不同温湿环境下泥岩吸水及膨胀特性的试验研究

现场取南昌市轨道交通二号线龙岗站泥岩,试验室内对其切割、打磨,将泥岩置于不同温度梯度环境下(相对湿度RH95%):常温,35,40,45℃,研究不同温湿度条件下,泥岩吸水特性及膨胀特性的规律。试验结果表明:泥岩在不同的温湿环境下吸水曲线可分为3个阶段:剧烈吸水阶段、减速吸水阶段、吸水平衡阶段;吸水量、吸水速率均与温度呈线性相关。泥岩在不同温湿环境下膨胀曲线也可分为3个阶段:应变加速阶段、应变减速阶段、应变稳定阶段;随着温度的升高,轴向膨胀率随之增加,膨胀速率随随之加快,达到膨胀稳定的时间随之延长。轴向膨胀率、膨胀变形速率均与温度呈线性相关。     

小应变下基坑开挖应力路径对剪切模量的影响

以粉质黏土重塑土经等压固结形成的试样为试验对象,研究了在小应变范围内深基坑开挖应力路径对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势.研究表明,在小应变范围内,剪切模量的初始值与有效球应力之间存在着幂函数关系,但主动区内幂函数的理论值与试验值间的符合度要比被动区内的高;剪切应变处于0.01%~1%内表现出很强的非线性,同时具有很高的剪切模量;在同一应变水平下,不同应力路径,剪切模量的数值不同,但剪切模量随剪切应变增加而衰减的规律一致;剪切应变为0.01%时的剪切模量与剪切应变为1%时的剪切模量之间存在着量级差别.     

沥青混合料等应变率压缩试验的时间依赖性模型

为描述沥青混合料在受力状态下的时间依赖性行为,以等应变率压缩试验曲线特点为依据,建立沥青混合料的可变量本构模型,并推导出不同加载条件下本构方程表达式.通过有效的数值拟合方法获取沥青混合料的本构模型参数,将该模型与三轴等应变率压缩试验曲线进行对比,两者吻合较好,表明可变量本构模型能较好地描述沥青混合料与时间依赖行为,对破坏失效后材料的力学行为曲线有较好地表述.利用拟合参数计算蠕变曲线,其计算蠕变曲线能成功地描述蠕变的第二、三阶段,曲线特点与应力、温度等条件相关,在高温度和高应力条件时达到一定应变条件时所需时间较短,同时稳定期随温度和应力的增加所经历的时间逐渐减少.     

混凝土箱梁水化热温度损伤修正耦合方法

为了防止混凝土箱梁墩顶块在施工过程中出现早期开裂与温冲现象,研究了混凝土水化热温度损伤模型,综合考虑混凝土弹性模量与边界条件的时变效应,采用线性迭代方法,建立了混凝土箱梁墩顶块水化热温度损伤修正耦合方法,计算了水化热温度损伤场随时间变化的过程,得到了水化热温度损伤时程关系曲线,分析了温度损伤时变效应规律。计算结果与实测结果对比表明:混凝土箱梁水化热温度偏差小于10%,水化热温差峰值比水化热温度峰值滞后约32h,等效应变峰值与温差峰值发生时间相同,水化热温度损伤度与等效应变成正比,时变效应规律一致,因此,此方法可行。     

低温环境对混凝土抗压特性的影响

为了研究低温作用对混凝土抗压特性的影响,通过试验,测定了经不同负温作用后混凝土不同龄期的轴心抗压强度、抗压弹性模量和抗压峰值应变,并与常温(20℃)时的结果作对比。试验结果表明,龄期相同时混凝土的抗压强度、抗压强度相对值、抗压弹性模量和抗压弹性模量相对值都随着温度的降低逐渐增大;相同温度下,混凝土轴心抗压强度随着龄期的延长而增大,其中14 d之前抗压强度随龄期的变化较快,而14 d之后变化趋势放缓;混凝土各龄期的轴心抗压强度与温度之间呈二次函数关系变化,其中相关性系数都大于0.99;随着温度的降低,混凝土抗压峰值应变和抗压峰值应变相对值逐渐减小。     

