大，立柱损伤云图中轴线上损伤距离不断增大，且裂纹倾向于加载轴向扩展，进一步验证试验结论的正确性。

研究了水泥-蔗渣灰(SCBA)-矿粉(BFS)三元胶凝材料组成对海砂砂浆中钢筋交流阻抗谱、开路电位和腐蚀电流密度的影响，同时测定了砂浆的氯离子含量、pH值和水化产物。结果表明：随着蔗渣灰掺量增加，钢筋的腐蚀速率和[Cl-]/[OH-]值增大。随着矿粉掺量的增加，钢筋的腐蚀速率明显减小，[Cl-]/[OH-]值在养护早期增大，28 d后略微减小。复掺15%蔗渣灰和15%矿粉时两者具有较好的协同作用，有效增大了保护层电阻和电荷转移电阻，提高了钝化膜的稳定性，使砂浆中的钢筋腐蚀速率相比参照组降低了31.86%，其钢筋的抗腐蚀能力最佳。

装药参数是影响近爆作用下钢筋混凝土构件毁伤效应的重要因素, 研究不同装药参数对构件毁伤的影响规律, 对改进战斗部设计、优化火力打击方案具有指导意义。采用长径比为5.5、装药质量为10 kg、轴线与柱轴线方向平行的圆柱形装药, 在比例距离r=0.2 m·kg-1/3处开展了钢筋混凝土单层排架结构厂房的支撑柱的近爆毁伤试验, 并设置了球形装药的对比试验。试验结果表明: 圆柱形装药的毁伤效果强于球形装药, 试验数据验证了数值仿真模型的可靠性。以圆柱形装药的长径比、炸高、药量和作用距离为研究因素, 为各因素分别确定3个水平, 利用正交模拟试验法设计并获得9种不同装药参数工况下钢筋混凝土的爆炸毁伤仿真结果, 分析得到了圆柱形装药参数对钢筋混凝土柱毁伤效应的影响规律: 圆柱形装药的药量对毁伤程度影响最大, 长径比的影响次之, 炸高对毁伤程度的影响最小; 当4.5≤L/D≤6.5时, 装药长径比越大对构件的毁伤效应越大; 当炸高分别为1/4、1/2和3/4柱高度时, 装药在1/4柱高位置处爆炸对支撑柱的毁伤效果最佳。

爆破拆除典型钢筋混凝土烟囱过程中, 切口角度的合理选择是爆破拆除成功的重要因素。为确定切口角度的选取范围, 根据余留截面的受力和破坏特征, 采取隔离法, 建立应力求解和应力及弯矩条件的理论模型: 推导出余留截面上任意角度位置的应力求解公式, 并定义了一个修订系数k来表达非切口截面上部的筒体, 对余留截面不同角度位置产生的压应力影响效果的差异; 建立筒体倾倒的应力及弯矩条件, 结合应力求解公式与倾倒条件得出切口角度的选取范围。结合实际工程案例进行分析, 研究结果表明: 随着切口角度的增大, 最大拉应力、最大压应力以及切口上部筒体产生的弯矩均呈现增大的趋势, 而余留截面的抵抗力矩则呈现减小的趋势; 最大拉应力达到材料强度极限时可得到切口角度的选取上限, 两种弯矩相等时即可确定切口角度的选取下限; 切口角度的改变对应力变化的影响要大于切口高度。工程案例中实际切口高度选择为4.5 m的条件下, 依据所建立的理论模型得到切口角度的选取范围为[198°,237.6°], 而实际切口角度为216°, 处于理论选取范围之内, 进一步验证了理论模型的可靠性, 以期待更广泛地应用并指导工程实践。

