P/G类建筑织物膜材双轴剪切试验及力学特性分析

为测试建筑织物膜材的力学特性,对4种建筑织物膜材进行了双轴剪切试验,得到其剪应力-剪应变曲线、残余剪应变、滞回环面积和剪切模量.分析结果表明:每个应力阶段的第1次循环G类膜材均会产生明显的塑性剪切变形,P类膜材以弹性变形为主;随着循环次数的增加,建筑织物膜材的剪应力-剪应变曲线的加载上升段线性特征增强,加载段斜率逐渐增大;剪应力由正变负后,建筑织物膜材的残余剪应变、滞回环面积和加载段斜率有所差异;考虑加载全周期计算得到的剪切模量比仅考虑各应力阶段的最后1个周期计算得到的剪切模量小;4种建筑织物膜材剪切模量为FGT 800FGT 600F 1202F 1002.     

PVDF/PES建筑织物膜力学性能单双轴拉伸试验

采用合理的膜材试验测试与分析方法,得到准确的膜材力学参数和行为规律,这是膜结构设计分析的重要基础.本文对全新高强PVDF/PES膜材进行系列试验研究,先完成单轴拉伸破断试验,然后单向循环拉伸试验,最后采用自主研发的多功能薄膜双轴拉伸试验机进行多比例加载下的日本标准双轴拉伸试验与德国标准双轴拉伸试验.研究了双轴拉伸试验数据分析方法及其对试验结果参数的影响,计算膜材工程常数并确定3D应力-应变响应面.结果表明不同加载谱计算的膜材工程常数有较大差异,针对具体工程应采用不同加载试验确定膜材参数,或取最大最小区间.本文研究对膜结构设计具有参考价值.     

应变历史对黏土剪切模量和阻尼比的影响

在50 kPa、100kPa、300kPa和500kPa固结压力下,对16个土样进行高循环次数剪切试验以测定应变历史对正常固结黏土动力特性影响.实验结果表明:在排水固结阶段随着固结时间推移,剪切模量曲线上升而阻尼比曲线下降,剪切模量变化因固结压力增大更明显,25 h后两者变化趋于稳定;等幅值应变控制循环加载时,动剪模量...     

高强PVDF/PES膜材缝合与膜材力学性能试验研究

对目前强度最高的PVDF涂层聚酯纤维建筑织物膜材--法拉利 1502 型进行了一系列力学性能试验研究,主要包括:四种不同宽度搭接焊缝试件的单向拉伸试验、膜材的反复加载试验和徐变试验.单向拉伸试验得到了焊缝的破坏形态、应力一应变曲线、极限强度和断裂延伸率.反复加载试验得到了膜材在往返荷载作用下的应力一应变曲线和弹性模量(弹性刚度).徐变试验得到了徐变量与加载时间(6小时)之间的变化曲线,表明徐变对膜的裁剪设计具有重要影响.本研究对法拉利 1502 型膜材在实际工程中的应用有重要参考价值.     

海积软粘土的单剪试验研究

开展了天津新港海积软粘土的一系列基于应变控制的单剪试验,研究了动剪切的频率、土样超固结比和剪切应变幅值对该土的等效动剪切模量影响,以及等效动剪切模量和阻尼比与动荷载作用时间的变化关系。试验结果表明:剪切频率越高或者土样的固结比越大,相同应变幅值对应的应力幅值和等效剪切模量越大,但是存在一个动荷载频率的阈值,低于此阈值,荷载频率对等效剪切模量的影响可以忽略;等效剪切模量随着循环振次增加而衰减,这种衰化主要发生在循环的初始阶段,超过一定的循环周次后,振动周次的影响逐渐减小;阻尼比受循环振次的影响较小。     

K0固结软土的循环剪切特性及其流变模拟

对原状温州黏土进行了三轴不排水循环剪切试验,系统分析了黏土在循环剪切过程中应变和孔压的累积特性以及加载频率的影响。考虑到天然黏土不等向固结历史的影响,试验土样在循环剪切前均先K0固结至原位应力状态。研究表明,对于K0固结软黏土,以剪应变累积曲线出现拐点作为循环破坏标准较为合适,此拐点对应的单幅破坏峰值剪应变es,tp大小基本恒定为3%,与加载频率、循环偏应力幅值等因素无关;循环荷载幅值一定时,荷载持续时间t对黏土的循环剪切性状起控制作用,可综合反映加载频率和振次的影响。根据黏性不排水循环累积效应与静力蠕变过程的相似性,按静力蠕变等效的思路,采用建立的各向异性弹黏塑性本构模型对其进行模拟分析,并通过试验验证了此流变等效方法的有效性。     

