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1.
《Soils and Foundations》2022,62(3):101151
A laboratory study was carried out to compare the behaviour of loose tailings under simple shear loading using a torsional shear hollow cylinder device (TSHC) and a direct simple shear (DSS) device, with a focus on shear strength at high strains. This work was carried out on tailings for which the critical state line (CSL) had already been defined, to enable the results to be examined in a critical state framework. The testing indicated that the shear strengths measured at high strains by the DSS apparatus were significantly higher than those measured by the TSHC under undrained simple shear loading conditions. The likely more uniform and ideal simple shear conditions developing within the TSHC, along with the better agreement of results obtained using this equipment with the expected behaviour based on the test initial states and tailings’ CSL suggest that for loose specimens the DSS may overestimate shear strength at high strains. This observation was confirmed by comparing the results of this study with other published data where both CSL and DSS test results were available. The important implications of this observation for the design and analysis of tailings storage facilities (TSFs) in the context of laboratory measurement of liquefied strengths are outlined.  相似文献   
2.
《Soils and Foundations》2022,62(5):101220
In numerous real-life civil engineering practices, including multi-stage embankment construction and foundation pit excavation, the direction of the major principal stress σ1 becomes rotated. In these cases, the granite residual soil may be subjected to inclined consolidation (IC) with σ1 being inclined, because of the relatively high permeability as a result of the fissures formed during weathering. While the effect of the σ1 direction during the shear on the strength of granite residual soil (inherent strength anisotropy) has been primarily established, little is known about how the soil strength is affected by the direction of σ1 during consolidation. This paper presents the effects of IC on the shear strength properties of natural granite residual soil through undrained hollow cylinder torsional shear tests. The effect of the soil structure is also considered by testing remolded soil specimens. The results reveal that while IC changes neither the shape of stress–strain curve nor the specimen features at failure, it leads to an increased ultimate shear strength in terms of both the undrained strength and stress ratio, with the remolded soil being more affected. The presented data provide new insights into the understanding of residual soil strength behaviors.  相似文献   
3.
Some of the main applications of geosynthetics include use as a hydraulic barrier in sanitary landfills, as a reinforcement element and in pavement engineering. In most cases, these materials are subject to the overlapping effects of tensile strength and puncture. This paper presents a review of indirect methods for calculation of stress and strain averages by means of the California Bearing Ratio (CBR) puncture strength test. In addition, a new calculation method is proposed based on the Kirchhoff plate theory, which interprets the behavior of thin circular plates subjected to a uniform normal loading. This new method enables analysis of the stress-strain in each stretch of the geosynthetic. The methodology is applied to four woven geotextiles of different weights. The results of the new calculation method yielded a better stress-strain correlation with direct tensile strength tests, presenting the smallest relative errors compared to the other indirect calculations reviewed. With the aid of a disk and pins, vertical displacement values at different points in the geotextiles were measured and showed good agreement with analytical predictions. Therefore, the static puncture test combined with the new proposed calculation method is a good alternative for determining the stress-strain parameters of geotextile.  相似文献   
4.
为研究高强钢外伸端板加劲螺栓连接节点的抗震性能和设计方法,基于EC3规范组件法和同步塑性设计理念,设计了3种不同屈服机制的Q690高强钢外伸端板加劲螺栓连接节点,通过循环加载试验研究了节点的破坏模式、刚度和承载力、耗能能力以及应变分布规律等,进一步验证了节点能力设计计算模型的有效性。研究结果表明:高强钢外伸端板加劲螺栓连接超强节点的能量耗散区主要集中在梁翼缘削弱区域,等强节点的能量耗散区主要分布于端板连接处以及梁翼缘削弱区域,两种节点均属于延性破坏模式;欠强节点仅依靠端板与梁翼缘间的焊缝裂纹不断扩展和闭合以及有限的端板塑性变形耗散地震能量,属于脆性破坏模式;高强钢外伸端板加劲连接节点的破坏模式、屈服机制以及耗能能力等均与节点的能力设计参数密切相关,基于EC3规范组件法的高强钢外伸端板加劲连接节点能力设计计算模型,可较准确地预测节点的破坏模式,但能力设计参数的合理取值有待继续研究。  相似文献   
5.
