玄武岩纤维编织网的网格尺寸对混凝土拉伸性能的影响

为研究网格尺寸对玄武岩纤维编织网增强混凝土(BTRC)拉伸性能的影响,进行了不同网格尺寸的4组48个试件的BTRC薄板单轴拉伸试验,分别从宏观和细观尺度分析BTRC薄板的破坏模式。在分析过程中采用ACK模型验证BTRC薄板拉伸的本构关系方程,并通过有限元模拟对结果进行对比验证。结果表明:BTRC薄板在拉伸荷载下呈明显的应变硬化特点;BTRC薄板的破坏模式为典型的脱黏破坏,且网格尺寸越小,纤维编织网与混凝土之间的黏结性能越好,单裂缝开展的细小裂纹越多;玄武岩纤维编织网不会改变混凝土的开裂强度,却能明显地提高其极限抗拉强度;编织网的网格尺寸越小,有效受力纤维束越多,抗拉强度越高。     

单轴压缩煤岩变形破裂电磁辐射与应力耦合规律的研究

利用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法，研究了单轴压缩条件下煤岩变形破裂过程中产生的电磁辐射(EME)强度与煤岩内部应力之间的耦合规律。在煤岩材料损伤特性和强度统计理论的基础上，研究了受载煤岩变形破裂的三维力．电耦合本构关系，从理论上分析了煤岩变形破裂过程中电磁辐射强度和脉冲数与加载应力之间的关系，认为它们之间的关系可以用多项式来表征。煤岩变形破裂过程中的力-电耦合计算结果表明：EME先是逐渐增加，达到一个峰值后快速降低，这与实验测定结果的趋势是一致的：加载速度越大，EME信号也越强：随着煤岩样品强度的增加，EME也是逐渐增大的，其中强度最高的砂岩产生的EME强度也最大，以下依次是泥岩、硬煤和中硬煤。这些都说明采用的模型和计算方法是合理的，可以有效地模拟煤岩单轴压缩过程电磁辐射信号的变化规律。     

岩石单轴饱和抗压强度的点荷载试验方法设计与探讨

设计了求岩石单轴饱和抗压强度的两种点荷载试验方法，并通过与室内抗压强度试验成果的对比，分析并总结了上述两种试验方法的优劣，对岩石点荷载试验在实际工作中的推广应用有较大的参考价值。     

粉煤灰掺量对混凝土单轴受拉受压应力-应变曲线的影响

用占胶凝材料总量的0,15%,20%的粉煤灰配置混凝土,并用此种配合比配制的混凝土制成棱柱体试件在材料试验机上测定其单轴受拉和单轴受压的部分应力应变曲线。结果表明:(1)混凝土抗拉强度的增长率>极限拉伸值的增长率>抗拉弹性模量的增长率。(2)粉煤灰掺量从0增加到20%,7d、28d混凝土抗压弹性模量,抗拉强度,抗拉弹性模量都下降,而90d混凝土抗压弹性模量,抗拉强度,抗拉弹性模量都比较接近。(3)粉煤灰掺量为0、15%、20%的上升段(在50%σ_0范围内)应力-应变方程与Hognestad建议的应力-应变方程基本吻合。     

饱水对煤系地层岩石力学性质影响的试验研究

 为研究饱水对煤系地层岩石力学性质的影响,在自然和饱水状态下,利用RMT–150B岩石力学系统对砂岩、砂质泥岩和泥岩进行巴西劈裂、单轴压缩和常规三轴压缩试验。试验结果表明：3种岩石的平均吸水率为0.241%～0.482%,吸水率与时间的关系可以用对数函数进行拟合;饱水后对3种岩石的强度和变形特征均有不同程度的影响,泥岩表现最为明显,其次是砂质泥岩和砂岩,抗拉强度的软化系数为0.40～0.92;单轴抗压强度的软化系数为0.58～0.94,弹性模量的降低系数为0.58～0.95,变形模量的降低系数为0.68～0.94,泊松比的降低系数为1.08～1.11;三轴压缩峰值强度的软化系数K与围压?3大致成正相关,表明饱水状态下试样峰值强度对围压的敏感度大于自然状态下试样峰值强度对围压的敏感度;饱水对3种岩石试样的黏聚力均有不同程度降低,降低幅度为20.6%～67.0%,而摩擦因数大致保持不变,表明黏聚力是一个结构参数,摩擦因数是一个材料参数。     

