灌浆节理的剪切特性和剪切蠕变特性试验

通过剪切试验和剪切蠕变试验,研究了灌注水泥浆的硬性节理面的剪切特性和剪切蠕变特性.首先,利用大理岩制作了张拉型节理面,灌注水泥浆液,形成灌浆节理面;然后,利用三轴室进行直剪破坏试验,得到了灌浆节理面的变形特性和剪切破坏特性;第三,进行了灌浆节理的剪切蠕变破坏试验,得到了灌浆节理面剪切蠕变破坏特性和蠕变变形特性;最后,对直剪试验和剪切蠕变破坏试验结果进行了分析.所得结果加深了对灌浆节理面剪切破坏及变形特性的认识,为进一步研究灌浆节理面的抗剪强度与蠕变模型,提供了前提基础.     

节理试件峰后剪切变形特性研究

在岩体节理面剪切变形过程中,节理面强度应力发生弱化现象是比较常见的。通过人工浇注混凝土节理试样直接剪切试验结果,分析了节理峰值后弱化变形特性的原因。对峰值应力和残余应力进行相关拟合,得出其节理面弱化后的残余强度值基本符合Mohr-Coulomb准则。探讨采用非线性关系曲线函数来表达节理面剪切位移弱化阶段曲线过程,得出了应力软化阶段界面计算表达式,将预测结果与直剪试验结果对比初步验证了模型的拟合能力。并进一步分析峰后弱化剪胀变形机制现象的原因以及和节理面法向变形的内在演化规律,试验结果表明剪胀角随节理面切向变形的增加而逐渐减小。     

黏土–水泥土接触面剪切特性试验研究

黏土–水泥土接触面的剪切特性及土体运移规律是研究水泥土桩、墙等结构物承载和变形机理的关键。对黏土与不同粗糙度水泥土接触面的力学特性进行直剪试验研究,探讨黏土–水泥土接触面抗剪强度、破坏规律及变形特性。结果表明:黏土–水泥土接触面的剪切破坏强度服从摩尔–库伦强度准则,接触面摩擦角随粗糙度的增加而增大,但增长速率逐渐减缓,而接触面黏聚力与黏土黏聚力大小相当;黏土–水泥土接触面的法向应变–剪切位移曲线整体表现为剪缩型,且剪缩量随法向应力和粗糙度的增加而增大。归一化的接触面强度有效系数Es随粗糙度的增加而增大,且当粗糙度R超过1.0 mm后,Es大于1.0,说明由于"被动阻力"的存在使得黏土–水泥土接触面的抗剪强度得到提升,从而出现大于黏土自身抗剪强度的情况。不同法向应力下,各接触面的剪应力–剪切位移关系曲线均服从指数分布,据此建立了描述接触面粗糙度、剪应力、剪切位移、法向应力、摩擦角和黏聚力关系的复合指数模型,该模型对接触面剪应力–剪切位移关系曲线具有良好的拟合效果。此外,随剪切过程的持续进行,剪切破坏区逐步由剪切前方扩展至剪切后方。研究结果对揭示黏土–水泥土接触面的力学特性及水泥土桩、墙等的设计具有参考和指导意义。     

月壤静力学特性的离散元模拟

以典型月壤的物理力学性质为参照标准,采用颗粒流程序PFC3D对月壤静力学特性进行了离散元模拟研究。通过离散元模拟三轴试验反复调整颗粒细观参数,建立了月壤离散元接触力学模型;描述了月面探测车辆行驶下的月壤承压特性模型与剪切特性模型;从月面探测车辆的行驶观点出发,模拟压板试验,得出了载荷-沉降关系;通过模拟履带板试验得出了剪切应力-位移关系。最后,计算出了月壤的变形模量K为1635 kN/mn+2、变形指数n为1.22,剪切变形模量k为1.35 cm。结果表明,模拟试验值与模型预测趋势一致。     

月壤静力学特性的离散元模拟

以典型月壤的物理力学性质为参照标准,采用颗粒流程序PFC3D对月壤静力学特性进行了离散元模拟研究。通过离散元模拟三轴试验反复调整颗粒细观参数,建立了月壤离散元接触力学模型;描述了月面探测车辆行驶下的月壤承压特性模型与剪切特性模型;从月面探测车辆的行驶观点出发,模拟压板试验,得出了载荷-沉降关系;通过模拟履带板试验得出了剪切应力-位移关系。最后,计算出了月壤的变形模量K为1635kN／m^n＋2、变形指数n为1．22,剪切变形模量k为1．35cm。结果表明,模拟试验值与模型预测趋势一致。     

