材料结构状态集合分析理论

材料的结构性具有普遍性,材料的结构性研究是目前这一领域的研究难点和重点问题。材料结构状态集合分析理论是研究材料结构性问题的一种新的方法。材料结构状态集合分析理论是以材料结构的状态集合为研究对象,以材料的微结构元集合为基础,通过对材料微结构元配分函数的分析,建立起材料宏观层面上的材料结构状态集合函数方程,得到材料的整体宏观性能描述方法。根据对材料结构的宏观强度、材料结构的刚度和材料几何状态的变化,建立了材料结构状态集合函数的控制方程;通过材料微结构元集合的分布状态分析,建立了材料不同结构状态下的微结构元的配分函数方程;在对微结构元组构关系分析的基础上,建立了微结构元的具体分析方法和宏观参数之间的关系;讨论了材料结构状态集合分析理论下的若干理论问题及今后需要做的工作。     

用能量法分析变截面梁的稳定极限承载力

本文提出了用直接能量变分方法对变截面钢梁在弹塑性阶段的稳定极限问题进行分析的方法；并根据这一方法编制了分析变截面工型梁的计算程序，进行了相应的实验研究，以验证理论分析结果，实验结果肯定了理论分析的结论．实验和理论分析都表明，在长细比λ接近于１的附近，变截面工型梁与跨中相同高度的等截面工型梁相比，其稳定极限承载力有较大提高，特别是在变截面梁的端部高度较小时，提高比较明显．根据理论分析结果，本文提出了供设计使用的简化公式。     

硫铝酸盐水泥基快硬混凝土改性试验研究

通过添加复合掺合料和聚丙烯纤维对硫铝酸盐水泥基快硬混凝土进行改性,研究了复合掺合料、聚丙烯纤维对快硬混凝土力学性能的影响。结果表明:复合掺合料掺量为10%、聚丙烯纤维掺量为0.2%为最优改性方案,试件的4 h抗压、抗折强度较基准混凝土分别提高4.4%和12.2%,28 d抗折强度提高19.2%。     

随机均匀长颗粒链结构土体强度模型研究

土体的强度问题要远远复杂于金属材料,是目前的一个难点和热点问题。从已有的文献看,学者们提出了很多的强度理论模型,但这些模型大多建立在假设和实验的基础上,其更深层次的理论研究还比较欠缺。该文通过对随机均匀网状颗粒链结构土体模型分析,从理论上得到了类似于剑桥强度模型的帽子模型,且通过不同的假定,可以导出在π平面上的不同强度曲线(曲面)。得出结论:最保守情况下的强度曲线(曲面)是π平面上正六边形,在纵向为二次曲线型的帽子模型。另外发现,当颗粒链受到破坏,链长度越来越短时,强度曲面的顶点向无限远处移动,形成接近开口的强度曲面形式,也就是从剑桥帽子模型过渡到锥形的莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型。也就是说,长颗粒链模型将剑桥模型和莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型联系和统一了起来。     

钢纤维类型对混凝土动态力学性能影响试验研究

利用SHPB试验系统对4种不同类型钢纤维混凝土进行了动态力学性能测试,探讨了钢纤维类型和各正交因素对钢纤维混凝土动态抗压强度的影响,并进行了最优化分析。结果表明,波纹形钢纤维更适合在低、中应变率的冲击压缩情况下使用;弓形、压棱形钢纤维的增强效果在高应变率时更为显著;平直形钢纤维的增强效果随应变率提高而减弱。4种钢纤维中,弓形钢纤维对混凝土破坏形态的改善效果最好。     

颗粒链结构形态土体强度模型研究

具有结构性的土体强度问题一直是岩土领域研究的重要问题。岩土的结构非常复杂,其中颗粒相互连接构成颗粒链状态是重要结构形态之一。该文通过建立的土体结构的颗粒链模型,对一般类型的颗粒链和摩擦型类型颗粒链的形成条件进行了分析,得到了摩擦型颗粒链形成稳定链的条件。并以此为基础,试图建立了基于颗粒稳定链的土体强度理论。分析发现摩擦型颗粒材料中颗粒形成稳定链的条件,既和颗粒构成的组构关系有关,也和颗粒的形态有关;颗粒链的强度会影响到土体的宏观强度;土体中颗粒稳定链的长度、密度和方向分布等因素是影响土体强度的重要因素,并且这些因素是反映和描述土体结构性的重要参数。基于颗粒稳定链的土体强度理论,从某一方面揭示了摩擦型颗粒材料承担荷载的本质。