历史荷载作用对混凝土受压动态力学性能的影响

对历经单调加载历史和循环加载历史后的混凝土,进行了应变速率为10-5、10-4、10-3/s下的单轴压缩试验。试验结果表明：（1）历经单调加载历史的混凝土,随着应变速率的提高,峰值应力、峰值应变、弹性模量均增加;（2）历经循环加载历史的混凝土,随着应变速率的提高,峰值应力和峰值应变均增加,而弹性模量则减小;（3）在应变速率为10-5/s时,历经单调加载历史比历经循环加载历史的混凝土的峰值应力和峰值应变大,但弹性模量相差很小;在应变速率为10-3/s时,历经单调加载历史比历经循环加载历史的混凝土的弹性模量大,但峰值应力和峰值应变相差很小。     

循环加载混凝土损伤特性试验研究

为了研究混凝土在循环加载情况下的损伤特性,采用真三轴材料试验机,对 的标准圆柱体混凝土试件在应变速率为10-5/s、10-4/s和10-3/s下进行单轴动态受压试验,研究了在循环加载下混凝土的峰值应力、峰值应变及弹性模量,并选取基于Weibull统计分布改进后的损伤本构模型进行损伤拟合验证。结果表明,在相同循环加载历史的情况下,随着应变速率的提高,其损伤变量值明显降低,其损伤应变槛值逐渐增大。该改进后模型可以有效描述单轴循环加载状态下混凝土的损伤过程。     

混凝土尺寸效应的动态率相关性试验研究

为了研究应变速率和尺寸对混凝土动态力学特性以及变形规律的影响,对150mm、300mm、450mm的立方体混凝土试件分别进行了10?-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s四种应变速率下的单轴压缩试验。试验结果表明,相同尺寸的混凝土峰值应力随应变速率的提高而增大;相同应变速率下混凝土的峰值应力、峰值应变均随混凝土尺寸的增大而减小;相同应变速率下, 混凝土的弹性模量随混凝土尺寸的增大而增大;不同尺寸混凝土的峰值应力不能仅根据规范中考虑的折减系数进行换算。     

自然状态和水饱和状态混凝土动态损伤的对比分析

为了研究自然状态和水饱和状态混凝土的强度及动态损伤特性,进行了不同应变速率下（10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s）单轴受压试验,并构建损伤模型对比分析了自然状态和饱和水状态混凝土的动态损伤。结果表明：在高应变速率下,水饱和状态混凝土损伤值明显增大,强度增加幅度较自然混凝土状态的高;低应变速率范围内,自然状态混凝土强度增加幅度较水饱和状态混凝土的低,应变速率为10-5/s时自然状态混凝土损伤值最大。     

定侧压下混凝土双轴动态受压试验研究

利用大型电液伺服多功能动静力三轴仪对边长为300mm的立方体混凝土试件进行了4种侧应力（单轴准静态抗压强度fc的0、6%、12%、18%）和3种应变速率（10-5/s、10-4/s、10-3/s）下的双轴压试验,探讨了不同侧应力和不同加载速率下混凝土的强度特性和变形特性。研究结果表明：侧应力的变化对混凝土的抗压强度和变形影响很大,各侧应力下的最大影响幅值分别达56.53%和99.60%;相对而言,应变速率对混凝土的抗压强度和变形影响效果要弱,各应变速率下的最大影响幅值分别达6.28%和30.17%;随侧应力和应变速率的提高,混凝土的刚度逐渐增强。     

自然湿度及围压作用下的混凝土率效应试验研究

利用大型多功能静动力三轴仪系统地进行了混凝土常规三轴静动态抗压性能试验,分析了混凝土在不同水压(0、2、5、10 MPa、)中受不同加载速率(10~(-5)、10~(-4)、10~(-3)、10~(-2)/s)作用下的力学与变形特性。试验结果表明,混凝土的强度随应变速率的增大而增大,随围压增大而增大;峰值应变总体随应变速率增大而增大,随围压增大变化不明显;弹性模量随加载速率的增加总体呈增大的趋势,与加载环境的相关性较小;混凝土的破坏形态与应变速率及加载环境的相关性均较小。     

大庆红旗泡水库淡水冰弯曲强度试验研究

采用三点弯曲法对大庆红旗泡水库淡水冰试样进行弯曲试验.冰梁发生破坏时,主要经历三个阶段:第一阶段是在杂质和气泡边缘首先产生微裂缝;随着荷载的增加,出现新的微裂缝,并且受拉区达到抗拉强度,此为第二阶段;此后荷载继续增加,冰中微裂缝扩展延伸为宏观裂缝,当施加的荷载大于冰梁的杭拉强度时,冰梁即被破坏,这是第三阶段.在分析上述淡水冰破坏机理的基础上,对试验结果进行研究.结果表明,水库淡水冰弯曲强度与应力速率和冰温有着密切关系.在小于2 kPa/s的应力速率范围内,随着应力速率的增大,弯曲强度减小.冰温在-5℃～15℃范围内,对应的应力速率在30～70 kPa/s范围内时,冰梁弯曲强度达到极限,同时也揭示了极限弯曲强度对应的应力速率随着温度的降低逐渐向低应力速率转化.达到极限弯曲强度后,应力速率继续增加,弯曲强度值呈减小趋势.弯曲强度随着冰温的降低呈增加趋势,且弯曲强度在-15℃时达到最大值2 270 kPa.     