彭灌杂岩单轴抗压强度和弹性模量的多元线性回归预测模型

完整岩块的单轴抗压强度(UCS)和弹性模量(E)是岩石力学和地质工程中极其重要的指标,高质量的岩芯试件是获取UCS和E值的关键因素,但由于龙门山地区地形复杂及震后交通不便,并不总能从彭灌杂岩体中获取高质量岩芯试件。因此,为了快速获取彭灌杂岩体的UCS和E值,沿岷江和渔子溪采集了53组彭灌杂岩岩块,并于室内作了一系列物理力学测试。以实测UCS和E值为因变量,以岩块的密度、Schmidt回弹硬度及地质强度指数为自变量,建立了彭灌杂岩体UCS和E值的多元线性回归预测模型。经F-检验、t-检验及其回归系数方差膨胀因子(VIF)、Durbin-Watson统计量的计算结果表明,回归模型的自变量选取得当,对因变量UCS和E具有影响,回归模型具有适用性。同时,UCS和E回归模型调整后判定系数R珔2的计算结果表明,所建立的彭灌杂岩体多元线性回归模型具有较高的预测性能,可用于彭灌杂岩体UCS和E的现场快速确定。     

N18锆合金的单轴拉伸和应力松弛性能

本工作试验研究20~700℃、不同应变加载速率下N18锆合金的单轴拉伸和应力松弛性能。结果表明,N18合金的单轴拉伸应力-应变曲线出现明显的屈服拐点,且温度低于500℃时呈现后继屈服强化,高于500℃后又呈后继屈服软化。除横向试样的断面收缩率高于轧向试样外,试样取向对N18合金的单轴性能影响不大。温度低于300℃时,N18合金的应变速率敏感性受温度的影响不大;350℃时,N18合金的敏感系数达到最小值,其后,对应变速率的敏感性随着温度的升高逐渐增强。N18合金在不同温度和应变水平下均产生明显的应力松弛。在300℃以内,最大应力松弛程度受温度影响较小,且随应变水平的增大明显降低;在350~550℃范围内,应变水平越高,对应的最大应力松弛程度越大;N18合金的最大松弛程度在350℃附近出现最小值。在350~450℃范围内,N18合金表现出明显的动态应变时效特性。     

岩样单裂隙几何参数对其破坏模式与强度的影响

在含单裂隙岩体的试验中,对裂纹类型和试样破坏模式的研究可以帮助预测裂纹的萌生、扩展等现象,然而在工程结构设计中,应该更加关注岩体的承载力,即破坏强度。为了研究裂隙与岩体强度的关系,采用FLAC^3D建立相应试样的数值计算模型,同时改变其中单裂隙的倾角、长度等参数,通过对多组试样的加载试验,研究了单裂隙的几何参数(裂隙倾角、长度和张开度)对岩样破坏强度的影响。结果表明:随着裂隙长度的增大,试样峰值应力不断降低;随着裂隙倾角的增大,试样峰值应力整体呈增大趋势,但是当倾角<60°时,增长较缓慢,当倾角>60°时,峰值应力迅速增大;在试验范围内,随着裂隙张开度的增大,试样峰值应力基本保持不变。研究成果可为预测含单裂隙岩体的裂纹扩展和强度提供参考依据。     

用改进Najar能量法分析混凝土单轴受压损伤特性

Najar能量法定义了损伤耗散能和无损应变能,并通过两者的比值确定了混凝土单轴受压情况下的损伤变量。该方法原理清晰,但不能在宏观上很好地描述混凝土单轴受压破坏的实际过程。针对此问题改进了Najar能量法,将混凝土受压过程中的弹性变形和塑性变形剥离开来,定义了一个新的损伤变量。为了对比分析改进前后的方法,进行了不同加载速率下的混凝土单轴压缩试验,并对试验数据加以拟合。以拟合后的试验数据为基础,分别利用改进前后的两种方法计算了混凝土受压过程中损伤变量,得到了改进前后损伤变量随应变变化的关系曲线。对比分析发现,改进后的Najar能量法在计算上更为简便,而且在宏观上更符合混凝土单轴受压的一般破坏规律。同时,这一关系曲线也反映了混凝土材料的应变率效应。