不同应力路径下灰砂岩力学特性与强度参数研究

基于常规岩石力学试验设备与自行研制的岩石空心圆柱扭剪试验系统,开展灰砂岩直剪试验、常规三轴压缩试验与空心圆柱三轴压缩(内外压相等与内外压不等)试验,研究不同应力路径下岩石的力学特性和强度参数。通过比较常规三轴压缩试验与空心圆柱三轴压缩(内外压相等)试验结果,验证了岩石空心圆柱扭剪试验系统以及采用空心圆柱试样进行试验的可行性,内外压不等的空心圆柱三轴压缩试验可以反映中间主应力对强度参数的影响。通过比较不同类型试验获取的灰砂岩强度参数,认为按D-P准则整理的岩石空心圆柱三轴压缩(内外压不等)试验数据,获取的强度参数能合理地反映应力状态和应力路径的影响。     

二维粒状材料双轴压缩试验系统的研制与应用

为研究粒状材料的力学特性及其与材料细观组构演化之间的关系,新研制了一套适用于粒状材料的二维双轴压缩试验系统,并以金属棒等模拟材料组成的二维堆积体为试验对象,在水平和竖直两个方向独立加载,能实现常侧向压力、等p和等应力比等多种应力路径。采用数字照相结合图像相关分析技术高精度地实现了对材料细观组构的跟踪测量,并可分析二维粒状材料内部的应变局部化及细观组构的演化过程。使用该双轴压缩试验系统,针对椭圆形截面金属棒组成的二维粒状材料试样进行了常侧向压力的压缩试验,验证了该试验系统的有效性。     

一种无线遥控系统及其在压缩式垃圾车上的应用研究

介绍一种基于Zig Be e协议的压缩式垃圾车无线遥控系统,该系统主要包括手持遥控器和车载控制器两部分。手持遥控器通过按键发送无线控制命令,车载控制器安装于压缩式垃圾车车身的电控箱中,通过无线模块接收遥控器操作指令,并结合传感器采集的车辆状态信息控制车辆上的执行机构,实现压缩式垃圾车的各种功能。该无线遥控系统已通过相关环境和EMC(电磁兼容)试验,并成功应用于某型压缩式垃圾车。实践证明,该无线遥控系统操控便捷,能耗低,通信距离远,能够满足压缩式垃圾车的控制需求,提高操作人员的工作舒适性。     

基于电机双轴加载的中小型隧道物理模拟试验系统研制与应用

为研究深部隧道围岩变形破裂过程及演化机理问题,并针对当前隧道工程试验系统中存在的关键问题,研制了一套结构紧凑、模型尺寸适中、稳压效果良好的双轴电机加载物理模拟试验系统。该系统由框架式反力架、伺服电机加载及控制系统、自行研制的数字照相变形量测系统和开挖辅助装置等部分组成,不仅可以用于中小型隧道物理模拟试验,还可完成普通相似材料的标准或非标准试件的单轴与双轴压缩试验研究等。最后给出类岩石材料单、双轴压缩试验及复合地层相似材料围岩变形破裂试验的应用实例,部分试验结果与类似研究成果基本一致,表明本套试验系统能够满足隧道围岩稳定性等问题研究的需要,同时,试验结果可为相关问题研究提供参考。     

冻融循环条件下岩石-喷射混凝土组合试样的力学特性试验研究

选取2008年极端冰雪受灾地区灰色砂岩,制作岩石与C20喷射混凝土组合试样,通过冻融循环试验、单轴压缩试验、中/低不同围压三轴压缩试验、中/低不同轴压直剪试验及微观扫描试验系统研究岩石-喷射混凝土组合试样的宏观物理力学性质及微观破坏机制。试验结果揭示研究对象在不同含水状态(干燥或饱和)、不同冻融循环次数条件下的损伤模式、破坏准则及强度指标变化规律。在此基础上,建立冻融前后组合试样的损伤软化统计本构模型。经与三轴压缩试验曲线对比,该本构模型能较真实地反映破坏的全过程,可靠性较高。     

风化岩填料的压实变形特性试验研究

采用大型压缩仪对风化岩填料进行了系统试验,研究了三种不同结构状态填料的压实变形特性,分析了加载方式对压缩试验结果的影响,探讨了水—荷载耦合作用下填料的压实变形机理,解释了现场采用风化岩填料修筑的施工便道会在降雨后一段时间内产生较大沉降变形的原因。     

对《土工试验方法标准》固结试验压缩模量公式的探讨

以土力学基本公式对土单向压缩试验的压缩模量公式进行推导,对《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）固结试验压缩模量公式进行分析论证,对《标准》压缩模量公式提进行探讨。     