对国产12.9级高强度螺栓的工程力学性能进行全面测定,为其在建筑结构中的设计和应用以及相关标准的制定和修改提供试验依据。分别通过紧固试验、抗拉试验和剪切试验对不同品牌(A、B、C)和规格(M16、M20和M24)的各72套12.9级高强度螺栓连接副的扭矩系数、抗拉强度和剪切强度进行测定;通过抗滑移试验对72个由B品牌M20螺栓连接的、各采用3种方式处理(喷砂、抛丸和钢丝除锈)的Q235B、Q355B、Q420B连接板表面的连接接头的抗滑移系数进行测定;对5个A品牌M20螺栓制成的材性试样进行拉伸试验获得应力-应变曲线。对试验数据进行正态分布检验并根据统计结果给出12.9级高强度螺栓的扭矩系数、抗拉强度和剪切强度的设计参考值,将抗滑移系数和相关规范中给出的相应值(规范值)进行比较并分析测值较低的原因,建立螺栓材料的非线性和多折线应力-应变本构模型并验证模型精度。研究结果表明:国产12.9级高强度螺栓的扭矩系数和抗拉强度均符合性能标准,剪切强度和抗拉强度设计建议值的比值(0.49)高于二者规范值的比值(0.3);抗滑移系数低于规范值的结果有待进一步研究,原因是接触面的粗糙度不足;非线性模型和多折线模型均能较好地拟合12.9级高强度螺栓材料的单向拉伸应力-应变曲线。  相似文献   
6.
A new model for the high cycle notch fatigue strength prediction of tool steels subjected to axial loading is proposed, based on previous literatures studies and experimental tests carried out on six different tool steels, including rotating bending fatigue tests on notched specimens, fractographic analyses, hardness, residual stress, and roughness measurements. The novelty is the assumption that surface defects are the main cause of notch fatigue failures of such steels. A probabilistic approach was implemented by modeling size distributions of defects, resulting in the prediction of normal distributions of fatigue strength. Like to other previous models, the effect of steel hardness, surface residual stress, notch severity, and specimen size was also taken into account. Model calibration and validation were performed using the data collected by the experimental activity. Model behavior was investigated by performing a sensitivity analysis, aiming to verify the response to variations of the considered input variables. Prediction errors of only 1.3% (on average) and 3.1% (maximum) resulted from the comparison between model-predicted and experimental notch fatigue strength.  相似文献   
7.
韩荣  刘洪喜  尉文超  王毛球  时捷 《钢铁》2022,57(2):127-138
 使用温成形替代热成形可以避免热成形过程中表面氧化等问题,但热成形常用22MnB5钢在高温回火后出现明显的软化现象。而通过向钢中添加Ti、V、Mo等微合金元素可以在钢中形成细小的析出相以及细化晶粒,起到提高强度的作用,从而可以解决该问题。因此,通过在22MnB5钢中添加Ti、V、Mo微合金元素,利用OM(光学显微镜)、FE-SEM(场发射扫描电子显微镜)、EBSD(电子背散射衍射)、TEM(透射电子显微镜)、XRD(X射线衍射分析)、EDS(能谱仪)及物理化学相分析法等,研究试验钢中析出相特征及其强化作用。试验结果表明,22MnB5钢与Ti-V-Mo微合金钢淬火后的显微组织均为典型的板条马氏体,而两者的析出相除渗碳体外,Ti-V-Mo微合金试验钢中还析出了TiC以及少量的(V,Mo)C,经试验测量,抗拉强度比22MnB5钢提高90 MPa以上。600 ℃回火1 h后,Ti-V-Mo微合金试验钢中析出大量尺寸为20 nm以下的纳米级MC(M=Ti+V+Mo)型析出相,使得马氏体钢有效晶粒尺寸细化到约1.3 μm。通过理论分析发现,其析出强化作用可达500 MPa以上,同时,由于(Ti,V,Mo)C析出相钉扎晶界使得晶粒细化而产生的细晶强化效果为70 MPa以上,在析出强化和细晶强化综合作用下,Ti-V-Mo微合金试验钢比22MnB5钢的强度提高600 MPa以上。因此,根据本研究的结果,Ti-V-Mo微合金试验钢在一定程度上改善了钢板材料在中温成形时出现的软化现象。  相似文献   
8.