桥梁应变监测数据中的温度效应分析

依托风陵渡黄河大桥健康监测,针对实测应变及温度数据的变化规律,采用多段温度回归模型,并对每段曲线的回归系数进行二次拟合,在此基础上提出相应的应变计算公式,针对曲线分段处存在突变的情况进行应变修正,计算应变与实测应变基本能够满足实际需要。     

氮合金化HRB500E钢的静态再结晶行为试验研究

为了对相关热轧工艺制度的确定提供必要的理论依据,采用应力松弛法研究了氮合金化HRB500E钢的静态再结晶行为,运用Gleeble-1500D热模拟试验机分析了不同的应变量、应变温度、应变速率对试验钢静态再结晶的影响,并与普通的钒微合金化HRB500E钢进行了对比. 依据试验结果,以Avrami 方程为基础,建立了两种试验钢的静态再结晶动力学模型,并进行了静态再结晶分数曲线与模型预测值的对比检验. 研究结果表明,控制两种试验钢的应变量在0.4～1.0区间递增,应变温度在950～1 100 ℃范围内递增,应变速率在0.1～1.0 s?1范围内递增时,其t_0.5值（再结晶完成50%所需要的时间）均分别随之减少,再结晶速度加快;其中,应变量及应变温度对试验钢静态再结晶的影响较为显著,应变速率次之. 在应变条件相同的情况下,氮合金化HRB500E钢静态再结晶进程滞后于钒微合金化HRB500E钢. 检验结果表明,两种试验钢静态再结晶动力学模型预测结果与试验结果较吻合.      

公路隧道围岩岩体力学本构特征数值分析

文章对诸永高速公路某隧道围岩岩体,开展了数值力学试验,在确定连续微元尺寸δ_c,并获取该围岩岩体的各项基本力学参数的基础上,进一步描述了该围岩岩体的力学本构特征。试验结果显示,当δ<4.6m时,各试体应力应变关系曲线变化幅度较大,其弹性阶段、峰值强度,及蠕变形式等均呈明显的不同;当δ≥4.6m时,则应力应变关系曲线开始趋于稳定,其峰值强度、蠕变规律等也基本相似。     

16MnL薄板钢材低周疲劳试验研究

本文工作对汽车大梁所用的16MnL薄板钢材进行了低周疲劳试验研究。成功地设计了一种适用于薄板料材进行低周疲劳的试样;测定了材料的循环应力—应变本构关系;给出了应变—寿命曲线及具体表达式;并对试样断口作出了扫描电镜分析。     

基于统计损伤的沥青混凝土路面本构关系研究

基于统计损伤理论,建立了沥青混凝土在三轴压力作用下的损伤本构模型.分别对不同温度,不同围压下用该模型得出的应力-应变曲线与用双曲线模型得出的应力-应变曲线进行对比,结果表明沥青混凝土材料的强度随温度的升高而降低,随围压的增大而升高,且该模型适用于沥青混凝土材料的弹性阶段.     

火灾后钢筋混凝土柱轴压极限承载力及其应力—应变关系

本文提出:(1)经不同高温(20～700℃)后的混凝土试件应力—成变可用一数学模型表示;(2)火灾后 RC 柱在轴压下的应力—应变关系可用复合料料并联模型来分析;文章给出了相应的计算式。实验证明,实测的应力—应变曲线与用本文提出的模型计算结果吻合良好。     

