重组竹在长期荷载作用下的蠕变行为

通过长期荷载作用下的拉伸与压缩蠕变试验,研究了重组竹在不同应力水平下的蠕变行为特点及变化规律.分别釆用Burgers模型和Findley幂律模型对重组竹在长期荷载作用下的蠕变曲线进行拟合,确定了重组竹蠕变模型,分析了Burgers模型和Findley幂律模型的相关系数及变化规律.结果表明:在不同应力水平下,重组竹蠕变应变-时间曲线均呈现出相似的变化趋势,均包含瞬态蠕变和稳态蠕变阶段;采用Burgers模型和Findley幂律模型都能很好地模拟重组竹的蠕变性能;瞬间弹性形变、延迟弹性形变和黏性流动形变均随应力水平的增加而增大.高应力水平下的蠕变可导致重组竹构件破坏,在设计时应合理地控制应力水平.     

加速土工合成材料蠕变试验的荷载叠加法

根据自由体积理论证明了温度、应力与分子运动的关系,在分析了时温叠加法原理的基础上,阐述了荷载叠加法的原理,提出了加速土工合成材料蠕变试验和预测其长期特性的荷载叠加法和荷载转移公式因子。对RS50土工格栅的室内蠕变试验结果作了分析,利用荷载叠加法把几种不同荷载水平下的蠕变试验曲线形成了几条光滑的主曲线。由此得出了设计使用年限下的应力-应变曲线,计算出了RS50格栅的蠕变折减系数,为工程设计提供了依据。     

沥青混合料时间-应力-温度等效研究

为研究沥青混合料的时间-应力-温度依赖性,对3种沥青混合料进行了不同温度和应力水平下的静载蠕变试验,分析了温度、应力水平对沥青混合料蠕变特性的影响.结果表明:应力水平与温度对沥青混合料特征时间的影响相似,具有等效性;可以应用非线性黏弹性体的时间-应力-温度等效原理,推导出恒力温度位移因子、恒温应力位移因子和温度-应力联合位移因子;将沥青混合料在其他温度、应力水平下的蠕变曲线移位,可得到参考温度、参考应力水平下的蠕变主曲线.该研究成果也可为其他黏弹性材料的蠕变研究提供参考.     

点支式幕墙夹层玻璃承载性能的试验研究

本文进行了点支式幕墙夹层玻璃承载性能的短期试验和长期试验，测得了点支式夹层玻璃的荷载-位移及荷载-应力曲线。并且得到了夹层玻璃在一定荷载作用下位移和应力随时间变化的关系曲线，分析了夹层玻璃的蠕变性能。试验值与规范值的综合分析表明现行规范对点支式夹层玻璃的设计计算偏于保守。本文工作为今后规程的进一步完善和修订做了一些探讨。     

大直径GFRP抗浮锚杆蠕变试验及蠕变模型

为深入探究在长期应力作用下大直径GFRP抗浮锚杆的力学性能变化,通过施加长期荷载对GFRP抗浮锚杆进行了室内足尺试验。试验结果表明:试验锚杆在其破坏荷载的38%～45%荷载作用下才发生蠕变。通过标准线性固体模型对GFRP抗浮锚杆的蠕变规律进行分析,对刚度随时间变化曲线进行拟合,拟合曲线与实测曲线吻合度较好;进一步结合损伤力学理论和蠕变模型推导了GFRP抗浮锚杆的抗拔承载力,实现了GFRP抗浮锚杆长期承载力的精准预测,为GFRP锚杆在抗浮工程中的应用提供理论依据。     

长期荷载作用下土工格栅蠕变特性的试验研究

为探讨长期荷载作用下土工格栅的蠕变特性,在不同的外加荷载和环境温度的各种组合条件下,进行土工格栅的室内蠕变试验,以此获得格栅的蠕变关系曲线、载荷-应变等时曲线及拉伸模量的变化特征,并进行综合对比分析。根据试验与分析发现:荷载水平、环境温度和材料生产工艺是影响土工格栅长期蠕变特性的重要因素。进而,采用时温叠加原理,对于某一给定环境温度下确定土工格栅长期强度的经验估算模式和蠕变强度折减系数。试验结果与理论分析为土工格栅加筋结构长期工作性能的分析与评价提供参考依据。     

重组竹受弯短期蠕变性能试验

为研究重组竹的受弯蠕变性能,对9个不同荷载水平下的重组竹试件进行受弯蠕变试验,得到了重组竹蠕变位移-时间的关系曲线,分析了蠕变增长率和受弯相对蠕变的变化规律.根据试验结果分析了重组竹受弯蠕变的弹性变形、黏弹性变形和黏性变形的变化规律,确定了不同荷载水平下Burgers模型的参数,进一步推导了Burgers模型参数随荷载...     

