田坪特大桥桩基础混凝土力学特性的数值模拟研究

桥梁桩基础混凝土的承载能力是桥梁安全运营的关键。文章以田坪特大桥为工程背景,利用颗粒流数值模拟方法对该桥的桩基混凝土进行双轴压缩数值模拟研究,并通过裂隙体积应变法计算了不同加载速率下混凝土力学特性。结果表明:加载速率对混凝土的力学特性影响显著。随着加载速率的逐渐增大,混凝土的峰值强度、弹性模量均呈逐渐增大趋势,而泊松比则随加载速率逐渐减小,且加载速率对混凝土峰值强度影响更为显著;随着加载速率的逐渐增大,混凝土的起裂应力和扩容应力均呈逐渐递增趋势,起裂水平和扩容水平同样逐渐递增,但二者变化幅度较小,加载速率对混凝土起裂水平的影响更为明显。研究结论可为类似工程提供可靠的技术依据。     

基于颗粒流方法的隧道围岩力学特性数值模拟研究

针对加载机制作用下深部岩石的力学特性,本文利用二维颗粒流数值模拟(PFC2D)方法,对阜新海棠山隧道围岩(砂岩)进行了不同加载速率下单轴压缩试验、巴西劈裂试验以及不同围压下的双轴压缩试验,分析了不同实验条件下砂岩的力学响应特征,研究结果表明:同一围压下,随着加载速率的逐渐增大,砂岩的单轴抗压强度、抗拉强度均呈逐渐递增趋...     

高层建筑深基础周围岩体在不同加载速率的细观特性研究

为研究高层建筑深基础周围岩体在加载机制下的细观力学特性,文章以辽宁某在建房建项目为工程背景,采用颗粒流数值模拟方法对该深基础围岩(砂岩)在不同加载速率下进行单轴压缩试验研究。结果表明:随着加载速率的逐渐增大,砂岩的单轴抗压强度、弹性模量、峰值径向应变和轴向应变均呈逐渐增大的趋势;相同加载速率下,试样表现出显著的拉伸破坏模式。随着加载速率的逐渐增大,砂岩破坏时随产生的裂隙数呈逐渐减小变化趋势,加载速率由0.5 mm/s增大至2.5 mm/s,拉伸裂隙减幅为9.65%,剪切裂隙减幅为17.05%,表明加载速率对剪切裂隙的影响更加显著。     

大坝混凝土动态弯拉声发射特性试验

为了研究大坝混凝土在不同加载速率下的弯拉声发射特性,并进一步理解不同加载速率下混凝土的损伤发展过程,在MTS试验机上以四种不同的加载速率进行了无开口湿筛混凝土梁的三弯点试验。结果表明,随着加载速率的提高,声发射撞击累计数减少,而撞击率峰值增加,低振幅（35-40 dB）的声发射信号所占比例有所增加,声发射振铃数、信号能量和持续时间的平均值都有提高的趋势;在低加载速率时,混凝土在破坏过程中产生较少数的微裂缝,其破坏机制受少数主要裂缝（跨中位置）控制,而在高加载速率时,微裂缝分布在较宽的范围之内。     

高静应力卸载过程中频繁动力扰动作用下岩石的动力学特性

利用改进的岩石动静组合加载SHPB试验系统,开展矽卡岩在不同静力轴压水平上以不同卸载速率的卸载过程中受频繁动力扰动作用的动力学试验,研究矽卡岩在高静应力卸载过程中受频繁动力扰动作用下的动力学特性,重点讨论静力轴压大小和卸载速率对岩石受频繁动力扰动时的动力学特性的影响。结果表明:当卸载轴压一定时,累计扰动冲击次数与卸载速率成线性正相关关系;而当卸载速率一定时,累计扰动冲击次数与轴压成线性负相关关系;随着轴压卸载速率的增大,当卸载轴压较小时,动态变形模量先增大后减小;而当轴压较大时,动态变形模量持续减小;岩石动态峰值应力与动力扰动次数呈二次函数关系,但随卸载速率的增加,动态峰值应力与扰动冲击次数关系逐渐过度为线性负相关关系;最大动态应变与扰动冲击次数呈正相关关系。     

高温下混凝土动态力学特性试验

基于自行研制的适用于100 mm分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置的高温试验设备,采用相应高温试验技术在100 mm SHPB装置上对混凝土分别在常温、200、400、600、800和1000℃下的动态力学特性进行了试验研究。结果表明:高温下混凝土的动态应力应变曲线体现出温度效应和应变率效应,随温度和应变率增大,曲线逐渐表现出塑性特性;高温下混凝土的动态抗压强度随温度升高或平均应变率增长先提高后降低;高温下混凝土的动态峰值应变随温度升高或平均应变率增大而不断提高,动态峰值应变与平均应变率之间存在近似线性增长关系;高温下的动态峰值应变大于常温下,相对增幅随温度升高或应变率增大而不断提高。     

诱导卸荷对岩石力学性质弱化的影响(英文)