SMA丝材回复性能试验研究

为研究SMA丝材的回复性能，文章采用形状记忆合金制作了试件，对其进行了不同初始应变下试件的循环荷载和温度往复试验，获得了应力-应变关系曲线，分析了循环次数、应变幅值、加载速率、温度对SMA丝材的回复性能的影响。试验结果表明，SMA丝材经过10次循环加卸载后的残余应变量与第1次加卸载后的残余应变量几乎一致，材料的形状记忆效应表现明显；在小应变幅值下，SMA丝材的应力增长较快；在中等应变幅值下，SMA丝材的应力几乎不变；在大应变幅值下，SMA丝材已经进入强化阶段，应力继续呈线性增加；SMA丝材的最大回复力在一定范围内和预应变值成正比，在高温奥氏体相变完成后，回复力趋于稳定；8%预应变值的SMA丝材升温到奥氏体状态所提供的回复力值最高可以达到514 MPa，循环30次后的SMA丝材仍能够提供稳定的回复力。     

基于广义剪切试验的沥青高温性能评价指标

采用动态剪切流变仪的应力扫描模式进行广义剪切试验,使用BoxLucas模型对试验数据进行拟合,得到了沥青的高温性能评价指标——剪切应力常量τ_0,破坏应变γ_0和广义剪切模量G_d.数据拟合时,应保证加载终了值对应的应变大于12%,否则可能导致G_d误差较大.通过对比分析5种沥青的高温性能,发现指标τ_0和γ_0不够客观,建议采用指标G_d.     

PVC涂层织物膜材的非线性各向异性本构关系模型

基于各向异性弹塑性理论,通过等效应力和等效塑性应变反映材料固有的非线性性质,并结合三参数形式的弹塑性屈服函数,提出了1种适用于聚氯乙烯（PVC）涂层织物膜材的非线性各向异性本构模型.为确定本构模型中的待定参数,同时验证该本构模型的适用性,进行了7个偏轴角度（0°、5°、15°、45°、75°、85°和90°）的单轴拉伸试验,并将模型预测结果与试验结果进行对比.结果表明：该本构模型能够较为准确地反映PVC涂层织物膜材拉伸时的非线性应力应变关系,可用来预测PVC涂层织物膜材在拉剪应力共同作用下的力学行为.     

基于退役涂层织物类建筑膜材的力学性能试验研究

基于服役于2000年至2019年的南京国际展览中心的主体跨内退役膜材(法拉利1202 Fluotop T2型PVDF膜材),对其进行一系列力学性能试验测试,包括单轴抗拉、单轴循环、单轴撕裂、单轴连接强度、双轴拉伸循环、双轴剪切循环试验.将试验结果和全新膜材力学性能指标进行对比,得到本次工程在服役老化下的力学性能指标的变...     

建筑膜材的力学性能试验研究

目前国内外应用的建筑膜材主要包括涂层织物类膜材和热塑化合物类膜材两大类.常用的涂层织物类膜材有PTFE膜材和PVC膜材.以涂层织物类膜材为主要研究对象,通过单轴拉伸试验和反复拉伸试验,重点研究分析了建筑膜材非线性、非弹性、各向异性以及粘弹性等四大基本力学特性.试验结果证实,膜材料是一种具有很显著的非线性、非弹性、各向异性和粘弹性的建筑材料,因此工程设计时需要充分考虑这些特性.     

金属橡胶材料剪切力学性能的研究

针对现阶段金属橡胶材料剪切力学性能研究尚未普及的状况,开展了金属橡胶试件承受剪切荷载的试验,分析了加载方向、循环加载次数、加载频率、应力幅值、成型密度等因素对剪切力学性能的影响规律,实验数据表明:金属橡胶材料的剪切性能不受加载方向、加载次数和加载频率的影响,随着应力幅值、成型密度的增加而增大。     

饱和黏土动剪切模量与阻尼比的试验研究

针对饱和黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,通过不固结不排水条件下的循环扭剪和竖向-扭转耦合试验,着重探讨了大应变情况下分级加载历史和循环应力耦合对动剪切模量与阻尼比等动力特性的影响。对试验结果的分析表明:采用多个试样单级加载与采用一个试样分级加载试验得到的初始骨干曲线、动剪切模量与阻尼比都较为一致,采用分级加载试验测定动剪切模量与阻尼比是可行的;耦合循环应力中的轴向偏差应力对扭转向应力-应变滞回圈的倾斜程度及动剪切模量与阻尼比都有显著影响,尤其当扭转向循环剪应力较小时,可以认为轴向偏差应力的大小控制着动剪切模量的增大量,受扭转向剪应力的影响,轴向应力–应变滞回圈的变化模式较为复杂。     

单调及循环拉伸下开孔Q235钢材力学性能试验研究

对33个Q235钢材性试件进行单向拉伸与循环拉伸加载下力学性能试验,对比试件的应力-应变曲线、荷载-位移曲线、骨架曲线,探讨试件在不同加载模式下的破坏机理、延性特征和滞回性能。试验结果表明,Q235钢材应力-应变曲线饱满,表现出良好的延性特征;开孔试件在孔洞周围应力集中现象明显;对比无开孔试件,开孔试件的耗能能力、抗拉强度和延性大幅度降低;试件开孔个数对试验结果有一定影响,开两个孔试件的延性及抗拉强度优于开一个孔的试件;试件耗能能力与加载模式的应变幅值和滞回圈数有关,试件耗能能力随应变幅值和滞回圈数的增大而增加。     