冻融环境下红砂岩三轴蠕变特性及其模型研究

为研究寒区岩体工程在冻融循环与长期荷载耦合作用下的时效力学特性,对不同冻融循条件下的饱和红砂岩进行分级加卸载三轴蠕变试验,研究冻融循环对岩石蠕变特性的影响。结果表明:冻融循环对红砂岩蠕变变形的影响与加载应力水平有关。低应力水平下,岩石黏弹性应变随冻融次数的增加近似线性缓慢增长;而高应力水平时则呈非线性增长;黏塑性应变随冻融次数的增加均呈近似线性增长,第四级加载应力水平(70%σ_c)为红砂岩蠕变变形特征的分界点。红砂岩稳态蠕变速率随冻融循环次数的增加呈指数型增长。根据红砂岩蠕变试验结果,建立考虑冻融循环作用影响及蠕变损伤的冻融-损伤蠕变模型,得到三维应力状态下岩石蠕变本构方程;对模型进行验证及参数识别,理论值与试验值吻合较好;分析了冻融循环作用对模型参数的影响。研究结果为寒区岩体工程的建设及长期稳定性分析提供理论依据。     

层状盐岩能源储库泥岩夹层蠕变特性研究

针对目前层状盐岩能源储库围岩中泥岩夹层的蠕变特性问题,结合声发射技术对泥岩夹层的多级阶梯蠕变力学行为进行了研究,并分析了各应力水平下从初始加载到稳定蠕变的损伤特征。结果表明：在低应力水平下,夹层的轴向变形大于横向变形,随着应力的增加,尤其在临近破坏阶段,横向变形现象更加显著,而对应的轴向与横向稳态蠕变率随加载应力的增加均呈现非线性加速;在各应力水平的初始加载阶段,泥岩夹层产生大量AE信号,待蠕变稳定后AE声发射计数信号明显减小,在最后一级应力水平下产生大量的AE信号;利用改进后的分数阶黏弹塑性模型与西原体模型对理论与试验蠕变曲线结果进行拟合对比,拟合结果表明改进后的蠕变方程曲线与试验曲线的演化规律更吻合。     

土层锚杆蠕变试验研究

目前在工程中,往往注重锚杆的荷载变形行为,很少关注其时间效应行为。我们做了2根土层灌浆锚杆的拉拔蠕变试验,并对锚杆拉拔的蠕变特征进行了分析。首先利用锚杆拉拔蠕变曲线画出了等时拉拔力-位移曲线,然后计算各时刻等时曲线的割线刚度,并分析了刚度和时间之间的关系。建立了锚杆抗拔的流变力学模型,并由此得到了长期抗拔力随时间的变化规律,求导出锚杆拉拔的长期抗拔力。结果表明,锚杆的长期抗拔力约为瞬时抗拔力的85%~90%。     

基于RBF神经网络的红黏土–锚固体界面蠕变模型

红黏土–锚固体界面蠕变特性是评价锚固红土边坡长期稳定性的关键。为进一步研究红黏土–锚固体界面剪切蠕变特性,利用自制的土–锚界面剪切蠕变性能测试系统展开蠕变试验。通过分级加载方式,获得了不同应力水平下的界面剪切蠕变全过程曲线,并利用"陈氏加载法"将蠕变全过程曲线转换成为分别加载曲线。选用部分应力水平下的蠕变试验结果作为学习样本,通过对样本有监督地学习,建立了红黏土–锚固体界面剪切蠕变的RBF神经网络模型,并将所建模型对未参与建模的蠕变试验结果进行预测。结果表明模型具有良好的拟合和预测性能。     

超500 MPa高强钢高温蠕变性能试验研究

火灾发生时,钢材的高温蠕变效应可能会引起结构失效.对高强结构钢Q550,Q690和Q890进行了一系列高温蠕变试验,试验的温度点包括400、550、700℃和800 ℃,每个温度点下设3个应力水平,分别为0.4f1、T、0.6f,.T和0.8f1.T(f,.T为高温屈服强度),得到了钢材在不同温度和应力条件下的蠕变曲线...     