岩石梯度应力加载试验装置研制及初步试验研究

地下工程围岩体承受线性或非线性梯度地应力,目前没有理想的对岩石施加梯度应力的试验方法和装置。根据工程围岩体中径向和切向应力的变化规律,研制一套对岩石长试件模拟梯度应力环境的试验装置,该试验系统由基座平台及水平封闭受力支架、轴向加载装置、横向加载装置及附属部件和工具等组成。研究试件上下侧面法向荷载的确定、橡胶垫厚度以及橡胶垫–试件之间静摩擦因数的确定等关键试验技术。分别用不锈钢和红砂岩制备长试件,通过试验验证该试验方法和试验系统的可行性。结果表明,该试验方法和系统能较好地对试件模拟施加线性或非线性梯度静应力环境,且具有加载方式简单、能实现多种静应力梯度形式的特点。对红砂岩试件施加均匀螺栓旋紧力矩时,横截面具有线性梯度静应力和非线性梯度静应变;随均匀旋紧力矩值的增加,岩石压缩应变演化曲线的曲率越来越小。当施加非均匀螺栓旋紧力矩时,轴向压缩应力和压缩应变呈非线性形式变化,随着螺栓旋紧力矩非均匀梯度值的增加,轴向压缩应变的非线性梯度值也越来越大。     

HDPE土工膜端部张拉力的大规模实测数据分析

 垃圾填埋场边土工膜主要受到温度应力和垃圾压缩引起的张拉力的作用，为评价垃圾填埋场防渗系统中高密度聚乙烯(HDPE)土工膜的温度应力和垃圾填埋压缩引起的端部张拉力，以短纤维无纺布、HDPE土工膜组成防渗系统，进行大规模现场试验。试验结果表明：伴随环境温度的下降，HDPE土工膜中产生温度应力，当填埋高度较小时作用在HDPE土工膜端部的张拉力主要为温度应力；随着填埋高度的增加，压缩引起的HDPE土工膜端部张拉力增大。用有限元算法对压缩引起的端部张拉力进行分析，并采用温度与HDPE土工膜张拉力的关系对温度应力进行分析。计算结果与实测结果的对比情况表明，考虑填埋压缩引起的张拉力的应力松弛后计算结果更加接近实测结果。     

大岗山水电站坝区辉绿岩脉压缩蠕变试验研究

压缩蠕变试验是了解坝区软弱岩体蠕变变形特性的重要手段,是建立岩体压缩蠕变本构模型的基础。详细介绍大岗山水电站坝区辉绿岩脉大型刚性承压板压缩蠕变试验过程、方法和试验成果,深入分析压缩蠕变变形随时间的变化规律;利用蠕变试验数据回归拟合得到坝区辉绿岩脉的压缩蠕变经验方程,为深入认识和了解大岗山水电站坝区辉绿岩脉的流变力学特性提供重要的试验和理论依据。     

旋转冲压压缩转子试验系统中排气支板的研究

为了对旋转冲压压缩转子试验系统中排气支板进行研究,采用Fluent流体计算软件对不同支板转角以及在支板段加装分流叶片时旋转冲压压缩转子试验系统通流部分进行数值模拟。结果表明:支板转角为30°时,在效率保持不变的情况下,旋转冲压压缩转子压比相比原型提高了1.23%,支板段总压恢复系数提高了5.56%。支板在转角为20°时其进出口的密流最大,流通能力最强。当支板加装1片分流叶片时,旋转冲压压缩转子的压比及效率分别比原型提高了0.18%和2.6%,此时支板段的总压恢复系数比原型提高了5.54%,支板进出口的密流最大,流通能力最强。     

循环抽注水作用下承压含水层砂土的变形特性

为探讨人工回灌和地下水位季节性变化等因素对承压含水层砂土变形特性的影响,利用FlowTracⅡ增量固结试验系统,设计了符合承压含水层砂土应力状态、符合抽注水应力路径的单向压缩试验,研究了循环抽注水作用对砂土变形特性的影响规律及抽注水作用下砂土变形特性的影响因素。试验结果表明:抽水作用(加载)下砂土产生压缩变形,注水作用(卸载)下,砂土变形呈现压缩和回弹两种现象,且砂土孔隙比大(密度小)时易发生注水压缩现象;循环抽注水作用下砂土总体呈现压缩变形特性,随抽注水循环次数的增加和前期固结压力增大,注水作用下砂土变形逐渐由压缩向回弹转化。基于砂土结构演变,构建了以弹性理论和最小势能原理为基础的抽注水作用下砂土变形机理,解释了注水作用过程中砂土变形呈现的回弹与压缩交替波动的试验现象,用试验结果总结了注水强度、前期固结压力、注水速率等因素对砂土变形特性的影响规律,验证了抽注水作用下砂土变形机理的合理性。     

