以等应变速率曲线为基础的岩石长期强度确定方法

长期强度是岩石时效强度的一种,是影响和评价岩体工程长期稳定性的一个重要性质.为更准确地求解长期强度,以等应变速率曲线为基础,提出了等应变速率曲线拐点法及极限应变法两种确定岩石长期强度的新方法.对锦屏二级水电站的绿片岩开展了单轴和三轴应力状态的常规和分级加载蠕变试验以验证上述方法,并利用文中提出的方法对绿片岩长期强度求解,得到了不同围压状态下绿片岩的长期强度值.同时,在极限应变法的求解过程中,结合蠕变曲线,得到了蠕变变形稳定时间以及相应的极限应变值.试验成果表明:两种方法均可求得长期强度,数值接近且符合长期强度的经验值;单轴以及三轴应力状态下长期强度分别为瞬时强度的66.9%(单轴)、68.0%(围压10 MPa)、79.6%(围压10 MPa).文中提出的确定长期强度的方法具有一定的可行性,同时,围压是影响长期强度的主要因素之一,具体表现为随着围压的升高,长期强度与瞬时强度的比值升高.     

ZM3合金蠕变性能试验研究

针对某航空发动机ZM3合金制前整流舱生产中长期出现的蠕变性能低的问题，从分析影响ZM3合金蠕变性能的因素入手，提出了解决该问题的技术途径和试验方案。重点研究了不同熔炼工艺和合金元素组分，尤其是稀土元素对蠕变率影响的规律。从不同批次的富Ce混合稀土试验中发现并验证了稀土元素钕(Nd)的含量是影响ZM3合金蠕变性能的关键性因素。当Nd的含量为0，0．25％和1％时，合金在200℃／49MPa／100h的蠕变率分别为0．21％，0．126％和0．048％。其机理是Nd在合金中形成细小、稳定的化合物并分布于晶界，在蠕变过程中起到机械阻碍作用。     

基于长期强度的节理岩体洞室蠕变特性研究

为了进一步探究节理岩体蠕变特性,摆脱传统意义上从宏观弹塑或粘弹塑本构的角度分析岩体流变特性的方法,将细观单元视为弹脆性的本构关系,采用考虑岩石长期强度的岩石破裂过程分析系统,通过对不同工况下的节理岩体洞室数值模拟,得到了节理间距和节理夹角对围岩蠕变特性及其破坏特征的影响规律。结果表明：节理岩体洞室围岩的蠕变量随着节理面间距的增大而减小;当节理面的水平夹角小于45°时,节理岩体洞室围岩蠕变量随着节理面夹角的增大而增大,但当节理面倾角大于45°时,蠕变量反而随着节理面倾角的增大而减小,当节理面倾角等于45°时,围岩出现大量破坏,并表现出加速蠕变的特征。     

顾桥煤矿东风井冻结粘土长期强度研究

顾桥煤矿表土段拟采用冻结法施工。为取得冻结粘土流变性参数,以顾桥煤矿东风井深厚粘土为研究对象,进行人工冻土单轴蠕变实验,并根据实验结果分析出冻结粘土的稳定蠕变方程,同时运用相关理论知识和H．A．崔托维奇提出的数据处理方式分析实验数据,推导出人工冻结粘土的长期强度方程。该方程不仅为井筒冻结设计和施工参数选取提供了重要依据,而且有助于进一步研究淮南地区具有代表性深厚粘土层的冻结力学性能,同时为今后相关的建设提供借鉴。     

珍珠粘胶纱线蠕变性能研究

以三元件模型为基础建立物理模型,利用叠加原理对珍珠粘胶纱线拉伸蠕变过程进行力学分析,求解出纱线蠕变的理论方程,并分别在不同拉伸载荷和拉伸速度下进行蠕变实验,利用数据分析软件拟合出纱线蠕变的回归方程.结果表明:理论方程与实验数据符合良好.     