基于GFRP-OFBG筋的桥梁缆索索力测量技术研究

基于内嵌光纤Bragg光栅传感器的光纤光栅．玻璃纤维增强塑料复合筋（GFRP—OFBG筋）,研究了GFRP-OFBG筋自身的应变和温度传感特性,研究结果表明,GFRP—OFBG智能筋具有优异的线性传感性能,筋中光栅测量的应变极限达12000με以上,波长变化达14nm;对于用GFRP-OFBG筋替换普通钢绞线的中丝而得到的GFRP-OFBG智能钢绞线,进行了应变传感、温度敏感和钒绞线松弛试验,试验结果表明,GFRP—OFBG智能钢绞线具有优异的线性传感性能和较低的应力松弛率,并可实现钢绞线受载全过程监测,绞线中光栅测量应变极限为11568．2με,光栅波长变化为15．966nm;对直接增加GFRP—OFBG筋制成的光纤光栅平行钢丝智能索和直接增加GFRP-OFBG智能钢绞线得到的光纤光栅平行钢绞线智能索,进行荷载传感试验,试验结果表明,智能索的感知线性度和重复性都比较好,并可监测70％以上公称破断索力。智能索工程应用案例表明,GFRP—OFBG筋智能拉索在实际工程中很容易得到车辆荷载下的响应曲线。     

加筋泡沫轻质土三轴剪切力学特性

通过三轴剪切试验, 对比在不同加筋率和围压下, 聚丙烯纤维加筋泡沫轻质土的剪切力学特性; 研究了泡沫轻质土各强度参数与加筋率、围压之间的关系, 获取了加筋泡沫轻质土裂纹扩展规律, 建立了应力-应变全曲线方程, 提出了加筋泡沫轻质土各强度参数关于加筋率和围压的本构方程; 将不同加筋率的试验数据归一化处理后进行分析, 得到了加筋泡沫轻质土的应力-应变全曲线方程, 获取了曲线方程中各参数关于加筋率、围压2个变量之间的函数关系。分析结果表明: 加筋泡沫轻质土三轴剪切强度和黏聚力均随加筋率增加呈现先增加后减小的趋势, 在加筋率达到0.75%时达到峰值; 加筋泡沫轻质土的内摩擦角受加筋率影响较小, 说明纤维作用主要是通过改变材料黏聚力来影响加筋泡沫轻质土的强度; 而强度降低率随着加筋率增加呈现明显的下降趋势, 最大从40%左右降低至10%左右时达到稳定; 加筋率一定时, 加筋泡沫轻质土的极限强度和残余强度均随着围压的升高呈增加趋势; 经过分析体积裂纹曲线发现加筋泡沫轻质土破坏时主要经历受压、产生裂缝、纤维承受拉力限制裂缝、裂缝扩展张力过大纤维拔出4个阶段, 而加筋泡沫轻质土达到屈服阶段时往往包括裂纹的稳定扩展阶段和裂纹的不稳定扩展阶段2个裂纹发育过程, 由于缺乏筋材, 泡沫轻质土属于脆性破坏, 因此, 没有裂纹不稳定增长阶段。      

高压输电塔主材的角钢并联加固轴压承载力

提高输电杆塔主材局部稳定性的承载力，可有效地避免输电塔倒塌事故的发生. 为此，通过6个轴心受压角钢并联加固试验、1个单角钢轴心受压试验和分析13个有限元模型，得到了试件的荷载-位移曲线和荷载-应变曲线以及构件的Mises应力云图，确定了试件的受力规律和应变规律以及设计参数对构件承载力的影响规律. 分析表明:试件原角钢的局部屈曲失稳为试件主要破坏形式；加固角钢的单元最大强度达到223.1 MPa；填板夹具的单元最大强度达到83.7 MPa；试件整体应变以竖向应变为主，填板夹具以剪切应变为主；均匀受压板理论的屈曲公式可以较好地计算出该加固试件的极限承载力；角钢并联加固法可以提高单角钢40%承载能力.      