土-结构接触面剪切力学特性及其影响因素试验

利用DRS-1型超高压直残剪试验系统,研究了不同试验条件下土-结构接触面的剪切力学特性,采用归一化方法获得了剪切强度和剪切位移之间的相关关系.结果表明:当法向应力σ3MPa时,剪切应力-位移曲线呈应变软化型;当σ=3～5MPa时,基本呈线性强化型;而当σ≥8MPa时,基本呈应变硬化特性;结构面粗糙度影响接触面的本构关系及剪切强度,在同一法向应力条件下,剪切强度随粗糙度的增加而增大,但随着法向应力的增加,其影响程度逐渐降低;一定范围内剪切速率(v=0.02～1.2mm/min)的改变对本构关系及剪切强度基本无影响;对于颗粒细小的硅粉-结构接触面,剪切应力-位移曲线基本不受粗糙度及法向应力等影响,基本呈现出理想的弹塑性特征,但剪切强度随着法向应力的增加而增大.     

黏土-水泥土接触面剪切特性试验研究

掌握黏土–水泥土接触面的剪切特性及土体运移规律是研究水泥土桩、墙等结构物承载和变形机理的关键。本文基于系列直剪试验研究黏土与不同粗糙度水泥土接触面的力学特性,以探究黏土–水泥土接触面抗剪强度、破坏规律及变形特性。结果表明：黏土–水泥土接触面的剪切破坏强度服从摩尔–库伦强度准则,接触面摩擦角随粗糙度的增加而增大,但增长速率逐渐减缓,而接触面粘聚力与黏土粘聚力大小相当;黏土–水泥土接触面的法向应变与剪切位移曲线整体表现为剪缩型,且剪缩量随法向应力和粗糙度的增加而增大。归一化的接触面强度有效系数Es随粗糙度的增加而增大,且当粗糙度R超过1.0 mm后,Es大于1.0,说明由于“被动阻力”的存在使得黏土–水泥土接触面的抗剪强度得到提升,从而出现大于黏土自身抗剪强度的情况。不同法向应力作用下,各接触面剪应力–剪切位移关系曲线均服从指数分布,据此建立了描述接触面粗糙度、剪应力、剪切位移、法向应力、摩擦角和粘聚力关系的复合指数模型,该模型对接触面剪应力–剪切位移关系曲线具有良好的拟合效果。此外,随着剪切过程的持续进行,剪切破坏区逐步由剪切前方扩展至剪切后方。研究结果对揭示黏土–水泥土接触面的力学特性及水泥土桩、墙等的设计具有参考和指导意义。     

基于次加载面摩擦模型的接触面剪切特性研究

为了反映土与结构接触面的应变软化特性以及剪切速率对土与结构接触面力学特性的影响,基于ABAQUS软件提供的FRIC子程序,采用显式积分算法,对能够表现接触面上应变软化的次加载面摩擦模型进行二次开发. 利用该模型模拟土与结构接触面的直剪试验,研究直剪试验过程中次加载面摩擦模型接触面上的应力演变过程. 研究结果表明,利用次加载面摩擦本构模型,能够较好地模拟土-结构接触面直剪试验中的应变软化和密实状态的类砂土残余切应力随剪切速率的增大而下降的现象. 在剪切位移的发展过程中,次加载面摩擦模型接触面上的切应力先增加后减小,接触面远离加载端一侧到另一侧的应力发挥水平先后达到最大值. 该研究表明,次加载面摩擦模型可以用于土与结构接触面的应变软化特性和速率相关性的模拟.     