 为实现多固废协同利用、降低充填成本,在矿渣基全粒级细尾砂胶结充填料基础上,以流动性和抗压强度为表征,利用热闷钢渣磁选尾渣(钢尾渣)替代部分矿渣作为胶凝材料,脱硫灰和水泥熟料替代部分专用添加剂作为外加剂,采用正交试验探寻掺量规律,优化固体填充料配比,开发钢尾渣-矿渣基软性矿山充填料,并研究了外加剂与胶材比、灰砂比等因素的影响。对比分析了矿渣基准组、钢尾渣-矿渣基准组(B1)、强度最优外加剂组分钢尾渣-矿渣组(B7)等3组充填料的微观形貌及XRD图谱以探究其水化机理。结果表明,钢尾渣替代矿渣量增加、外加剂与胶材比减小,充填料浆流动性改善,但充填体抗压强度下降。强度正交试验结果表明,钢尾渣掺量大小决定强度低高,脱硫灰掺量宜高于水泥熟料。进一步调整外加剂组分配比,在灰砂比为1∶6、钢尾渣替代矿渣为20%条件下,找出B7组外加剂组分为脱硫灰、水泥熟料分别替代30%、20%专用添加剂,B7组料浆扩展度为143 mm,充填体形貌为富铁绿泥石胶结假方体钙硅灰石,28 d抗压强度达2.13 MPa,较基准组低0.19 MPa,较B1提高0.26 MPa。该替代方案满足现场充填C2级强度的要求,改善流动性并显著降低了充填成本。优化的外加剂组分配比在灰砂比为1∶4条件下同样具有强度优化作用,但较灰砂比为1∶6条件下低。  相似文献   
9.
高强度不锈钢因其优异的综合性能及成熟的生产工艺,已成为航空、航天、海洋、石化工程等高端制造业领域的重要材料。系统回溯高强度不锈钢的发展及应用历程,总结此类钢的强韧化机理及最新研究进展,并详细梳理了影响该钢的氢陷阱行为及氢脆抗力的主要因素。结合现有研究成果,提出了采用多种类纳米级第二相颗粒复合析出强化突破高强度不锈钢强韧性匹配极限的思路;通过调控钢中析出相及逆转变奥氏体的交互析出行为,提高后者的机械、化学稳定性,使其作为钢中裂纹及可扩散氢的双重“陷阱”,从而提高钢的裂纹及氢脆抗力。最后指出未来新型高强度不锈钢的研发须重点关注以材料基因算法、人工神经网络、机器学习为代表的“人工智能化”合金设计理念。  相似文献   
10.
目的 研究不同时效时间对Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金强度的影响,以及室温和?40 ℃这2种温度环境对该合金疲劳行为的影响。方法 在不同时效时间下对Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金进行热处理,并采用透射电镜观察其显微结构以解释不同时效时间下强度变化的原因。在不同外加总应变幅的条件下,对T6态该合金进行低周疲劳实验,对比研究Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金在不同温度环境下的低周疲劳行为。结果 随着时效时间的延长,不同温度环境下Al–7Zn–2.5Mg–2.0Cu–0.1Zr–0.2Sc合金的屈服强度和抗拉强度都先升高后降低,?40 ℃环境下的屈服强度和抗拉强度均高于室温环境下的。在低应变幅时,合金的循环应力响应行为特征总体呈稳定趋势,在高应变幅时,合金的循环应力响应行为先表现为循环稳定特征,后表现为循环硬化特征。同一应变幅下,?40 ℃环境下合金的循环应力幅值高于室温环境下的,而合金的低周疲劳寿命则随着温度的降低而下降。此外,在室温和?40 ℃低周疲劳加载条件下,疲劳变形机制为平面滑移机制。当应变幅为0.4%和0.6%时,合金疲劳变形区位错组态为位错阵列,当应变幅为1.0%时,合金位错组态为位错网格。  相似文献   
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