研究在诱导卸荷作用下如钻孔、爆破、切缝和注水软化岩石的力学性能弱化规律。设计常规三轴加载、峰前和峰后卸载三种试验方案。试验结果表明:加载条件下的岩石破坏主要是由压缩变形所致,而卸荷条件下沿卸荷方向的岩石破坏为强烈的扩容所致。只要存在卸荷作用,岩石在较小的轴向应力下便可以发生破坏,甚至是强烈的脆性破坏。同时,卸荷过程中岩石泊松比随围压的降低逐渐增大。弹性模量随围压的减小先缓慢增加,在达到屈服强度后迅速降低。试验证明卸荷作用下岩石的强度弱化速率更快。     

激光冲击参数对7050铝合金残余应力场的影响

采用仿真与试验结合的方法,研究了激光冲击参数(光斑直径、激光特性以及峰值压力)对7050合金残余应力场形成机制的影响。结果表明:平顶光加载ø2、ø3和ø4 mm光斑时,最优峰值压力为1500 MPa;高斯光加载时,ø2 mm光斑峰值压力优解为1500 MPa,ø3 mm光斑峰值压力优解为2000 MPa,ø4 mm光斑峰值压力优解为3000 MPa;当峰值压力为1500 MPa时,平顶光冲击后所得最大残余压应力较高斯光增加约10%;当峰值压力大于2000 MPa时,平顶光冲击后的最大残余压应力值受表面汇聚波影响数值较高斯光小。平顶光冲击时,峰值压力实际优解与理论优解保持一致,为1500 MPa;高斯光冲击时,峰值压力实际优解随光斑直径的增加逐渐增加;峰值压力超过2000 MPa后,残余压应力不再有显著增加,且残余应力洞等应力缺陷更容易出现。     

基于PFC3D的路基土细观特征数值模拟研究

为研究围压作用对路基土细观特征的影响,本文以辽宁某在建高速公路为工程背景,采用颗粒流软件PFC^3D对该公路路基土进行不同围压下的三轴压缩数值模拟试验,分析试样内部裂隙及颗粒间接触力随围压的分布规律。结果表明:在宏观上,随着围压的增大,峰后曲线逐渐由应变软化向应变硬化过渡;在细观上,随着围压的逐渐增大,试样内部裂隙逐渐增多,且拉伸裂隙明显多于剪切裂隙;颗粒间法向接触力和切向接触力均随围压逐渐增大,土样的各向异性在围压的作用下逐渐增强。     

循环点荷载作用下红砂岩的力学性能

利用MTS Landmark伺服加载试验对砂岩开展循环点荷载试验并对其力学特性进行研究。试验包含恒幅循环加载和荷载逐渐增加的多级循环加载两种方式,其加载频率和下限荷载比的变化范围分别为0.1~5 Hz和0~0.60。分析加载频率和下限荷载比对红砂岩疲劳寿命和滞回特性的影响。结果显示：红砂岩疲劳寿命随加载频率和下限荷载比的增加呈现先减后增的变化规律;在相同循环次数下,滞回环间距随加载频率的增大和下限荷载比的减小而不断增加。同时,红砂岩在循环点荷载作用下仍存在“锻炼”和“记忆”效应。     

寒区隧道围岩冻融损伤试验研究

针对寒区隧道围岩冻融损伤问题,文章以辽宁某在建隧道为工程背景,采用核磁共振和声波检测技术对不同冻融循环次数后的隧道围岩(砂岩)进行检测试验,同时对检测后的试样还进行了单轴加载试验,分析了冻融作用对隧道围岩加载前后的损伤劣化机制.结果表明:随着冻融循环次数的逐渐增加,试样的T2谱总面积逐渐增大,核磁共振T2谱信号逐渐增强...     

EXPERMENTAL STUDY ON TRANSFORMATION RATCHETING OF SUPERELASTIC NITI ALLOY

超弹性NiTi合金在应力控制循环载荷下会产生峰值应变和谷值应变的循环 累积-相变棘轮行为. 室温实验表明, 峰值应变和谷值应变的演化规 律与加载应力水平和加载波形密切相关; 同时, 在循环加载过程中, 随着 循环周次的增加, 奥氏体名义弹性模量减小, 马氏体名义弹性模量增大, 奥 氏体向马氏体转变的名义开始应力下降, 耗散能降低, 并在一定的循环次数 下趋于一个稳定值. 研究得到了一些有助于后续建立超弹性循环本构模型 的结论.     

泡沫钛制备及力学性能评价研究

利用占位体烧结法在不同的占位体粒径、体积分数以及不同的烧结温度、时间条件下制备出泡沫钛。采用光学金相、扫描电镜等对泡沫钛的孔隙结构进行分析;通过室温压缩实验对泡沫钛的力学性能进行评价。结果表明,泡沫钛孔隙横截面呈圆形,纵截面呈椭圆形,其孔隙率与占位体体积分数的差值随占位体粒径、体积分数的增加、烧结温度的升高、时间的延长呈升高的变化趋势。同时,烧结温度越高,所制备的泡沫钛孔壁越致密。与传统的泡沫材料不同,泡沫钛应力-应变关系曲线并没有出现明显的应力平台,抗压缩强度和弹性模量随孔隙率的增加呈下降的变化趋势,当孔隙率为67.6%时,抗压缩强度和弹性模量分别达到14.4 MPa和1.17 GPa。抗压缩强度随孔径的增大呈先升高再降低的变化趋势,而弹性模量随孔径的增加基本不变,当孔径达到1.15～1.53 mm时,其抗压缩强度和弹性模量分别达到48.9 MPa和1.72 GPa。