改良黄土强度特性与工程处置试验研究

本文针对山西朔州典型黄土,利用素黄土与石灰粉煤灰、石灰水泥、水泥粉煤灰三种改良黄土,进行了击实特性、抗剪强度特性及崩解特性试验研究,提出了黄土改良的最佳方案,并采用该方案对山西某煤矿电梯井填方段进行了数值模拟分析,验证了石灰粉煤灰改良黄土工程应用的可行性.试验结果表明:粉煤灰与黄土形成致密的混合结构,石灰的掺入,激活了粉煤灰的活性,发生了一系列的水化反应,使改良黄土的强度大大提高,改良黄土在物理力学性质方面有明显改善.     

大豆茎秆压缩力学特性随株高的变化规律

[目的]大豆茎秆的力学性能及其沿茎秆高度的变化与大豆抗倒伏能力密切相关,研究大豆茎秆力学性能及其随株高的变化规律可为大豆育种中抗倒伏性状的评价和优良品种的选育提供参考依据.[方法]应用材料力学的试验方法,使用V3.4-HTC微机控制液压万能材料力学试验机,分别对"川豆"系列3个不同品系大豆的干、湿2种茎秆进行了轴向压缩试验,测定并计算了各茎秆不同部位(距地高度位置)的最大承载力、截面几何性质,抗压强度、弹性模量. [结果]各品系干大豆茎秆的最大承载力、抗压强度和弹性模量明显高于湿大豆茎秆;沿茎秆高度方向,干、湿2种茎秆的最大承载力基本呈线性下降趋势,最大值在距地高度5 cm以下;而抗压强度基本不变;弹性模量变化较小,最大值在距地8～30 cm.供试的3个不同品系大豆茎秆的抗压强度沿茎秆高度的分布基本是合理的,三者相比,品系3(CD08508)的生物力学性能较差.[结论]大豆茎秆的含水率显著影响其力学性能,在大豆易倒伏期间,控制适当含水率是关键.在筛选大豆品种的抗倒伏性状时,除评价其茎秆的最大承载力外,还应评价其机械强度沿茎秆高度的分布是否合理.     

复合岩石单轴压缩力学与破坏特性试验研究

针对深部高地应力及多岩层复杂地质条件,采用伺服控制试验机对复合岩石进行室内力学试验,重现复合岩石在高应力作用下的破坏过程。复合岩石由强度差且强度呈均匀阶梯型的单岩组成,可划分为蛇纹岩—矽卡岩和蛇纹岩—砂岩。通过单轴压缩试验,获得岩石的单一和复合形态下的力学性质与破坏特性。研究结果表明：在高应力作用下,复合岩石中岩石强度较弱的部分首先发生破坏,且初始裂纹的萌生位置和发展模式直接决定了岩样的最终破坏形态;复合岩石与单一岩石之间的抗压强度存在相关性;利用理想弹簧模型可对复合岩石的弹性模量和峰值应变进行推导。复合岩石的力学特性由强弱端岩石共同决定,存在一定的规律性,其破坏特性与单一岩石相似,但较弱端占主要影响地位。     

TA2+Q345B轧制复合板覆层腐蚀特性研究

钛/钢轧制复合板因其优异的耐蚀性和结构性能而广泛应用于化工、海事等领域。因复合板轧制工艺需兼顾钛/钢两者特性而与单一材质的传统生产工艺有所差别,且在冶金结合界面处元素互扩散是否对覆层TA2组织及腐蚀性能产生影响待研究。通过组织观察、能谱测试和电化学腐蚀试验,研究了界面元素互扩散对覆层TA2组织及腐蚀性能的影响。结果表明：冶金结合界面处元素的互扩散距离仅为8～10μm,不足以影响整个覆层组织;覆层TA2耐腐蚀膜成膜初期存在反复腐蚀,但随着静置时间延长而逐渐稳定,不再发生腐蚀。     

片岩的力学特性试验研究

本文通过片岩在单轴应力作用下的岩石力学特性试验研究, 得出岩石试块的强度特征、变形特征和破坏的一般规律。试验证明:片岩的强度特征、变形特征与作用应力的大小、作用应力与结构面之间的夹角有密切关系。同时证明岩石在弹性应力范围内, 由于片理面之间具有较强的粘结力, 岩石的各向异性表现不很明显; 当施加的作用应力超过它的粘结力时, 片理面间出现微小裂隙, 应变发生突然变化, 随着作用也力的增加, 裂隙逐渐扩大, 最后导致岩石突然破坏。      

