用电液伺服试验机测定岩石应力-应变全过程曲线的研究

一、前言电液伺服试验机,是现代测定岩石面应力-应变全过程曲线的一个新的重要手段;它能依其闭环自动调节,克服载荷机架刚度的影响.目前,这种专用试验机尚处在试制阶段。 1981年9月我们同长江水利水电科学研究院岩基组合作,用我厂生产的PWS-20型电液伺服动静万能试验机(照片1),对石英闪长岩、大理岩、砂岩等柱形试样进行了抗压试验(照片2);绘出了一组相应的应力-应变全过程曲线(图1),对试验中所     

基于能量原理与中间主应力效应的新岩石强度准则探讨

能量转化是物质物理过程的本质特征,分析岩石破坏过程中的能量变化规律及其与强度和整体破坏之间的联系,更有利于反映外荷载作用下岩石强度变化与整体破坏的本质特征。从能量耗散与能量释放的角度,基于前人研究成果及中间主应力效应,提出了岩石能量释放基于应力分配的一般形式,并结合最小主应力对能量强度准则进行了分析,提出了新的强度准则。研究表明运用能量原理研究中间主应力效应是可行的;在最小主应力一定时,能量释放分配系数与岩石极限强度成线性关系,且随着能量释放分配系数的提高,岩石极限强度逐渐降低;新的能量强度准则可以充分考虑中间主应力的影响,从而可以弥补岩石常规破坏判据的不足。     

循环加载下塑性混凝土的应力-应变曲线分析

通过设置4组配合比浇筑圆柱体和棱柱体试件,进行了抗压强度和弹性模量试验。试验分析了应力-应变曲线、预压段和未预压段以及循环段的应力-应变曲线的特点,比较了预压段与未预压段的应力-应变曲线。通过对曲线斜率的分析,了解试件孔隙存在的微观性,明确预压时循环次数对应力-应变曲线的影响。试验结果表明:塑性混凝土应力-应变曲线的上升段较普通混凝土有明显的不同,预压段的应力-应变曲线的斜率先增加后减小,而未预压段的曲线斜率一直增加。同时,可以宏观地明白试件内部孔隙存在的微观性,得出预压次数对应力-应变曲线的影响并不大。所得出的结论对塑性混凝土今后的科学研究与工程应用具有一定的借鉴。     

基于三剪能量屈服准则的岩石弹塑性耦合模型

为建立能够准确描述岩石变形过程中能量演化规律的力学模型,提出利用三剪能量屈服准则和弹性剪应变能获取岩石黏聚力与内摩擦角,以及基于三剪能量塑性势函数获取剪胀角的方法,依据所提方法和岩石循环加卸载试验数据,得到了各级围压下不同塑性累积阶段岩石的弹性模量、黏聚力、内摩擦角及剪胀角等参数,发现随着塑性变形的增大,弹性模量呈负指数关系减小,黏聚力峰前线性增大而峰后呈负指数减小,内摩擦角满足比例参数为1、形状参数为1.5的Weibull函数,剪胀角线性减小;随着围压的增大,弹性模量和黏聚力均呈线性关系增大而剪胀角呈线性减小。建立岩石三剪能量弹塑性耦合力学模型,实现了模型在有限差分软件中的二次开发并编写了能量演化监测程序。模拟岩石室内试验,结果表明所建模型能较准确地描述岩石后继屈服过程中的硬化软化、剪胀、围压效应以及能量演化等力学行为。研究成果可为从能量角度研究岩体失稳提供理论支撑和现实手段。     

材料三维弹塑性应力应变关系分析及Neuber准则适用性验证

为了研究材料的三维弹塑性应力-应变本构,文章以胡克定律为立足点对处于弹塑性材料的应力-应变关系进行了进一步的推导,并通过三维有限元方法建立了单轴拉伸状态下的含圆孔有限厚度板模型进行应力应变分析,将其结果与所推导的应力-应变关系对比验证。对用于预测二维材料局部弹塑性应力应变场的Neuber准则,本文在三维情况下对其做了进一步验证,并将其与做了对比,证明其依然具有适用性。     

玄武岩纤维混凝土应力-应变全曲线试验研究

玄武岩纤维是混凝土良好的增强增韧材料,应力－应变全曲线是混凝土最基本的本构关系,是钢筋混凝土结构分析中重要的物理方程。采用单轴压缩试验,进行了玄武岩纤维混凝土单轴受压应力－应变全曲线研究,开展了不同纤维掺量与矿物掺合料种类对各特征点应力－应变关系及全曲线本构参数的影响规律研究。研究表明,玄武岩纤维可提高混凝土的韧性和破坏后的延性,掺入玄武岩纤维后混凝土应力－应变全曲线峰值点、反弯点与临界剪切点处的应力均有所提高,在纤维掺量为０．１０％时最大,各点对应的应变随玄武岩纤维掺量增加而增大,在纤维掺量为０．１２％时最大;当纤维掺量为０．１２％时,玄武岩纤维混凝土应力－应变全曲线上升段本构参数αａ为１．７６,下降段本构参数αｄ为１．７１;掺入粉煤灰会进一步降低玄武岩纤维混凝土的脆性,而磨细矿渣粉则相反。     