土工织物的蠕变性能和侧限蠕变试验研究

土工织物的蠕变现象十分明显，它的蠕变性质和许多因素有关。其中有无土侧限条件时，蠕变性能不一烊。提交了2种典型土工织物的侧限拉伸蠕变试验结果，分析在不同的荷载水平和上覆土压力限制下土工织物蠕变性能的变化，反映出土工织物在砂土中拉伸模量和抗拉强度随着上覆压力的增加而提高，蠕变应变和蠕变系数显著减小。     

岩石节理面剪切流变的试验研究

通过对龙滩水电站岩石节理样本进行快剪和剪切流变试验的比较研究，分析了节理面流变对剪切强度的影响及剪切蠕变机理，确定了节理面的长期抗剪强度，并从岩石理论模型出发，对试验数据进行了回归分析，建立了不同正应力作用下的剪切蠕变经验公式，以便于了解岩石材料在给定条件下的蠕变特性。     

锯齿状结构面剪切蠕变、松弛及长期强度研究

为对结构面的蠕变、松弛和长期强度进行综合分析,用水泥砂浆浇筑成不同角度的结构面试样,采用相同的分级加载方法,在岩石双轴流变试验机上对规则齿形结构面进行剪切蠕变试验和松弛试验.首先分析了蠕变特性与松弛特性的异同及蠕变和松弛过程中剪应力-位移曲线的差异,其次基于蠕变速率及蠕变与松弛关系,推导能够描述应力松弛的经验方程,最后分别基于蠕变试验和松弛试验确定结构面的长期强度,并对长期强度进行对比分析.研究结果表明:蠕变曲线与松弛曲线形态相似,变化趋势相反;蠕变变形量和应力松弛量都随结构面爬坡角的增大而增大;蠕变过程和松弛过程的剪应力-位移曲线显示两者的应力-应变路径不同,表明蠕变和松弛过程中能量变化不同,且由于不可逆功的存在,不能简单认为蠕变和松弛是等价的;本文提出的应力松弛方程,能够较好地描述松弛过程,但蠕变方程和松弛方程的拟合参数值相差约1个数量级;基于相同的机理,根据蠕变试验和松弛试验确定的结构面长期强度不同,相差约为9%,而且长期强度值与蠕变过程和松弛过程中剪应力-位移曲线的屈服强度比较接近.     

岩石残余强度与变形特性的试验研究

设计了可以测得岩石破坏后侧向大变形的双悬臂梁式位移传感器，通过对岩石残余强度与变形特性的研究，得到了岩石破坏后残余强度、变形与围压之间的定量关系．     

冻融界面土体的长期抗剪强度指标确定

本文介绍在长期荷载作用下,冻融过渡带土体长期抗剪强度的计算方程,抗剪强度指标的确定,为建筑物冻土地区的稳定性验算与设计提供依据。     

Sn对AX55铸造合金组织与蠕变性能的影响

为了提高Mg-5Al-5Ca(AX55)铸造镁合金基体组织和共晶组织的耐热性能,以Sn为变量设计了AX55-x Sn(x=0,0. 5,1. 0,1. 5)合金,研究了T61和T62对合金组织、硬度与蠕变性能的影响.结果表明,随着Sn含量的增加,合金基体中析出的Al2Ca相增多,使得α-M g基体得到强化.在共晶骨架相附近析出的CaMgSn相可使共晶组织得到强化.在175℃/70 MPa蠕变100 h条件下,AX55-x Sn合金的最小蠕变速率和蠕变总量随Sn含量的提高而降低. AX55-1. 5Sn合金性能最佳,且其最小蠕变速率为5. 21×10-8s-1,100 h总蠕变量为0. 065%.相比T61,T62能够提高AX55-x Sn合金的基体硬度和蠕变性能.     

热连轧403Nb棒材的组织结构与蠕变性能

为了获得403Nb钢更好的加工工艺及优异的高温蠕变性能,借助扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、x射线衍射仪（XRD）等分析手段,并通过蠕变性能测试,对热连轧403Nb钢蠕变前后的组织结构及行为进行了研究.结果表明：403Nb钢在热连轧期间发生了动态回复及动态再结晶,其组成相包括：α Fe、（Fe,Cr）23C6及（Fe,Cr,Nb）C,其中,（Fe,Cr）23C6多分布于晶界,（Fe,Cr,Nb）C主要分布于晶内.在实验条件下,热连轧403Nb钢具有极强的温度敏感性和应力敏感性,其蠕变激活能Q=287.5kJ/mol.蠕变期间发生了大量的交滑移,碳化物通过阻碍位错运动以及“钉扎”晶界起到提高蠕变抗力的作用.     