饱和粘土三轴冻胀应力-应变关系试验研究

为探讨土体在冻结过程中的力学性能,对饱和粘土在不同约束条件下的冻胀应变与冻胀应力之间的关系进行了室内试验研究,并提出了一种三轴冻胀应力-应变关系．结果表明：三轴冻胀应力-应变关系呈对数曲线变化;测力环刚度、初始轴向压力及围压对冻胀应力和冻胀应变有显著影响．     

盾构隧道斜螺栓接头受力性能与火灾下温度分布规律

利用有限元计算软件ABAQUS建立了环向复合管片与环向斜螺栓接头的三维实体模型; 考虑复合管片材料的非线性, 采用弹塑性本构模型, 分析了环向斜螺栓接头在常温下的力学特性; 根据HC升温曲线, 分析了接头模型的传热特性, 研究了复合管片衬砌和环向斜螺栓接头在火灾下的温度分布规律。分析结果表明: 采用高强螺栓能够有效减小接头张开量, 增大接头刚度; 在采用高强螺栓的情况下, 斜螺栓最大轴应力易在初始阶段达到屈服, 屈服后接头弯矩和轴力的增大对斜螺栓的应力影响并不大, 但对斜螺栓变形影响较大, 当接头负弯矩从7 kN·m增加到122 kN·m, 接头轴力从368kN增加到734 kN时, 斜螺栓最大应变增加1.6倍, 当接头正弯矩从53 kN·m增加到182 kN·m, 接头轴力从903kN增加到1 056 kN时, 斜螺栓最大应变增加5.9倍; 常温下接缝附近斜螺栓的轴应力呈现反对称分布, 除接缝外其他部位斜螺栓的轴应力基本相等, 约为400MPa, 接缝处轴应力绝对值最大值可达700 MPa; 火灾情况下手孔处温度上升最快且达到的温度最高, 80 min时即可达到1 000 ℃, 接缝处混凝土在100min后达到稳定温度, 螺母处混凝土在150 min后达到稳定温度, 稳定温度均为1 000 ℃左右。      

结构钢渗扩氮亚温淬火规律的研究

研究了非平衡态原始组织及亚温淬火加热温度对30CrMnSiA结构钢渗扩氮后的显微硬度分布曲线的影响规律，分析了非平衡态原始组织渗扩氮时亚温淬火加热温度对含氮针状双相组织（α γ）分布的影响，测定了渗氮后及亚温扩氮淬火后的相组成，观察了高氮区和低氮区的含氮马氏体形态和亚结构，氮浓度分布曲线与渗扩氮规律相符。     

船用钢Q345D中温塑性成形本构方程建立及分析

采用SANS-CMT万能材料试验机,在温度为473~973K和变形速率为0.001~0.1s~(-1)范围内对Q345D钢板试样进行拉伸实验,并对应力应变实验数据进行分析。结果表明:温度对Q345D钢中温塑性成形影响较大,而应变速率对成形影响较小。随着温度的升高,材料屈服强度σ_s和抗拉强度σ_b出现直线下降,较低温度下,拉伸应力应变曲线出现明显的屈服平台;塑性变形过程中存在着明显的加工硬化现象,加工硬化指数n随温度的上升而下降;延伸率δ随温度的升高近似线性增长;应变速率敏感系数m随温度的升高线性下降。     

金属纤维强化铝合金复合材料界面对其纵向拉伸性能的影响

本文测定了复合材料界而层—纵向拉伸性能关系曲线.结果表明,当脆性层厚度大于10μm 时,开始起到强化效果;厚度为25μm 时强化达到峰值.用 SFM 考察了界面层的强化规律机理.     

中低速磁浮轨道梁温度场时程分析

为掌握磁浮轨道梁在长期外界环境作用下产生的复杂的温度场时变规律,在长沙磁浮运营线的轨道梁内埋设温度传感器,通过1.5 a的现场温度监测,获得测点温度时程曲线,并提出了基于时间序列加法模型求解的方法. 该方法将测点温度分解成均匀温度与波动温度,并利用傅立叶曲线拟合方法研究二者的时程曲线,得到轨道梁温度场时变规律. 研究结果表明:均匀温度与当地气候变化相关,各测点均温基本相同,结构温度时变趋势可用中位值为20.41 ℃、变化幅值为12.61 ℃、初相位为20 d、周期为365 d的余弦函数表示长沙磁浮轨道梁均温时程曲线;波动温度与日照作用相关,以日为周期在0线上下波动,可用两个正弦函数分段拟合升降温时程曲线.