高有机物含量新鲜生活垃圾压缩与渗透相关特性试验研究

为研究垃圾填埋场渐进堆高过程中垃圾的渗透特性及变化规律,考虑垃圾压缩过程中压力、压缩时间、压缩应变及密度变化等因素的影响,采用自主研发的压缩与渗透联合测定试验仪器,在环境土工实验室,对31个试样180组高有机物含量新鲜生活垃圾进行系统的室内试验研究。压缩试验过程采用6级压力(0,25,50,100,200,300 k Pa),每级压力采用6个不同的压缩时间(0,1,2,6,12,24 h);渗透试验过程考虑6个水力梯度。试验结果表明:(1)存在临界水力梯度,只有当水力梯度超过临界水力梯度后,垃圾才会发生渗流。(2)渗透速率与水力梯度的关系可拟合为一条直线,符合达西渗透定律;(3)渗透速率与压力的关系可以拟合为指数函数,拟合系数大于0.93;(4)渗透系数的对数与密度的关系可以拟合为一条直线,拟合系数大于0.98,给出了直线关系表达式;(5)渗透系数的对数与压缩应变的关系也可拟合为一条直线,拟合系数大于0.97,给出了直线方程。试验结果可为垃圾填埋场的渗透性分析提供参考。     

可视化三轴渗流–应力耦合伺服控制试验系统的研制与应用

在原有的可视化三轴压缩伺服控制试验系统中增加顶部和底部的渗流通道,以实现渗流–应力耦合条件下岩石的可视化三轴压缩试验。为验证该试验系统的可靠性和必要性,对砂岩进行不同渗流状态和不同渗透压差条件下的三轴渗流–应力耦合试验。试验结果表明,当岩石两端都存在水压的条件下,其力学性质会进一步弱化,2种渗流极限状态的试验并不能说明所有渗流–应力耦合条件对岩石力学特性的影响。随着轴向应力的增加,表面径向应变场中大应变数据点逐渐聚集至断裂面附近,出现变形局部化现象。因此,开展复杂渗流–应力耦合作用下岩石力学试验能够更好地研究渗流场对岩石的作用机制。     

大理岩三轴压缩试验的颗粒流模拟

进行了大理岩在不同围压下的三轴压缩颗粒流模拟,通过试验对比分析,发现经由颗粒流单轴压缩试验模拟得到的微观参数可以较好地应用到三轴压缩试验模拟中;颗粒流程序可以较好地模拟大理岩在单轴、三轴压缩试验中的强度变形特性,得到的强度参数与试验值差距较小,但弹性模量无法反映实际试验中的变化过程,泊松比存在较大差距。     

结构性黄土应力应变特征分析

利用GDS三轴试验系统开展了饱和黄土等压/偏压固结不排水常规三轴压缩试验研究(应变控制式),获得了一组结构性黄土应力～应变关系曲线。此类曲线反映了饱和黄土应力～应变关系具有"暂稳态"特征,其后发生强烈应变软化。此外又开展了应力控制式三轴压缩试验研究,试验结果表明,应力增量式剪切能够最大程度地反映土体微观结构特征,应力失控的拐点即为土体结构强度。而应变增量控制的传统剪切模式,在应变速率精确控制的同时,削弱了其结构性。因此,研究在外界荷载作用下的黄土的力学性状,建议开展应力控制式三轴压缩试验,以获得更为合理的结果。     

干湿循环作用下预制裂隙炭质页岩力学特性及强度准则研究

为研究干湿循环和裂隙倾角对炭质页岩力学特性的影响,利用MTS815岩石力学试验系统,对不同干湿循环次数(0,5,15和20次)的预制裂隙炭质页岩进行单轴压缩和三轴压缩试验.研究结果表明:炭质页岩的峰值强度、黏聚力及内摩擦角随干湿循环次数的增加逐渐减小,表现出明显的干湿劣化效应,劣化程度表现为:峰值强度＞黏聚力＞内摩擦角...     

风积沙的工程力学性质试验研究

对风积沙的压实特性、压缩特性、强度特性进行了系统的试验研究,得出了各影响因素的变化关系曲线,试验结果表明,风积沙的压实效果受颗粒级配、含水量、荷载大小、振动频率及振幅等因素影响.     

基于ANSYS的O型橡胶密封件防水性能研究

基于大型有限元软件ANSYS,对O型橡胶密封件的压缩过程进行模拟,得到压缩应力与压缩量、接触应力与压缩量的关系:压缩量小于15 mm,压缩应力与压缩量呈线性变化,压缩量大于15 mm,压缩应力随压缩量的增加急剧增长;压缩量为13 mm、15 mm、18 mm时,最大接触应力分别为0.41 MPa、0.49 MPa、0.69 MPa。水密性试验证实有限元模拟得出的结果与实测结果基本符合。根据模拟分析与试验结果,对O型橡胶密封件在防水工程上的应用提出了几点建议。     

土的压缩试验自动化

土的压缩试验自动化是通过采用液压加荷、自动稳压、巡回检测和数字打印记录等先进技术来实现的。本文简要介绍了压力自动控制和自动调节,十联式自动记录仪的工作原理;分析了压力系统的误差和压缩变形量测试精度;提出了仪器的改进措施。