钛合金激光焊接焊缝高温蠕变性能研究

本文从钛合金激光焊接焊缝的金相显微组织以及焊缝端口的形态特征入手研究钛合金激光焊接接头的室温及高温蠕变性能。研究结果表明,母材组织为单一β相柱状晶组织,当沿着柱状晶的方向进行拉伸时,其强度要高于母材,但塑性与冲击韧性都有所下降、,因此,绝大多数的断裂将发生在母材的某一个位置,只有个别的试样其断裂发生在焊缝处。高温蠕变拉伸时,此时,焊缝的显微组织已经发生变化,即常温状态的柱状晶消失,阻碍裂纹扩展的能力减弱,断裂均发生在焊缝部位。     

确定岩石类材料SHPB试验中真实应变率效应的修正方法

建立了确定岩石类材料分离式霍普金森压杆(SHPB)试验中真实应变率效应的修正方法并提出了一套完整的修正程序。采用有限元动力软件分析岩石类材料的SHPB试验,对侧向围压效应和真实应变率效应进行解耦。确定了岩石类材料的真实应变率效应,基于由SHPB试验获得的实测数据验证提出的修正方法。结果表明,仅需几次迭代便可完成修正过程,岩石类材料的动态压缩强度增强中同时包含侧向围压和真实应变率效应的影响。     

岩石强度尺寸效应的研究方法和机理的研究

论述了目前研究岩石强度尺寸效应现象的四种方法,指出了每种方法存在的不足,讨论了岩石强度尺寸效应产生的机理,探讨了岩石强度尺寸效应研究方法今后的发展方向.     

层状盐穴储库中盐岩和泥岩蠕变特性试验研究

针对层状盐穴储气库中不同岩性之间变形不协调问题,本文利用四川大学大型程控流变仪对盐岩和含盐泥岩两种岩石进行了常规单轴加载和单轴多级加载的蠕变的对比试验研究,重点探讨了两者蠕变力学特性之间的异同。研究结果表明：盐岩的塑性变形能力、流变特性明显强于含盐泥岩,因加载应力产生的瞬时应变量均呈先减小后增大的趋势,与常规单轴下张拉破坏不同,长期蠕变试验条件下,两者均以张剪型破坏为主;同等应力百分比情况下,盐岩的稳态蠕变率明显高于含盐泥岩,稳态蠕变率随着加载应力的增加而增大,并呈指数型函数变化,盐岩对应力的敏感性明显强于含盐泥岩;利用等时应力-应变曲线拐点法对两种岩石的长期强度值进行分析,得到盐岩的长期强度值为12MPa,为短期抗压强度的48%,含盐泥岩的长期强度值为34~36MPa,较短期抗压强度下降约30%,盐岩的长期强度值与短期抗压强度的比值远低于大多数岩石的比值。     

岩石强度尺寸效应的研究方法和机理的研究

论述了目前研究岩石强度尺寸效应现象的四种方法,指出了每种方法存在的不足,讨论了岩石强度尺寸效应产生的机理,探讨了岩石强度尺寸效应研究方法今后的发展方向.     

坝区辉绿岩体的长期剪切流变强度分析研究

岩体长期剪切流变强度是进行岩体工程长期运行稳定分析的重要基础。以大岗山水电站坝区辉绿岩现场剪切流变试验数据为基础,分别采用等时应力-应变曲线法、非稳定蠕变判别法和稳态蠕变速率法计算获得坝区辉绿岩的长期剪切流变强度,并进行了对比分析。采用等时应力-应变曲线法分析坝区辉绿岩的长期剪切流变强度较为科学合理。与岩体瞬时抗剪强度相比,长期剪切流变强度因裂隙损伤扩展有所降低,坝区岩体长期剪切流变的内摩擦角衰减了30.7%,长期剪切流变的粘聚力衰减了22.6%。     

坝区辉绿岩体的长期剪切流变强度分析研究

岩体长期剪切流变强度是进行岩体工程长期运行稳定分析的重要基础。以大岗山水电站坝区辉绿岩现场剪切流变试验数据为基础,分别采用等时应力-应变曲线法、非稳定蠕变判别法和稳态蠕变速率法计算获得坝区辉绿岩的长期剪切流变强度,并进行了对比分析。采用等时应力-应变曲线法分析坝区辉绿岩的长期剪切流变强度较为科学合理。与岩体瞬时抗剪强度相比,长期剪切流变强度因裂隙损伤扩展有所降低,坝区岩体长期剪切流变的内摩擦角衰减了30.7%,长期剪切流变的粘聚力衰减了22.6%。