光纤法珀应变测量系统在混凝土弹性模量标定中的应用

基于光纤法珀应变传感器的基本原理,介绍了一种混凝土弹性模量标定的新方法。描述了利用光纤法珀应变传感器进行的混凝土弹性模量标定实验,给出了混凝土的标定曲线,并计算出了混凝土试验块的弹性模量。     

用直切槽巴西圆盘试样柔度法确定岩石的弹性模量

利用线弹性断裂力学的柔度法标定技术，建立了用直切槽巴西圆盘（ＣＳＴＢＤ）试样确定岩石拉伸弹性模量的方法。采用三维等参边界元法对ＣＳＴＢＤ试样几何进行标定，获得了仅依赖于试样几何的无量纲弹性柔度Ｅ′ＣｓＢ，其中Ｂ是已知试样厚度，Ｃｓ是弹性柔度，Ｅ′是待定的拉伸弹性模量，通过试验测得Ｃｓ就可确定出Ｅ′。对取自四川某地灰岩进行了两种不同尺寸ＣＳＴＢＤ试样的弹性柔度测试，进而计算出岩石弹性模量。结果表明，用建议方法计算出岩石弹性模量与按照ＡＳＴＭ标准进行单轴拉伸试验所获得的拉伸弹性模量比较，二者吻合较好。在试验中尺寸效应不明显。此方法还能够获得岩石断裂韧度ＫＩｃ。     

振弦式应力传感器测试误差研究

振弦式应力传感器是工程实测和结构试验中应用较为广泛的设备之一.由于标定状态与实际状态的差别,以及弹性模量取值误差、温度变化以及混凝土线胀系数取值的误差,常给测试推算应力值带来较大程度的误差.本文采用有限元模拟标定和模拟读数的方法,研究了上述因素引起误差的程度和规律,并提出了减小误差的对策.     

ETFE薄膜双层气枕结构试验研究

首先对ETFE薄膜进行了单向拉伸试验,由应力-应变曲线计算力学参数:屈服强度、屈服应变、切线弹性模量和割线弹性模量.采用两种环氧树脂1∶1质量比制备胶黏剂,实现应变片与ETFE粘结协同,然后对其标定.研制了由荷载模拟、ETFE气枕、压力控制系统和测量系统组成的试验系统.成功地进行了风压、风吸正常承载力试验和极限承载力试验,应用三维扫描仪实现ETFE气枕形态无接触测量,并与数值分析结果进行了对比.本文成果对ETFE气枕设计具有参考价值.     

基于平节理模型的花岗岩固有微裂纹对裂纹演化影响分析

模拟脆性岩石破坏时,现有的平节理模型没有考虑固有微裂纹导致的应力-应变曲线非线性特征,也没有将起裂强度作为细观参数的标定基准。以花岗岩单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、应力-应变曲线特征、起裂强度、巴西劈裂抗拉强度、库仑摩擦角以及黏聚力作为基准,标定平节理模型细观参数,并分析宏细观参数间的趋势关系。以标定后的参数建立精确平节理模型试样,与不考虑固有微裂纹的常规平节理模型试样一起进行30°单裂纹岩石压缩数值试验,以室内试验数字图像相关方法得到的应变场为基础,对拉剪微裂纹萌生规律、数量以及分布特征进行分析,验证了提出的平节理模型参数标定方法,并表明固有微裂纹在宏观层面上改变了单轴压缩应力-应变曲线特征,而在细观层面上对预制裂隙尖端初始裂纹的起裂模式、拉剪微裂纹的扩展分布规律均有较大影响。     

基于Hertz接触理论的混凝土表层性能的检测方法

提出了一种混凝土表层性能的检测方法,该法基于弹性动力学中的Henz接触理论,通过安装在钢球上的加速度传感器积分求取钢球敲击混凝土构件表面时的接触时间来推算混凝土表层的弹性模量,进而评价混凝土表层的状态,并且分析了该检测方法测试混凝土表层的深度范围.分别在水灰比为35%、50%、75%和100%的四个混凝土试块的上表面和侧壁进行试验验证,并与室内单轴压缩试验的结果对比,试验结果证明本方法能准确地判断出不同状态混凝土构件的表层性能.若通过一定试验的标定建立弹性模量与强度的关系,则可以进一步用来推算混凝土的强度.     

粗粒土颗粒强度和弹性力学参数的试验研究

粗粒土的强度和变形特性直接影响堆石坝的变形规律,为从细观层面研究粗粒土的变形机理,离散元法作为一种有效手段被广泛用于粗粒土力学特性的模拟中。而颗粒强度和弹性力学参数对于离散元模型的构建至关重要,如何获取这些参数的分布规律是当前一项十分必要的工作。对一系列不同尺寸的大连石灰岩颗粒进行了单轴压缩试验,利用荷载—位移曲线的特征,确定了石灰岩颗粒强度和弹性模量的分布规律。统计结果表明:相较于Weibull分布和Logistic分布,Lognormal分布对于颗粒强度和弹性模量的统计效果最好;颗粒强度和弹性模量的均值都随着颗粒尺寸的增大而减小。然后基于参数的尺寸相关性特点建立了适合石灰岩的尺寸效应经验模型。最后对颗粒刚度进行了初步讨论,试验结果表明石灰岩颗粒的刚度具有明显的非线性特点。这些结果为粗粒土离散元数值模拟的细观参数标定提供了规律性方面的参考和支撑。     

粗粒土三轴试验颗粒流细观参数敏感性分析

通过离散元软件PFC3D建立了粗粒土三轴试验模型,并对剪切过程进行了模拟,定性分析了宏观和细观参数之间的关系。结果表明,试样峰值应力随着围压和摩擦系数的增大而增大;弹性模量随着有效模量的增加而增加;刚度比对试样的泊松比影响较大;颗粒形状对试样的峰值应力影响较大,不规则颗粒试样的峰值应力比球体颗粒的更大。研究结果对粗粒土三轴试验离散元模拟的参数标定提供了一定的指导意义。     

陶粒有效弹性模量及其预估

陶粒弹性模量值对陶粒混凝土的变形性能、强度和耐久性等有重要影响。已有的国内外测定陶粒弹性模量的方法都存在不足之处。陶粒有效弹性模量系通过测定陶粒混凝土和砂浆基体相应的动弹性模量，然后建立两者的关系武，再采用图解法求得。有效弹性模量能比较真实地反映混凝土中陶粒对混凝土弹性模量的贡献，并且包括了各种因素对陶粒弹性模量的综合影响。本试验共测定了七种国产陶粒的有效弹性模量，并且建立了用陶粒颗粒表观密度预估陶粒有效弹性模量的计算公式。     

再生混凝土的弹性模量统计分析

对目前国内再生混凝土弹性模量试验结果进行了搜集整理,建立了再生混凝土弹性模量数据库。在此基础上,分析了再生混凝土弹性模量的基本特征,探讨了普通混凝土弹性模量计算公式对于再生混凝土的适用性。研究结果表明,普通混凝土弹性模量计算公式不适用于再生混凝土;基于试验数据的统计分析,建议了再生混凝土弹性模量的计算公式,该公式计算结果与试验结果吻合良好。利用给出的计算公式,对各强度等级再生混凝土弹性模量的取值给出了建议。