Q345钢连铸坯压缩状态下的高温力学性能

Q345钢应用广泛,其在拉伸状态下的高温力学性能已有部分研究,但高温压缩力学性能数据匮乏。利用Gleeble-3500热模拟机对Q345钢连铸坯试样进行了热压缩试验,研究了应变速率为0.01 s-1时试样在压缩状态下的屈服强度、抗压强度和弹性模量等随温度(973~1 673 K)的变化规律,同时探讨了试样在1 473 K时不同应变速率(0.001、0.01和0.05 s-1)下的高温力学性能。结果表明,在973~1 373 K温度内,屈服强度和抗压强度都表现出对温度的敏感性。屈服强度由90降到24 MPa,抗压强度由202降到40 MPa。在1 373~1 673 K温度内,屈服强度和抗压强度降幅都很小。弹性模量随温度的升高而减小,其值在1 473和1 573 K温度下相差最大,达1 712 MPa。屈服强度对应变速率的变化并不敏感,均在20 MPa左右,而极限抗压强度由28增加到45 MPa。最后根据试验数据绘制了Q345钢连铸坯在热压缩状态下的屈服强度等高温性能参数随温度变化的关系曲线,可为轻/重压下等技术提供参考数据。     

含陡倾角软弱结构面的花岗岩力学特性及声发射特征

利用MTS 815.03岩石试验机对试件进行三轴压缩试验,采用DISP声发射测试系统进行声发射数据收集,并对含陡倾角软弱结构面的岩体试件和岩石试件进行试验对比.两种试件随围压的增加强度逐渐增加,破坏由脆性向延性转变;岩体试件总是沿结构面滑移破坏,岩石试件为剪切破坏.随着围压的增加,两种试件的弹性模量、变形模量、峰值应变和峰值强度增加;岩体试件弹性模量、变形模量值和峰值强度低于岩石试件,而峰值应变高于岩石试件.岩体试件内摩擦角小于岩石试件,而黏聚力大于岩石试件.随围压的增加,两种试件在峰值应力阶段声发射事件远高于其他阶段,而岩体试件声发射事件集聚量远远高于岩石试件.研究结果表明软弱结构面的存在降低了岩体的力学性质,因此在高放废物地质处置库选址时结构面发育特征是需要考虑的关键因素.     

轧制Q值对小口径TA2管材组织和性能的影响

通过改变钛管材冷轧过程中的工艺参数,研究了不同相对减壁量与相对减径量的比值(Q值)对小口径TA2管材组织和性能的影响。结果表明:轧制Q值对管材组织性能影响较大,通过合理控制成品管材的轧制Q值可获得组织性能良好的TA2管材;对于6 mm×1 mmTA2管材,Q值控制在1.65,变形率ε取53.3%时,可获得最佳的强塑性匹配。Q值影响冷加工过程中晶粒的破碎程度、均匀度及织构分布,因此可通过调整Q值的大小来控制管材的组织、织构,进而得到与之相匹配的良好的力学性能。     

树脂砂高温三轴力学特性

利用新研制的型砂高温三轴测试手段,首次测定了常用树脂型砂在围压作用下的高温三轴力学性能.试验结果揭示了传统研究方法的不足.并依据修正的强度理论对型砂高温力学特性提出新的解释.     

某矿山浮选尾矿充填材料特性试验研究

某矿山选矿工艺产生的浮选尾矿经处理后回填至井下,充填采空区。为研究该浮选尾矿用于井下回填的可行性,开展了相关充填材料试验。试验结果表明：该矿山浮选尾矿是一种比较好的惰性材料,有害成分较少,适合作为井下充填的材料;细粒级占比较多,粒度均匀,但级配不好;沉降性能一般,60 h才能沉降完毕;在灰砂比一定的条件下,料浆的初凝时间和终凝时间均随浓度的增加而缩短;充填体强度与灰砂比、浓度、养护龄期均成正相关,充填料浆最佳输送浓度为57%,若用于充填采矿,则灰砂比选择1∶4,若仅用来处理采空区,灰砂比1∶6～1∶8就可以满足充填要求。试验所得数据和结论对于矿山充填作业具有直接的指导意义。     

Q460D中厚板钢材焊接试验研究

介绍对复合微合金化生产的Q460D钢板进行焊接性能试验及其结果。     

工程机械用TMCP型Q550钢焊接热模拟研究

采用Gleeble 2000热模拟试验机,对16 mm厚TMCP型Q550D钢进行了焊接热模拟试验,研究了焊接线能量对热影响区粗晶区组织和性能的影响规律。结果表明,粗晶区主要组织为板条状贝氏体,当线能量高于20 kJ/cm时,还出现少量粒状贝氏体。随着线能量提高,原始奥氏体晶粒和贝氏体板条逐渐粗化,粒状贝氏体含量逐渐增加。粗晶区冲击功随着线能量提高逐渐降低,超过20 kJ/cm时冲击韧性明显下降。当线能量小于20 kJ/cm时粗晶区发生硬化,随着线能量提高,硬度值逐渐降低。     

