饱和软土应力松弛试验及其本构方程

利用Ko连续加载固结仪对饱和软土进行了应力松弛试验,分析了饱和软土松弛阶段轴向应力以及松弛速率随时间的变化,从Merchant模型入手,利用变参数法建立了描述饱和软土应力松弛特性的非线性模型,并进行了模型计算和实测数据的对比分析.结果表明:饱和软土松弛阶段包括松弛加速阶段和松弛缓速阶段,随着时间的增大,松弛阶段的应力减...     

沥青混合料动态黏弹性的分数阶微分本构模型

为准确描述沥青混合料的动态黏弹性力学行为,在分数阶微分Zener模型(FDZ模型)的基础上,提出了一种改进的分数阶微分Zener模型(mFDZ模型),给出了频域内动态模量、存储模量、损耗模量和损耗正切等动态黏弹性能表达式,它们满足Kronig-kramers关系。mFDZ模型参数通过两步确定,一是结合不同温度和加载频率下沥青混合料的复模量试验结果,通过Wicket图给出了mFDZ模型中与温度无关的模型参数,二是利用时间-温度等效原理与WLF方程确定了与温度相关的模型参数,同时得到了沥青混合料动态黏弹性能主曲线。将mFDZ模型与FDZ模型和Sigmoid函数经验模型进行比较,结果表明:传统Sigmoid函数经验模型和FDZ模型只能描述具有对称性的动态黏弹特性,而mFDZ模型能够准确描述沥青混合料的动态黏弹性能的非对称特性,且模型与试验结果吻合良好,克服了传统Sigmoid函数经验模型和FDZ模型的不足,为沥青混合料动态黏弹性力学行为的本构描述提供了新的思路与参考。     

老化前后高密度聚乙烯土工格栅蠕变特性及本构模型研究

为确定紫外线老化对土工格栅蠕变特性的影响,对老化前后土工格栅进行1 440h室内蠕变试验,比较分析不同张力水平下土工格栅的蠕变规律;对典型土工格栅蠕变模型参数进行回归拟合,评价其适用性及合理性,在此基础上提出一种土工格栅时间硬化准则蠕变模型,并通过回归分析得到模型参数值。结果表明,老化初期由于抗老化剂的影响,格栅拉伸强度下降较慢,随着老化时间的增长,土工格栅的伸长率与拉伸强度均呈下降趋势;紫外线老化作用使土工格栅的蠕变速率加快,随着张力水平的增大这种趋势更明显,但因材料中添加了抗老化剂,老化对土工格栅蠕变特性的影响程度相对有限;3种经验型蠕变模型中幂函数模型模拟蠕变试验结果的精度最高,但在老化作用后3种经验型蠕变模型的适用性均有所降低;时间硬化准则蠕变模型可反映不同张力水平对土工格栅蠕变的影响。     

桥梁隔震支座压缩剪切变形状态的竖向刚度研究

探讨了橡胶隔震支座在压缩剪切状态下竖向刚度计算理论,对不同参数的橡胶支座在压缩剪切变形状态下的竖向刚度性能进行试验,并对不同计算式所得的偏压竖向刚度值进行比较分析。得出在全面评价橡胶隔震支座特性时,单纯压缩竖向刚度不足以全面反映橡胶隔震支座的竖向压缩性能的结论。     

破碎轮胎橡胶-砂土混合物试验及本构模型研究

通过对不同配合比的破碎轮胎橡胶-砂土混合物进行三轴压缩试验,研究了不同橡胶含量的破碎轮胎橡胶-砂土混合物的力学性质.试验发现:随着混合物中砂比例的增加,混合物的密度、容重和抗剪强度均有所增加,其压缩性降低.基于Li X S等提出的本构模型,对不同配合比下的破碎轮胎橡胶-砂混合物的强度和变形特性进行了分析,试验结果与模型...     

桥梁隔震橡胶支座竖向压缩刚度不确定度分析研究

竖向压缩刚度是桥梁隔震橡胶支座的关键力学性能指标之一,对于支座质量的控制至关重要,因此,对其测量不确定度的研究意义重大。依据国标《橡胶支座第1部分：隔震橡胶支座试验方法》(GB/T 20688.1-2007)和《测量不确定度评定与表示》(JJF 1059.1-2012),对桥梁隔震橡胶支座竖向压缩刚度测量不确定度来源进行了分析,计算了各个不确定度分量的具体数值,合成为最后的不确定度。     

基于模糊集塑性理论粗粒土硬化本构模型的数值模拟

粗粒料土是土石坝的主要填筑材料,通过建立模糊集塑性硬化模型,采用应力控制算法,编写了相应的计算程序,与常规三轴压缩试验进行相关比对。结果表明:所建立的模糊集塑性硬化模型可以较好的模拟材料在常规三轴压缩试验中的力学特性,并进一步验证所建模糊集塑性硬化模型的正确性与有效性。     