岩石节理多层结构模型研究

为了研究节理细观形态对其宏观力学性状的影响,据岩石节理分形特点,将节理面分解为不同层次细观结构面,节理破坏拟为粗糙度分层渐进破坏的过程,基于Plesha本构建立了岩石节理多层结构模型.模型将粗糙度定义为等效起伏角,力学响应发生在最底层（基本面）,结构面受力性状由下层结构面平均化得到,基本面破坏后,其上层结构面转化为基本面.模型考虑了弹性变形、滑动变形、磨损、剪断、压碎、分离等作用机理,能模拟剪胀、应变软化等现象,能考虑单调及循环剪切效应.采用ABAQUS的用户子程序UEL进行了模型验证与参数分析.计算表明：峰值剪切应力随着结构层次的增加而增大;在结构层次不变时,等效峰值摩擦系数随法向应力的增大而减小;剪切应力终值由基本摩擦角控制;剪应力 位移曲线形态取决于粗糙度结构特性;模型中刚度系数对剪切性状影响很小.     

大棚水果黄瓜需水量试验研究

为了检验E601蒸发皿法和质量法的适用性及基于环境参数的大棚水果黄瓜的需水量模型,通过田间试验采用时域反射仪(TDR)法、E601蒸发皿法和质量法3种不同的方式测定大棚水果黄瓜需水量,并且同步监测大棚内外的环境参数.对比时域反射仪(TDR)法、E601蒸发皿法和质量法测定的大棚水果黄瓜需水量,以TDR值为准进行精度分析,E601法的中误差为0.91 mm,质量法的中误差为0.94 mm;分析TDR值与同步监测的大棚内温度值的相关性,建立室温需水量模型和地温需水量模型,其中误差分别为0.35 mm、0.71 mm.研究成果对大棚水果黄瓜需水量计算以及灌溉管理和灌溉系统设计有一定的参考作用.     

时域反射电缆测长中的波速特性

行波波速是决定时域反射电缆测长系统测量精度的关键.为了减小波速的影响,研究了时域反射电缆测长中的波速特性,分析了行波传播速度和介电常数的频率特性,研究了电缆的材料特性和环境温度对电缆中行波传播速度的影响,总结了确定波速的依据.实验测量了行波信号在不同温度下的波速,给出了行波在PVC绝缘电缆中传播速度的温度补偿系数.实验...     

基于FDTD/MoM方法的同轴电缆孔缝辐射效应研究

利用时域有限差分法(FDTD,finite difference time domain)和矩量法(MoM,method of moment)等方法对同轴电缆的孔缝电磁辐射建模,研究了同轴电缆在传输数字信号时的孔缝电磁辐射规律和引起的信息泄漏现象;通过对同轴电缆孔缝电磁辐射的远场信息截获和复现的仿真研究表明,可以实现对计算机信息泄漏的远距离截获,并复现其原始文字信息.     

钢筋水泥净浆同轴构件弯剪破坏过程的电磁特性初探

混凝土的损伤演化是其内部裂缝产生和扩展的过程,伴随损伤程度的发展,混凝土的电磁特性会产生相应变化。为探究钢筋混凝土构件损伤破坏过程中的力-电行为之间的关系和电磁波在其中的传播特性,借鉴同轴电缆结构,以中间和外部的钢筋为内、外导体,将介质相对较为均匀的水泥净浆作为电介质,设计了智能同轴钢筋水泥净浆构件（reinforced cement paste coaxial component,RCPCC）。根据电磁学的基本原理,对RCPCC构件进行了有限元分析,建立了反映RCPCC结构特点的损伤元件的等效电路简化模型及相应的电参数表达式,并据此分析了损伤程度对构件交流电路参数（串联阻抗值、串联电容和相角值）的影响。基于此,设计了RCPCC的弯剪破坏试验,利用LCR测量仪测量构件的交流电路参数随弯剪破坏过程的变化情况,同时用频谱分析仪记录了基波峰值在破坏时的变化情况。结果表明：RCPCC构件的弯剪破坏过程可划分为3个阶段,对应每个阶段的电磁特性参数变化速率不同,损伤演化的速率与所测得构件相关电参数变化速率一致;在破坏过程中力学和电学行为存在本征的必然联系,裂缝损伤发展会使串联阻抗值增大,串联电容和相角值减小;构件内部裂缝的发展会减小对电磁波传播的阻碍,引起基波峰值增大,基波峰值可表征构件的破坏程度。试验结果所呈现的规律与理论模型分析结果具有很好的一致性,验证了模型的可靠性。     

电缆转移阻抗测量方法及实践

转移阻抗是衡量外部电磁场能量透过电缆屏蔽层的特征参数.介绍了测量转移阻抗的三同轴方法,探索了并联铜带分流和扁钢分流的测量方法,得出了利用分流物可以增强电缆屏蔽效能的结论.     