塑性混凝土三轴受压本构关系试验研究

试验研究了掺黏土和膨润土龄期(540 d)的塑性混凝土三轴受压本构关系。根据定侧压三轴试验拟合不同围压下的塑性混凝土应力-应变曲线,对比发现(σ1=0.4 MPa,σ2=0.6 MPa)、(σ1=0.4 MPa,σ2=0.8 MPa)中高侧向围压下的应力-应变曲线基本一致,中高侧向围压下的应力-应变曲线上升段斜率及峰值压力比(σ1=0.2 MPa,σ2=0.4 MPa)低侧向围压的应力-应变曲线上升段斜率和峰值压力大,此外还提出了塑性混凝土定侧压情况下的峰值割线模量计算公式及三轴受压本构关系模型,为塑性混凝土三轴受压条件下数值仿真分析提供了依据,进一步推动塑性混凝土的工程应用。     

安阳膨胀岩重塑样三轴加卸荷试验研究

对取自河南安阳不同深度处的膨胀岩重塑样进行了三轴加载和卸荷试验。结果表明:加载过程中,随着围压的增大,试样的应力应变曲线形态由应变软化型逐渐向应变硬化型转变,峰值强度以及残余强度随围压的增加呈线性增大。不同卸荷量卸荷时,试样的残余强度与卸荷量呈线性正相关,相关系数在0.9左右;峰值强度和弹性模量Eur与卸荷量呈线性负相关,相关系数在0.95左右。循环加卸荷过程中,试样表现出明显的应变软化性质,试样弹性模量Eur随着循环加卸荷次数的增加而增大,且增加幅度越来越小,最终增加幅度趋近于0,稳定弹性模量Eur比初始弹模增加10%左右。因此,在膨胀岩渠道开挖、蓄水及水位降落时,应该考虑其对膨胀岩渠道稳定性的影响。     

热循环作用下大理岩力学特性试验研究

采用TAW-3000型三轴伺服多场耦合试验系统,对细粒大理岩试样进行不同围压下经历不同热循环次数的三轴压缩试验,分析对比不同条件下大理岩的峰值强度、峰值应变、弹性模量的变化规律。由室温以10℃/min的速率加热至400℃后恒温4 h,再缓慢恢复至室温,这称为一次热循环。热循环次数设为0次、1次、2次、4次、8次5级,围压设为0、5、10、15、20、25、30 MPa 7级。研究结果表明,经历了热循环作用岩样的物理力学性质发生明显劣化,峰值应力、弹性模量均有不同程度的降低,并且热循环次数越高,降低幅度越大;峰值应变随着热循环次数增大而增大,但增大速率逐渐降低。     

红心萝卜力学特性试验研究

利用万能试验机对红心萝卜试样进行压缩、剪切及拉伸试验,研究了加载速度、位置对红心萝卜的弹性模量及抗压强度的影响,探索了红心萝卜力学结构,得到了红心萝卜皮的弹性模量和最大抗压强度,确定了红心萝卜的剪切特性。试验表明:加速度对弹性模量及最大抗压强度的影响显著,随着加载速度的增大,红心萝卜的弹性模量逐渐增加,而最大抗压强度先增大、后减小;当加载速度为10mm/mim时,抗压强度最大,红心萝卜头部弹性模量及最大抗压强度最大,中部次之,尾部最小;红心萝卜纵向试样的弹性模量及最大抗压强度大于横向试样的数值,红心萝卜芯部弹性模量及最大抗压强度大于萝卜外部试样的数值,红心萝卜皮的弹性模量及最大抗压强度比萝卜内部的小;红心萝卜的平均剪切强度为0.058MPa,剪切力峰值与试样的横截面积呈线性相关。     

泵站高性能混凝土试验研究

探讨了粉煤灰、高效减水剂及引气剂掺量对混凝土性能的影响,为南水北调东线工程泵站混凝土提供施工配合比。通过掺入粉煤灰、高效减水剂及引气剂,配制了不同强度等级的高性能混凝土,研究了C20、C25、C30 3种不同强度等级混凝土力学性能、耐久性能及体积稳定性,并用SEM法表征混凝土界面过渡区。研究表明,掺入粉煤灰、高效减水剂及引气剂后,混凝土立方体抗压强度均达到设计指标;在较高水胶比条件下,混凝土抗压、抗拉强度及抗压、抗拉弹性模量,和混凝土抗渗性能均随着粉煤灰掺量增加而略有提高。粉煤灰、高效减水剂及引气剂掺量分别不超过胶凝材料用量的30%、1%及0.015%时,所配制的C20、C25、C30混凝土满足泵站混凝土高性能化的要求     