AZ80镁合金动态再结晶软化行为的唯象本构描述

采用热物理模拟机Gleeble1500对多组AZ80镁合金试样进行压缩试验,温度范围为250～400℃,应变速率范围为0.01～10s-1。真应力-应变曲线显示,应力迅速达到峰值之后发生软化,峰值应力随应变速率的增加而提高,随试验温度的升高而减小。金相分析表明,变形条件对动态再结晶软化的影响规律描述为:试样压缩60%后,晶粒大小随着应变速率的增加而减小,显微维氏硬度随细化后晶粒尺寸的减小而非线性减小,随应变速率的增加而减小。引入一种包含软化因子的唯象本构模型,并应用多元线性回归方法对相关的系数进行求解,结果发现求解获得的本构方程能够较好地描述AZ80镁合金的流变软化行为。     

高模量沥青混凝土蠕变本构方程的有限元分析

为了获得高模量沥青混凝土的粘弹性本构关系,分析了ABAQUS自带的时间硬化蠕变模型Bailey-Norton,对其蠕变规律进行积分处理,建立了新的实用模型;结合单轴压缩蠕变试验中采集到的蠕变数据,利用ISTOPT拟合软件进行回归计算,得到了高模量沥青混凝土在不同温度下的蠕变参数.     

桥梁支座设计中单元计算模型的开发与实例验证

为在保证精度的前提下提高计算效率,综合考虑了SMA叠层橡胶支座水平剪切性能、竖向压缩刚度、非线性拉伸及临界承载力性能,推导了组合单元刚度矩阵,基于ABAQUS-UEL开发了SMA叠层橡胶支座组合单元模型,并利用试验结果对其进行了验证.结果表明,所开发的组合单元能较为精确的模拟SMA叠层橡胶支座力学特性,滞回曲线基本一致...     

基于黏弹性本构的CFRP-钢界面应力参数敏感性分析

为研究胶粘剂的黏弹性本构关系和粘贴CFRP加固钢梁各设计参数变化对CFRP-钢界面应力的影响,以改进的Maxwell模型表征胶粘剂的黏弹性本构关系。针对加固梁胶层以剪切变形为主的情况,对胶粘剂黏弹性本构进行简化分析,利用拉普拉斯变换和逆变换的数学方法,给出了改进的Maxwell模型各变量的求解方法,利用有限元软件ABAQUS对典型的粘贴CFRP加固简支钢梁进行有限元分析。分析了界面应力随加载时间的变化规律,详细地讨论CFRP弹性模量变化、CFRP厚度变化、胶层厚度变化和CFRP端部到支座的距离变化对CFRP-钢界面应力的影响。依据敏感性分析的基本原理,从定量分析的角度研究界面应力对各参数的敏感程度。结果表明:胶粘剂黏弹性会导致黏结界面发生应力重分布,界面峰值剪应力和峰值正应力随时间增加而减小;胶层越厚,CFRP越薄,CFRP弹模越小;CFRP离支座越近,黏结界面应力越小;对CFRP端部界面剪应力影响最大的参数为CFRP端部到支座的距离,其敏感度因子为1.359;对CFRP端部界面正应力影响最大的参数为CFRP厚度,其敏感度因子为0.956。     

桥梁天然橡胶支座老化特性的预测

为了解天然橡胶支座的老化特性,进行天然橡胶块的加速热氧化试验。不同温度下的天然橡胶块加速热氧化试验结果表明,天然橡胶块的材料性质具有扩散受限氧化的特点,温度越低,临界深度越大,从表面到临界深度,氧化的影响越来越弱。据试验结果建立天然橡胶支座的老化模型,其能够反映出材料特性变化与温度、老化时间以及支座内部相对位置间的关系,用老化模型可预测天然橡胶支座在不同温度、不同老化时间下天然橡胶的U100(应变为100%时的应变能)和EB(即将断裂时的伸长量)值。     

汽车地面力学中土的弹性本构模型研究

综述了汽车地面力学中土的线性弹性本构模型、非线性弹性本构模型及常用的土的线性弹性本构参数、非线性弹性本构参数、并对汽车地面力学中土的弹性本构关系的研究进行了分析与展望。为用数值模拟方法研究汽车地面间相互作用提供了保证。     