WH80Q高强钢板焊接试验研究

本文通过焊接试验证明WH80Q高强钢板具有良好的焊接性能,并根据试验结果确定了WH80Q在实际应用中的焊接工艺。     

Simulated Corrosion Test of Q235 Steel in Diatomite Soil

Through the study of the corrosion behavior of Q235 steel in actual Yingtan soil and two simulated acidic soils with different water contents,the calculation of corrosion mass losses,and the analysis of the corrosion morphologies and products by means of scanning electron microscope(SEM)and X-ray diffraction(XRD),the results demonstrated that the diatomite soil could simulate the corrosion in actual soil veritably.In both actual soil and simulated soil with 16.4% water content,the corrosion rates of Q235 steel were approximately 0.1mm/a,the corrosion morphologies were mainly extension and connection of corrosion spots on sample surface,and the corrosion products were composed ofα-FeOOH,γ-FeOOH,Fe3O4 and Fe2O3.When other media conditions remained unchanged,the corrosion area of Q235 steel was larger in simulated soil with 34.5% water content,and the corrosion rate reached0.48mm/a after 360 hof corrosion,which was nearly 5times as the value in actual soil.Compared with the corrosion products in actual soil,the proportion ofγ-FeOOH in simulated soil with 34.5% water content was higher,and the wα-FeOOH/wγ-FeOOHratio was 1.4,which was only 1/3of the value in actual soil.     

基于Q系统的某铜矿巷道分级支护技术及工程应用

合理的支护方式是控制巷道稳定和变形的重要手段之一,而工程岩体质量评价是确定合理支护方案的重要依据.针对某铜矿存在的支护方式单一、支护效率低、支护成本较高的问题,采用Q系统和RMR法对该矿山4个工程岩组进行了岩体质量分级.基于Q系统支护图,并结合矿山支护工艺、施工条件等因素,制定和优化了分级支护方案及支护参数;利用RMR...     

Elasto-Plastic Test of Q235 Steel Bending Beam With Cracking Resistance

More than 30 bending beams with rectangular cross-section and different thicknesses and heights were prepared from Q235 steel. The specimen dimensions were about 240 mm (length) × 60 mm (height) × 70 mm (thickness). Flaws were cut along its middle line with a wire cutter, with lengths ranging from 6 to 35 mm. Each specimen was tested with three-point bend loading, and a process curve was obtained between load and the displacement of the loading point, in order to analyze the fracture process when opening the crack. A deformation near the prefabricated crack was observed in the testing period, and the variation of the fracture characteristic parameters was analyzed for different sizes. For a comprehensive understanding of carbon steel fracture resistance behavior, its elasticity and plasticity were established by determining its Young's modulus and Poisson's ratio with an optical strain gauge. This gauge was also used for the loading process test. It was found that the fracture toughness varied with the dimensions, and the toughness of the elastic limit loading was almost constant. Using the relationship of crack resistance stress intensity factor and fracture criterion, the bearing capacity of the material structure could be estimated, which shows a good agreement with the experimental test data.     

使用状态对Q690CFD焊接接头性能的影响

针对煤矿机械、港口机械等对低成本焊接结构用高强钢的需求,宝钢开发了低成本TMCP高强钢Q690CFD,具有优异的综合力学性能和抗冷裂纹性能.对于高强钢厚板而言,焊后热处理工艺非常关键,它对接头的力学和使用性能有重要影响.在制造过程中,根据用户不同的服役条件,焊接结构要求不同的使用状态,比如焊态、消氢处理态和消应力处理态.按照相关的国家标准,采用实芯焊丝BH700-Ⅱ,制作了Q690CFD的富氩气保焊接头,分析接头的不同使用状态,包括焊态、300℃消氢处理和580℃消应力处理对Q690CFD/BH700-Ⅱ接头性能的影响.结果表明,焊态、消氢处理态和消应力处理态下,接头的力学性能均满足相关国家标准;按接头性能优劣来分,从好到差的顺序为：消氢处理态、焊态、消应力处理态.消氢处理可以一定程度上增加接头的冲击性能,但消应力处理使接头的冲击性能变差.     

Effect of electropulsing treatment on the mechanical properties of Q235 steel strip

The elctropulsing treatment (EPT) has been successfully applied to the processing of a low carbon Q235 steel strip. Comparing with the conventional heat treatment (CHT), a proper EPT is capable of achieving the similar or even better effect on the mechanical properties of the steel strip. It was found that the optimum combination of the EPT parameters are 180 V in voltage and 500 Hz in frequency (180 V-500 Hz) leading to a combination of tensile strength-elongation of 371 MPa-47.5%. Optical microscopy analyses indicates that the EPT/180 V-500 Hz for Q235 steel strip can accelerate the formation of the completely recrystallized microstructure in which the grain size become relatively finer and more uniform compared to the elongated one formed in the cold-rolled sample. Such phenomenon is consistent with the improvement of the mechanical performance of the Q235 steel sample under the EPT. However, the EPT with inadequate frequency can only result in partial recrystallization of the grains, while the one with an exceed frequency may lead to the apparent grain growth within the sample. Both cases can not produce satisfactory combination of strength and ductility for the steel samples.