聚丙烯纤维对渠道矿渣混凝土力学性能影响的研究

为降低渠道衬砌混凝土的脆性,将聚丙烯纤维、粒化高炉磨细矿渣、聚羧酸系超塑化剂加入普通混凝土中。共采用体积含量占混凝土的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%和0.8%八个掺量的聚丙烯纤维,以及矿渣替代水泥量的35%、45%、55%、65%、75%五个掺量的矿渣组成的21个混凝土配合比。试验结果表明,掺加矿渣和聚丙烯纤维使硬化混凝土密度减小;对于大多数配合比的矿渣混凝土,聚丙烯纤维降低了抗压强度,提高了抗折强度和劈拉强度;其中0.2%~0.4%的聚丙烯纤维和45%~55%的矿渣是最优掺量。进一步以电镜扫描图(SEM)显示的混凝土基体微观结构解释了其宏观力学性能。     

芋头压缩和切削力学特性研究

为了解芋头压缩和切削力学特性,以山东小芋头为试验样本,利用TMS-PRO食品物性分析仪对芋头样本进行压缩试验,计算得出芋头失效应变和弹性模量等参数。利用定制刀具,对芋头在不同切削厚度、不同刀具刃角、不同刀具滑切角情况下进行切削试验,测得切削过程中最大切削力,运用SPSS软件分析变化规律。试验得出:所选芋头样本失效应变为0.314,抗压强度为1.490 MPa,弹性模量为4.751 MPa;随着切削厚度增加最大切削力增大,且切削厚度＞3 mm后增长缓慢;随着刀具刃角的增加最大切削力增加;随着刀具滑切角的增加最大切削力显著减小。对交互试验结果的方差分析,得出切削厚度、刀具刃角和滑切角均对芋头的最大切削力有极显著影响,切削厚度和刀具刃角的交互作用具有显著影响,切削厚度和刀具滑切角的交互作用具有极显著影响。试验分析结果可为芋头收获和加工等机械的设计、制造提供理论依据。      

粉煤灰纤维混凝土基本力学性能试验研究

通过粉煤灰纤维混凝土基本力学性能试验,分析了水灰比、粉煤灰掺量等因素对纤维混凝土抗压强度、劈拉强度和抗压弹模的影响,探讨了粉煤灰对混凝土的影响机理。试验结果表明,随粉煤灰掺量的增加,双掺混凝土早期强度有所降低,混凝土后期强度有明显提高。     

AISI-1035钢高温变形下的本构建模研究

基于Gleeble-3500热模拟实验,分析了AISI-1035钢分别在不同热压缩温度(1073,1173,1273 K)、不同热压缩速率(0.3,3.0 s-1)下的变形流动规律及微观组织演变规律,并建立了AISI-1035钢在1073~1273 K下的双多元非线性回归本构模型。实验结果表明:AISI-1035钢的应力幅值随着变形温度的升高以及应变速率的降低而减小;不同变形条件下的应力应变曲线在经过峰值应力后均出现了软化现象,并且高应变速率下动态再结晶的发生使得应力软化比较显著;高应变速率下诱发的局部温升导致应力幅值上升缓慢,从而使得峰值应变水平提升。微观组织分析结果表明:较高的应变速率诱发的局部温升以及动态再结晶促使AISI-1035钢的晶粒尺寸差异较大,热压缩变形温度越高,晶粒粗大现象越明显。所建立的模型预测趋势与实验数据比较吻合,能够较好地反映AISI-1035钢在1073~1273 K下的流动特性。     

冻融循环对鄂尔多斯砒砂岩重塑土样力学性能影响

为了分析内蒙古南部鄂尔多斯市准格尔旗砒砂岩重塑土的力学性能,采用TSZ-6A全自动静三轴仪,在常温下进行不同冻融循环次数的三轴压缩试验,研究冻融对砒砂岩重塑土力学性能的影响.在不同冻融循环次数(0~7次)和不同围压(50~300 kPa)条件下,得到了砒砂岩抗剪强度、内摩擦角和黏聚力、弹性模量的变化规律.结果表明:在相同的冻融循环次数下,随着围压的增大,抗剪强度峰值呈线性增长.在相同的冻融循环次数下,砒砂岩黏聚力均随含水率增大而减小,内摩擦角随着含水率的增加呈现上下波动,因此冻融循环对抗剪强度的影响主要表现在对黏聚力的影响.在饱和含水率之前,弹性模量基本保持不变,含水率和冻融对其弹塑性的影响可以不考虑.达到饱和含水率后,偏应力-应变曲线不再存在直线段,砒砂岩弹性消失,全面进入塑性阶段.此研究可以为鄂尔多斯砒砂岩冻融侵蚀的破坏机理研究以及治理提供基础依据.