混凝土拉伸应力与应变全曲线的试验研究

通过混凝土试件静态轴向拉伸试验 ,测定了其拉伸应力与应变全曲线。试验中观察了混凝土试件的表面开裂、裂缝扩展和试件断裂的全过程 ,并给出了混凝土的弹性、强度和变形等主要力学性能指标     

自密实混凝土的应力-应变关系

对自密实混凝土与普通混凝土的应力-应变关系进行了对比试验,研究了自密实混凝土在受压过程中的变形,指出其与普通混凝土的应力-应变关系曲线基本相似,只是各个特征点的位置和取值有所变化。     

堆石混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验方法研究

为了研究堆石混凝土应力-应变全曲线,采用碟形弹簧与钢柱组合成附加刚性元件增强压力机的刚性,研究了碟形弹簧并联与串联联结装置的变形量和刚度以及实现单轴受压端部减摩措施,提出了一种堆石混凝土单轴受压应力-应变全曲线的试验方法。在混凝土压力试验机上进行了堆石混凝土立方体试件单轴受压试验,测得了堆石混凝土受压应力-应变全曲线。试件破坏形态表明,采用的端部减摩措施有效,测得的应力-应变曲线下降段验证了碟形弹簧与钢柱组合装置能够吸收试件破坏时混凝土压力试验机存储的变形能。研究结果为在混凝土压力试验机上进行堆石混凝土单轴受压应力-应变全曲线提供了可行、简便、经济的测试方法。     

基于全过程曲线循环加卸载的岩石塑性硬化软化模型研究

基于不同围压下的岩石三轴全过程循环加卸载试验成?撸掷氤隹占渌苄灾饔Ρ洌谇显黾铀苄岳砺壑械哪持炙苄杂不蛉砘睿芯柯鉓ohr-Coulomb屈服准则的强度参数在初始屈服、峰前硬化及峰后软化全过程中随塑性参量的动态演化规律。通过试验数据整理分析,发现岩石破坏过程中在塑性硬化阶段内摩擦角、剪胀角有一个先增加后跌落的过程,而黏聚力在塑性硬化和软化阶段均减小这一规律;并采用非线性函数对该规律进行拟合回归,得到了内摩擦角、剪胀角和黏聚力等强度参数以塑性参量为函数变量的演化模型;将该规律应用于拉格朗日数值分析中,模拟了室内大理岩试件破坏过程中的应力-应变关系曲线特征。研究表明,基于岩石全过程循环加卸载试验的力学模型能较好地描述大理岩的塑性硬化塑性软化的力学行为,具有一定的理论意义和工程应用价值。     

高坝岩石工程中全过程模拟与广角度分析的数值方法

众所周知,岩石工程是在岩体开挖和加固后而建立的具有某种专门用途的建筑工程。由于施工过程中岩体和结构以及外来作用因素是逐步变化的,而各类介质的非线性行为又依赖于加载路径,因此本文在应力分析时采用跟随加载路径逐步仿真的全过程分析方法,以反映实际施工中各阶段的应力的变化和得到接近真实的最终解。对于岩石工程的稳定性分析这一重大问题,基于应力成果进行的传统刚体极限平衡的分析是不全面的。本文提出基于应力、变形和干扰能量三类成果进行稳定分析的静力法、超变形法和干扰能量法,以及由此组成的广角度分析稳定判据的方法,可以更全面地对考察岩体的稳定性作出更符合实际的评判。文中以二滩工程实例的部分成果说明本文提出方法的必要性和合理性。     

位移突变判据在两河口水电站庆大河左岸岩质边坡三维分析中的应用

随着国民经济的迅速发展,基础设施建设的投入力度及发展速度都达到了空前的水平。在工程建设中出现了大量的岩质边坡工程问题,这就使边坡工程的稳定性分析及适用性评价显得越发重要。采用三维强度折减法对庆大河左岸进对口边坡进行了分析,得到了不同位移方式下位移—折减系数关系,并通过双曲线方程δ=(b+cK)/(1+aK)采用非线性最小二乘法对得到结果进行了拟合,效果较好,拟合结果能够得到边坡的安全系数。此方法已成功运用到实际工程当中,解决了实际工程问题。     