非膨胀型防火涂料等效热传导系数研究

基于防火涂料标准耐火试验方法,对涂覆非膨胀型防火涂料的钢板试件和工字型钢试件进行了耐火试验,用所得的试件升温曲线计算非膨胀型防火涂料的热传导系数随涂层温度变化曲线.提出将涂层温度为400~800℃时的热传导系数平均值作为涂层等效热传导系数,并用以进行被保护钢构件火灾下升温计算,所得钢构件的升温曲线与试验测得的升温曲线符合良好.参数分析表明,等效热传导系数与试件截面形状系数无关,与涂层厚度相关,表明用小尺寸钢板试件耐火试验结果计算所得的等效热传导系数可用于预测其他被保护钢构件在火灾下的升温.对不同涂层厚度热传导系数进行线性拟合,提出以涂层厚度20mm时的等效热传导系数作为非膨胀型防火涂料等效热传导系数特征值.     

珊瑚砂动剪切模量预测的应变-损伤状态耦合模型

对南海饱和珊瑚砂进行了4类不同加载模式的不排水动三轴试验,研究了不同相对密度Dr和平均有效围压σ'0下加载第一周的动剪切模量比G1st/G0与剪应变幅值γa的关系,G1st/G0受Dr的影响很小,随σ'0的增大而增大。由于分级加载过程中土体结构与相对密度发生改变,在γa3×10-4时,应变控制的分级循环加载获得的G1st/G0-γa曲线位于等应变幅值循环加载获得的G1st/G0-γa曲线的上方。结合两类试验结果,给出了饱和珊瑚砂的G1st/G0-γa模型。基于弹性应变能理论,提出了可以描述土体损伤状态的状态参数Pd(damage parameter),探究了不同加载模式下动剪切模量比G/G0随土体损伤状态参数Pd的发展规律。在双对数坐标中,同一应变幅值下的(1-G/G0)-Pd可用直线表示,其斜率与应变幅值γa和历史加载过程中的最大应变幅值γa,max有关。结合G1st/G0-γa和G/G0-Pd关系,给出了可以同时反映应变幅值和破坏状态影响的珊瑚砂动剪切模量预测模型。     

低剪切速率条件下温度对新拌水泥浆体结构的影响

采用RHEORIAB QC型旋转黏度计测定水泥浆体流变曲线,研究了低剪切速率条件下温度对新拌水泥浆体结构的影响.结果表明:水泥浆体弹性、塑性、黏性的区分及静态屈服应力与剪切速率有关,当恒定低剪切速率为0.1s-1时,通过水泥浆体的流变曲线能有效区分初始水泥浆体弹性、塑性、黏性阶段,可准确测试水泥浆体静态屈服应力,较好地反映水泥水化特征;温度升高,水泥浆体弹性、塑性和黏性增强,其初始静态屈服应力和储能模量增加,达到静态屈服应力的时间基本保持不变;随水泥浆体水化的进行,其剪切应力再次开始增加的时间随温度升高而线性减小,剪切应力及其增长速率随温度升高而增大.     

高性能混凝土双轴受压试验研究

对高性能混凝土板式试件进行了双轴受压试验研究,在应变比例控制加载的条件下,得到了试件两个加载方向上包含上升段和下降段的应力应变全曲线,并提取曲线的峰值强度参数与传统试验的结果进行了对比。     

黏弹性阻尼器大变形性能试验研究

通过对黏弹性阻尼器缩尺试件进行不同应变幅值、加载频率和环境温度下的基本力学性能试验、老化性能试验以及低周、高周疲劳性能试验，研究试件在不同工况下的剪切存储模量、剪切损失模量和损耗因子等力学参数，及其力学性能的变化规律。其中，力学性能试验的应变幅值100%~420%；低周疲劳试验最大应变达300%。试验结果表明：黏弹性阻尼器力学性能与加载频率相关性较小，与温度相关性相对明显，随应变幅值的增加阻尼器表现出软化特征，但其损耗因子始终保持在比较高的水平；阻尼器在小位移和大位移下都有稳定耗能能力，可用于风振控制和地震响应控制；阻尼器表现出良好的变形能力，在200%大应变下仍保持稳定的力学性能，应变420%时仍未破坏。     

用扭剪波测试土样剪切波速的新技术

0 前 言 在岩土工程室内试验中,土样在极小应变量级(<10-5)下的剪切模量(最大剪切摸量)是一个重要力学指标。由于仪器精度的原因,在小应变量级下,土的剪切摸量是无法用普通三轴实验确定的。目前室内测试土样最大剪切模量主要采用共振柱试验的方法,但共振柱仪属于大型土工试验仪器,试验成本很高。 根据式(1),在无限体中剪切波速 Vs直接反应了土样的剪切模量,且声波测试方法产生的应变极小(约<10-6),另外声波测试十分简便,因此通过声波测试土样的最大剪切模量是一种较好的途径。 在室内试验中,所测试的试件为有限体,有限体几何尺寸及边界条件对波速测试有一定影响(几何