钙芒硝盐岩蠕变特性的研究

 在自然界中,纯钙芒硝是以一种化合物的形式出现的,其分子式为Na2Ca(SO4)2,但在试件内部钙芒硝盐岩与泥岩互相混合,以混合物的形式出现,这就决定了其力学性质的特殊性。在不同的应力水平下,进行了长达100多天的单轴压缩蠕变试验,发现钙芒硝盐岩高应力水平蠕变速率高于低应力水平的蠕变速率,其蠕变速率在初期和后期比较大,并随时间大致呈U形分布,与NaCl岩盐相比,钙芒硝盐岩蠕变速率及蠕变量均较小。回归出钙芒硝盐岩在不同应力水平下蠕变应变随时间变化的曲线方程。对钙芒硝盐岩的蠕变模型进行初步探讨,通过对蠕变曲线与理论曲线的对比,说明同时包含弹黏塑性的西原模型能较好地反映钙芒硝盐岩的蠕变规律,并对相关参数进行了拟合。     

岩体蠕变结构效应的数值模拟研究

采用数值模拟试验方法对岩体结构的蠕变力学效应进行研究。通过对均质岩体、不同分布产状和数量的结构面试件进行单轴、三轴压缩蠕变试验的计算机仿真,探讨岩体蠕变的结构效应、围压效应以及不同结构条件下岩体的蠕变变形规律与破坏特征等。结果显示,结构面产状对岩体流变性态的影响十分显著,它不仅明显改变岩体的蠕变强度、位移形态,而且控制着岩体的破坏模式及破坏条件。大多数试件的蠕变曲线与实验室或现场得到的岩石单轴、三轴压缩蠕变曲线特征基本相似;各试件之间由于结构面产状、侧向应力水平等的不同其蠕变曲线型式在高应力状态下有所差异。     

重塑粉质黏土的剪切蠕变特性及本构模型研究

通过室内三轴试验,对重塑粉质黏土的剪切蠕变特性进行研究,分析了粉质黏土在不同偏应力水平下和不同偏应力分级方式下的蠕变变形特性。试验表明,粉质黏土的偏应变蠕变变形与对数时间关系具有明显的非线性;在同样的剪切应力水平下,不同的加载分级方式对试样的最终偏应变量有明显的影响,加载分级越多,最终的偏应变量越小。基于试验数据,建立了适合描述重塑粉质黏土蠕变特性的双曲线模型,并对模型参数的物理意义和取值方法进行了讨论。分析表明,模型参数的取值与应力水平及试样的初始孔隙比有关;结合试验结果,给出了粉质黏土剪切蠕变双曲线模型参数取值建议。     

一种新的岩石非线性流变损伤模型研究

传统岩石流变模型由线性元件组合而成,不能很好地描述流变过程中的加速流变阶段,通过分析岩石流变过程中微裂纹的压闭和扩展过程,将损伤力学引入岩石流变模型中,采用Kachanov提出的损伤律,将岩石流变过程分为阶段一（衰减、稳态蠕变阶段）和阶段二（加速蠕变阶段）两个部分,推导了岩石在两阶段中损伤演化方程,通过参数敏感性分析发现应力水平的大小对损伤演化过程有较大影响。结合有效应力观点建立了岩石非线性损伤流变模型,该模型能较好的描述岩石的衰减、稳态和加速流变阶段,同时简要分析了模型的松弛特性。采用该岩石非线性损伤流变模型对泥岩在围压为5 MPa与轴向偏应力水平为43 MPa的蠕变试验结果进行了模拟,验证了损伤流变模型的合理性,保持其他参数不变,更改应力水平的大小,得到不同应力水平下的非线性损伤蠕变模型曲线,与试验结果较为相符,     