全过程投资控制理论在库什塔依水电站的应用

全过程投资控制的内容包括项目各个阶段所涉及的所有成本和费用(如前期的土地成本和动拆迁费用)。同时,项目保修期内的运营费用也应作为项目实施阶段投资控制的一个重要影响因素来加以考虑。在库什塔依水电站的投资决策、项目设计、项目招投标、项目施工、项目竣工阶段,均采取了一定的措施进行投资控制。     

基于危险源的水利工程施工全过程安全管理研究

水利工程的特殊性,决定了其在安全管理构建中更加注重全过程管理机制的构建,以及危险源下的精准安全管控。在传统安全管理模式之下,水利工程安全管理盲点多、效率低,不利于全过程安全管理的高效实施。文章立足水利工程的危险辨识,分析了水利工程危险源全过程安全管理中的问题,并在此基础之上,从强化危险源精准辨识、构建危险源动态管理机制、优化危险源评价工作、加快危险源信息库建设等方面,具体论述了危险源下水利工程全过程安全管理措施。     

施工方法对整体式闸室墙后土压力的影响分析

为研究施工方法对闸室墙后土压力分布的影响,以江苏某船闸工程为背景,采用非线性有限元方法模拟施工过程,土体采用D-P模型,在闸墙与回填土之间、闸底板与地基土之间设置接触单元,模拟接触面滑移特性,得到了不同施工方法的闸室墙后土压力分布,并与船闸规范推荐的计算方法进行比较。研究成果可供船闸设计施工参考。更多还原     

基于重力增加法的边坡失稳破坏全过程模拟

边坡失稳破坏是渐进积累的过程,采用基于重力增加法的连续-离散耦合分析方法弥补了传统边坡稳定分析方法无法反映边坡岩体启动-滑动-堆积的渐进破坏全过程的缺陷。以红石岩边坡工程为实例,在边坡模型的表层岩体中引入界面单元,建立连续-离散耦合的边坡计算模型,模拟边坡临界破坏状态,得到安全系数和滑裂面,并将计算结果与刚体极限平衡法的分析结果进行对比。通过增加重力加速度,获得边坡失稳破坏的渐进破坏全过程。结果表明:2种方法得到的安全系数一致,最危险滑裂面的位置和形状基本吻合,证明基于重力增加法的连续-离散耦合分析方法用于边坡失稳破坏具有可行性。极限平衡法仅用于分析临界失稳状态,不能预测后续滑块的形成,而连续-离散耦合分析方法能进一步模拟边坡临界失稳状态后的边坡破坏全过程,为边坡治理提供有效参考。     

王村分洪闸改建工程全过程质量管理探讨

王村分洪闸是控制向文安洼分洪的重要工程。在改建过程中,从前期工作、建设施工期、运行管理初期等阶段进行了全过程质量管理。依据管理效果,分析全过程质量管理的重要作用,为其他建设工程质量管理提供参考。     

全过程动态仿真技术及其在水利水电工程施工中的应用

仿真技术的应用为分析复杂的大型水利水电工程施工系统提供了有效的工具。全过程动态仿真技术融合网络计划分析与数值仿真技术于一体，从系统的观点出发，对整个施工过程进行仿真计算和分析，合理安排施工进度，优化配置机械设备，为施工组织设计提供科学的依据。全过程动态仿真技术以CPM网络模型作为框架，调用封装好的CYCLONE模型，形成一个分层次的模型结构。利用CPM网络层可以进行整个工程项目的进度计划分析，利用CYCLONE层可以仿真分析工程的施工工期，资源利用率等情况。这样就克服了循环网络仿真技术的复杂性，同时利用了CPM网络的进度分析功能，达到了方便，实用的目的。通过在实际工程中的应用验证了该技术的可行性。     

考虑裂纹闭合效应的岩石损伤力学模型及耗散能量分析

针对现有岩石损伤力学模型的局限性,考虑裂纹闭合效应,并引入统计损伤理论,同时提出分布参数确定的方法,建立新型岩石损伤力学模型。该模型更加符合岩石的变形破坏规律,还可以反映岩石的残余强度和延性特征,应用范围更广;与试验结果及前人成果对比,表明模型更为合理可行。不同围压下岩样的损伤变量演化曲线都遵循S型曲线,并可以依据S型曲线对岩石的变形破坏阶段进行划分。裂纹闭合系数(h)对损伤耗能率有较大影响,随着h的减小,损伤耗能率增大,当h达到一定值,岩石破坏阶段对应的损伤耗能率陡增。因此,岩石的变形破坏不仅与其应力状态有关,还与岩石的损伤演化积累以及裂纹闭合效应有关。     

百色水利枢纽第二级垂直升船机结构抗震动力分析

根据右江百色水利枢纽第二级垂直船机结构抗震动力分析报告的内容，分析研究了该基础填土处理及修改反应谱曲线对结构动力反应的影响，提出几种工况下结构的动力特性，动位移及动应力，以便为升船机结构抗震设计提供依据。