航天器屏蔽电缆电磁辐射的分析与测试

为了减小屏蔽电缆对航天器的影响,提出了基于传输阻抗和屏蔽层共模信号的电磁辐射分析方法.采用Kley模型分析内导体与屏蔽层之间的传输阻抗,将共模信号进行电流元分解;采用赫兹偶极子等效模型分析电缆的电场辐射.用辐射法测试屏蔽电缆的电磁辐射,以实现在常规电磁兼容性实验室开展测试的目标.仿真分析和实验结果证明,该方法可对屏蔽电缆的电磁辐射进行有效地分析和测试,可应用于航天器电缆的电磁兼容性分析和测试.     

等离子体对电磁波反射与吸收的统计分析

为降低反射电磁波能量和雷达的目标有效截面,用统计分析方法研究了雷达波在均匀非磁化等离子体中传播时所发生的反射、吸收与衰减;模拟了在厚度为10cm、密度在1016～1019m 3、碰撞频率在0.1～10GHz范围内的均匀等离子体中,电磁波频率在1～20GHz、服从均匀和正态2种分布情况时的反射、吸收与衰减.结果表明：对于不同电磁波频率概率分布,等离子体频率和碰撞频率对电磁波反射、吸收与衰减的影响本质相同,只是定量的差别;当电磁波频率服从不同分布时,反射系数、吸收系数与衰减量的分布不同.     

泄漏同轴电缆在周界报警装置中的应用

利用泄漏同轴电缆的特性设计了一种可以对指定区域进行监视的装置，它适用于对大范围或地形复杂的区域进行周界防范.该种周界报警装置是将感应电缆埋地安装，利用其电磁场形成一堵无形的围墙，随时警戒区域的周界变化.采用泄漏同轴电缆作为感应器件，分析、设计了一种应用泄漏同轴电缆的周界报警装置.介绍了泄漏同轴电缆的工作原理；利用场论公式推导和计算了电缆参数；搭建了报警装置的实验电路，当有人通过泄漏同轴电缆时可以检测到信号的变化.同时，验证了泄漏同轴电缆应用于周界防越报警的可行性.     

电磁波在等离子体同轴波导中的传播特性研究

本文研究了电磁波在均匀非磁化等离子体填充的同轴线波导中的传播特性,主要考虑衰减常数与等离子体同轴波导各参数的关系。应用博格尼斯位函数法并结合等离子体特性得到了电磁波传播过程中的衰减常数与相位常数。并对几种特殊情况进行数值分析,计算出衰减常数随等离子体波导各参量的变化曲线。     

低应变检测中振源及桩土相互作用的影响分析

敲击-回波法是基桩完整性检测的有效方法,基于一维应力波理论,可以根据桩顶反射波质点振动速度响应曲线（包括走时、幅值及相位）来确定桩体波阻抗变化范围及程度。然而,在实际中,桩是柱体而非杆件,截面变形不均匀。通过点源激发的波分量及在桩顶侧面的反射波,分析了桩顶近场三维波动现象,并基于圆柱中纵向波对远场波进行分析。结果表明,在测点位置及激振频率满足一定的要求时,三维波动特性及纵向波频散特性可以削弱,桩的动测信号可近似用一维应力波理论来分析。在桩土相互作用下,桩体中应力波随传播衰减,分析了桩土剪切波速差异对应力波衰减影响规律,结果表明,应力波衰减不仅与桩土剪切波速比值有关,而且还与桩土剪切波速绝对值有关,桩体剪切波速越低、土体剪切波速越高,应力波衰减越快。     

时域反射电缆测长测量精度影响因素分析

从时域反射电缆测长的测量原理出发,研究了时域反射电缆测长的系统误差,研究了测量次数、计数脉冲频率、行波波速对测量精度的影响,提出了减小时域反射电缆测长误差的方法.仿真结果和实验证明,在波速误差较小时,采用传统直接计数法对电缆长度进行多次测量,可以达到较高的电缆测长精度.