A four-element fractional creep model of weakly cemented soft rock

The creep model is the main form used to describe the creep behavior of weakly cemented soft rock (WCSR). To investigate the creep behavior of weakly cemented soft rock, multi-stage loading creep tests were performed by using GDS HPTAS creep triaxial apparatus. The creep curves, creep rates, and creep failure modes of weakly cemented soft rock under different water contents were obtained. A novel four-element fractional-order creep model to describe the three-stage creep behavior of weakly cemented soft rock was proposed using the Abel dashpot basing on the creep test results and fractional calculus theory. The formula of this model was developed according to the H-Fox special function. The trust-region method was used to obtain the model parameters, and the parameters were optimized using the ant colony optimization approach. The creep curves of weakly cemented soft rock under different water contents were calculated and compared with the experimental results, verifying the superiority of the four-element fractional-order creep model in describing the creep characteristics of weakly cemented soft rock. The calculated results were also in good agreement with the experimental results, which confirms that the four-element fractional order creep model can accurately reflect the complete creep behavior of weakly cemented soft rock.

     

湛江强结构性黏土的三轴排水蠕变特征

 利用GDS应力路径三轴试验系统,开展不同围压下湛江强结构性黏土的三轴固结排水剪切蠕变试验,获得其轴向应变、体应变与应力和时间的关系,分析蠕变性状的结构性效应,建立相应的蠕变模型。结果表明,湛江黏土的蠕变变形演化特征受其强结构性制约,其蠕变特性的敏感程度与结构性强弱相关联。在低偏应力下,其蠕变变形和变形速率均较小;偏应力超过临界值后,土体在短时间内发生破坏。湛江黏土在?3＜?k时,其体变性状总体上表现为剪缩,但随时间变化出现一定的剪缩和剪胀交替性,即存在回弹现象;而当?3≥?k时,则表现为剪缩。蠕变引起的强度衰减主要表现为黏聚力的降低,且 77.63%。采用6元件扩展Burgers模型能较好地描述湛江黏土的瞬时弹性应变、衰减蠕变和稳定蠕变3个阶段。在实际工程中,必须对土的结构性给予充分的认识,在较低应力范围内,可以利用其结构性的有利因素,但设计荷载严禁超出结构屈服应力。     

分级卸荷条件下锦屏大理岩流变规律研究

 结合锦屏水电站引水隧洞的工程实际,采用恒轴压分级卸围压的应力路径对锦屏大理岩开展了室内三轴压缩蠕变试验。首先,详细介绍卸围压蠕变试验的过程,并针对轴向和侧向蠕变规律的差异进行对比分析。然后,研究卸荷应力路径下应力状态与岩石蠕变变形的关系,研究结果表明,应力差是决定试样蠕变量的主要因素。最后,以Burgurs模型作为理论模型,在综合考虑试样整体变形的情况下,采用相关试验结果直接确定三维本构方程的模型参数。通过对锦屏大理岩轴向和侧向蠕变变形规律的对比分析,认为2个方向的蠕变变形规律存在明显差异,仅根据轴向蠕变变形规律确定的三维流变本构不能反映侧向的蠕变变形规律。因此,建议在建立三维本构时,必须考虑试样的整体变形特性。     

天津滨海地区两种典型软黏土蠕变特性试验研究

通过三轴蠕变试验,研究了天津滨海地区两种典型淤泥质黏土和粉质黏土的非线性蠕变特性。蠕变试验采用分级加载的方式进行,利用“陈氏法”对实测数据进行处理后得到两种软黏土在不同应力状态下的蠕变试验曲线。在此基础上,提取相关数据得到两种软黏土的应力–应变等时曲线,根据该曲线的变化规律,采用 Merchant 模型对两种软黏土的蠕变曲线进行拟合,确定模型参数,建立了适用于天津滨海地区两种典型软黏土的非线性蠕变模型。最后,对两种软黏土蠕变模型参数的变化规律进行了对比分析得出： Merchant 模型中虎克弹簧的弹性模量 E _H 随主应力差增大呈负指数规律变化, Kelvin 体的弹性模量 E _K 随主应力差增大呈线性规律变化的经验公式。