基于分布式应力监测的桥梁支座转角和位移状态多级评估

支座病害已成为影响桥梁安全的主要因素之一,但常用的支座监/检测手段智能化、自动化程度低,时效性差。为实时掌握桥梁支座服役状态,提出了基于分布式应力监测的桥梁支座转角、位移状态多级评估方法。首先,介绍了适用于所提方法的智能盆式橡胶支座结构及应力测点布置;其次,提出了综合考虑橡胶板两主轴方向各测点应力变化特点的测点标准化应力比指标,并基于此设定了服役期支座转角、位移状态多级评估判据,然后以位于广东西南沿海的山竹沟垌中桥实际工程为例,确定了可用的智能盆式支座型号,建立了支座精细化有限元模型;最后,通过数值仿真分析对所提方法进行说明,明确了用于服役期支座转角、位移状态多级评估的各阈值取值。     

重塑黄土黏弹特性试验研究与模型参数分析

讨论了20℃时,重塑黄土在3种加载应力下的单轴蠕变试验.采用Burgers模型对其黏弹性进行分析.利用Origin7.5软件对模型参数进行拟合,得到重塑黄土黏弹性本构方程的一般表达式.对比模型预测值与试验结果,并分析模型参数对蠕变过程的影响.结果表明,Burgers模型能较好地反映重塑黄土的黏弹特性,且应力-应变等时曲线表明重塑黄土的流变表现出较明显的非线性特征,而模型的弹性参数E1确定了蠕变过程的初始位置(t=0),弹性参数E2控制了第一阶段曲线范围,黏性系数η1确定了第二阶段蠕变曲线的斜率,黏性系数η2控制了第一阶段蠕变曲线弯曲程度.     

桥梁调高测力支座的性能研究

文中针对复杂地质区域桥梁对支座的特殊功能需求,研发一种调高测力支座,借助ABAQUS软件建立支座的有限元模型,分析工作状态下支座各部件的应力状态,并对支座的关键参数对测力体应变的影响规律展开研究。结果表明,楔形块间距对支座各部件的最大等效应力影响显著,且对上支座板等效应力的影响最为明显;各部件的等效应力均小于材料的屈服强度,支座的强度满足使用要求;测力体应变随支座竖向力的增大而呈线性增加;楔形块间距对测力体应变值的影响呈线性,而楔形块斜度、摩擦系数和支座转角对测力体应变的影响可以忽略,因此,可以通过适当增加楔形块的斜度以达到减小楔形块调整间距的目的。     

橡胶支座压缩剪切变形状态的竖向性能试验研究

通过对不同参数的橡胶支座在压缩剪切变形状态下的竖向性能进行了试验,分析了在压缩剪切变形状态下偏压竖向刚度以及竖向变形量等特性。得出在全面评价橡胶隔震支座特性时,单纯压缩竖向刚度不足以全面反应橡胶隔震支座的竖向压缩性能。以及竖向压力相关的变形与剪切应变相关的竖向变形的一些特点。     

废食用油预脱硫胶粉改性沥青组分与黏弹性研究（双语出版）

为研究废食用油预脱硫胶粉（WRO）对沥青组分及黏弹性的影响,在不同掺量、加工温度和加工时间下分别制备了15组废食用油预脱硫胶粉改性沥青（WROMA）。基于四组分试验、DSR时间扫描试验、多应力蠕变回复试验分析了沥青组分及黏弹性变化的规律。结果表明：在组分方面,WRO中的橡胶烃主要补充沥青质,油分大部分补充饱和分,少部分补充芳香分;加工工艺与改性沥青中饱和分和胶质的含量线性相关性较弱,与芳香分及沥青质的含量线性相关性很强,且芳香分与沥青质含量主要受WRO掺量影响。在黏弹性方面,WRO掺量增加,改性沥青高温黏性降低,弹性增加。为保证改性沥青获得足够的高温弹性,WRO最佳掺量为30%,加工温度为160℃、加工时间为2 h。综合组分与黏弹性的分析结果可知：芳香分是影响WROMA高温黏性的主导因素,其含量越高沥青黏性越明显;沥青质和WRO中的橡胶烃是影响WROMA高温弹性的主导因素,两者含量越高,改性沥青弹性越明显。     

采用黏滞流体阻尼器的桥梁支座抗震加固方法

针对桥梁固定支座剪断后地震位移无法控制的问题,提出采用黏滞流体阻尼器(FVD)进行抗震加固的方法。以某连续梁桥为背景,采用非线性时程动力分析方法对FVD的加固方式与参数选取进行分析。结果表明:固定支座有可能在桥墩出现塑性铰之前发生破坏;分散设置FVD可更有效地控制支座地震位移,且对桥墩的地震内力影响不大,可作为桥梁支座剪断后的抗震加固方法;阻尼系数和速度指数是FVD的主要参数,应从抗震加固性能与工程造价两方面进行比选,在满足支座位移与桥墩内力可控的前提下,应选择阻尼系数较小、速度指数较大的FVD进行抗震加固。