钢筋混凝土短梁是建构筑物的关键承力构件, 为研究其在冲击荷载作用下的动力响应及破坏机制, 结合应变式传感器、高速摄影、数字图像技术(DIC)等测量手段, 开展了不同冲击体质量、冲击速度和冲击能量下的落锤冲击试验。结果表明: (1)冲击荷载作用下钢筋混凝土短梁破坏形式表现为拱形震坍裂缝和整体弯曲变形, 与浅梁破坏形式有明显差异; (2)钢筋混凝土短梁跨中轴向应变由拉应变转为压应变, 随着冲击能量增加(18 061 J≤E≤49 831 J), 跨中轴向峰值拉应变、残余压应变均先增大后减小, 钢筋混凝土短梁依次处于弹塑性挠曲变形、冲剪破坏模式阶段; (3)冲击荷载作用下钢筋混凝土短梁的裂缝萌生和扩展过程并不是单向的, 裂缝多次多向扩展形成裂缝带, 进而形成塑性铰, 导致短梁整体破坏; (4) 梁体变形程度主要取决于冲击速度而非冲击能量, 具体表现相同冲击能量(30 000 J)下, 随着冲击速度增加(5.53 m/s≤v≤7.13 m/s), 梁体跨中峰值挠度和残余挠度相应增大(26.81 mm≤wp≤29.85 mm; 17.12 mm≤wr≤21.66 mm)。研究成果可为钢筋混凝土短梁的抗冲击性能设计、拆除爆破工程设计提供试验依据和机制认识。

为评价磁铁尾矿砂在水泥碱性环境中的化学稳定性,研究了磁铁尾矿砂对饱和Ca(OH)2溶液pH值、砂浆棒膨胀率及钢筋锈蚀率的影响。结果表明,粒径为2.500和1.250 mm的磁铁尾矿砂在早期时对饱和Ca(OH)2溶液pH值降低作用较为明显,随龄期延长,粒径小于1.250 mm的磁铁尾矿砂对溶液pH值的降低作用变得愈加显著。不同粒径的磁铁尾矿砂取代部分天然砂时,引起的砂浆棒膨胀情况有所不同,其中粒径为0.630和0.315 mm的磁铁尾矿砂对砂浆棒体积变形的影响更为显著,而且在较长龄期后,含有0.630 mm磁铁尾矿砂的砂浆棒膨胀率最大。在Ca(OH)2和NaCl混合溶液中,磁铁尾矿砂较钢筋更易发生反应,可减缓钢筋锈蚀。

为了研究不同配筋率对混凝土徐变性能的影响,本文对素混凝土、8 mm钢筋混凝土和10 mm钢筋混凝土进行了为期350 d的压缩徐变试验。将非线性黏性元件与经典Burgers模型串联,得到了修正Burgers模型。利用不同配筋率混凝土的徐变试验数据,对CEB-FIB(MC90)模型和修正Burgers模型进行拟合计算,从而得到了混凝土徐变拟合曲线。研究结果表明: 钢筋能够有效地抑制混凝土的徐变,并且随着配筋率的增加,抑制效果进一步增强; 与CEB-FIP(MC90)模型相比,修正Burgers模型的拟合结果更加准确,能更好地预测钢筋混凝土的徐变。

采用含有不同氯盐(NaCl、CaCl2和MgCl2)的拌合用水制备超高性能混凝土(UHPC)，通过线性极化法、交流阻抗法和循环极化法测试其内部钢筋钝化期内的电化学指标，研究了不同氯盐耦合作用下UHPC中钢筋致钝行为与演化规律。结果表明：3种不同氯盐体系下，UHPC中的钢筋均能钝化；UHPC基体电阻、钢筋钝化膜电阻和钢筋电荷转移电阻均随着水化龄期的发展而不断增大；相同Cl-浓度下，Ca盐引入一定程度上加大了钢筋腐蚀的可能性，而Mg盐引入一定程度上延缓了钢筋腐蚀进程；钢筋的点蚀敏感性随着Cl-浓度增大而增高；高Cl-浓度下，Na-Ca体系下钢筋的点蚀敏感性高于Na-Mg体系。

微胶囊作为一种新型材料，以其设计性强、在基体中易于分散、延长芯材的时效性、实现自修复的智能性等优势受到科研工作者和业界的广泛关注。详细介绍了自修复微胶囊的设计、制备，总结了微胶囊的化学、物理修复机制，重点探讨了自修复微胶囊的在混凝土中的应用研究进展，分析并指了微胶囊在囊芯囊壳制备、与水泥构效关系、修复效果评估等方面所面临的挑战和未来的发展方向。旨在为未来微胶囊在混凝土中的生产与应用提供一定的参考。