重组竹抗压与抗拉力学性能的分析

以慈竹制作的重组竹为研究对象,对重组竹抗压与抗拉力学性能进行了研究,并将重组竹与落叶松等6种木材的力学性能进行了比较。结果表明:重组竹顺纹抗拉强度为248.15 MPa,顺纹抗压强度129.17 MPa,稳定性能较好。通过与落叶松、云杉等木材比较发现,重组竹的抗压和抗拉强度较高,纵向与横向抗压强度差异较小,EL/ET比值小,不同方向的泊松比和强重比也有差别。重组竹的横纹抗压过程分为3个阶段(弹性阶段、塑性阶段、破坏阶段),最后发生塑性破坏。     

重组竹的力学性能试验

为了了解重组竹的破坏机理及应力—应变关系,对碳化与非碳化重组竹进行了单轴方向的拉、压试验,确定了碳化和非碳化两种材料的顺纹抗拉、抗压强度及弹性模量。试验结果显示:重组竹顺纹拉伸应力—应变呈线性关系;重组竹顺纹压缩应力—应变关系则经历了弹性阶段、弹塑性阶段与塑性破坏阶段;2种材料的抗拉强度均大于抗压强度;碳化重组竹的拉伸和压缩试验都表现出材料的脆性性质,破坏无预兆;非碳化试件达到极限受压承载力后并未立即破坏,仍保持一定的承载能力;且碳化后的重组竹弹性模量与强度均小于非碳化重组竹。     

GFRP筋抗压力学性能试验研究

设计了GFRP筋抗压试验方案,通过试验研究了不同柔度GFRP筋的抗压力学性能.结果表明:GFRP筋的抗压破坏可以划分为3种,即强度破坏、非弹性失稳破坏和弹性失稳破坏;GFRP筋极限抗压强度小于极限抗拉强度,约为极限抗拉强度的55%;GFRP筋抗压弹性模量比抗拉弹性模量大.在进行GFRP筋抗压力学性能试验时,为防止局部破坏,试件端部应有良好的约束;为确定极限抗压强度设计曲线,应进行试件柔度对临界应力的影响试验.     

落叶松胶合木干湿交替加速老化试验研究

为研究长期温湿度交替变化对胶合木物理力学性能的影响，采用改进ASTM D1037老化方法，开展了落叶松层胶板试件0、3、6次干湿交替的多组老化试验，分析了干湿交替次数对胶合木宏观表征、微观形态、材料密度、顺纹抗压、顺纹抗拉、抗弯及胶层剪切强度等指标的影响. 结果表明，试件各项强度指标在干湿交替后均有明显下降；随干湿交替次数增加，试件各项强度指标降幅增加；6次干湿交替后，顺纹抗压、顺纹抗拉、抗弯和胶层剪切强度的降幅依次递增，各指标较0次干湿交替试件分别下降26.75％、29.64％、33.57％和40％；与初始裂缝相比，干湿交替对抗弯强度值影响更为显著；干湿交替次数与不同强度的关系均可采用幂函数拟合；基于交替次数与时间对应关系，分别建立了落叶松胶合木顺纹抗压、顺纹抗拉、抗弯及胶层剪切强度的时变模型.     

酸碱腐蚀环境对BFRP筋力学性能的影响

针对不同酸碱腐蚀环境对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋的力学性能影响进行研究,分别在不同酸碱腐蚀作用下对BFRP筋进行抗拉、抗压试验以及抗剪试验测试,观察BFRP筋材在不同酸碱腐蚀环境下的外观形态变化和破坏模式,分析极限拉应变、抗压强度、抗剪强度、抗拉强度等基本力学性能参数随腐蚀损伤的变化规律。结果表明,BFRP筋的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度以及极限拉应变在酸碱腐蚀溶液中均有所下降,酸碱腐蚀对BFRP筋的力学性能均有影响,且碱性溶液对筋材力学性能影响高于酸性溶液。     

竹材抗压动态破坏过程分析

对毛竹(Phyllostachys edulis)、麻竹(Dendrocalamus latiflorus)和绿竹(Dendrocalamopsis oldhami)及箣竹(Bambusa arundinacea)等4种竹材进行了顺纹(轴向)和横纹(径向)抗压动态破坏过程试验,分析了竹材的纵、横向抗压力学性能,并对不同品种不同年龄的竹种抗压强度进行了比较.结果表明:竹材的抗压本构关系、动态破坏过程以及试样的宏观断口形貌间表现出很好的相关性,并且竹材的品种、年龄和抗压方向对竹材的抗压强度都有影响.     

基于无损检测的超役黄杉和杉木构件的剩余强度分析

为了评估超役木构件的损伤状况,确定其剩余强度,对东南大学老图书馆维修加固拆卸下来的一批木梁柱构件进行无损检测、材性试验研究.首先目测该批超役木构件的腐朽和虫蛀等级,利用射钉仪和木材阻抗仪,对木材的腐朽和虫蛀状况进行无损检测,并对2种仪器的检测结果进行相关性分析.然后截取小段构件制成小试件进行材性试验,包括顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度,拟合出小试件强度和阻力之间的关系曲线；将剩余大段构件其余测点的阻力代入关系曲线,得到考虑腐朽和虫蛀影响的小试件强度.分析小试件强度和构件强度的差别,最终得到考虑腐朽和虫蛀影响的构件剩余强度.结果表明:目测分级大体可行,但部分测点目测等级不可靠；构件剩余抗拉强度和剩余抗压强度分别为15.31～25.89 MPa和8.46～13.73 MPa.     

类木材料力学性能的初步试验研究

类木材料是以植物纤维和氧化镁为主要原材料的无机胶凝人工集成材料,辅以添加剂并拌和后经高压静置固化成形,具有较好的防火性能和防水性能。为将其应用于建筑承重结构,本文参考木材的现行力学性能试验标准,开展材料抗拉、抗压强度和抗弯性能(测定抗弯弹模和抗弯强度)的初步试验研究,三类试验各制作了30个试件,抗拉强度试验的有效数据为22个,抗压强度和抗弯性能试验分别获得28个有效数据。结果表明:材料的压缩变形较大、试件的抗拉和抗弯破坏几乎没有延性,植物纤维协同抗拉的能力较弱;在现行配比下,抗拉强度为4.7 MPa、抗压强度为24.1 MPa、抗弯强度为6.9 MPa、抗弯弹模为4119 N/mm~2;材料密度大体与常用木材相当,为1130 kg/m~3;应用于建筑承重构件,观感尺寸与混凝土构件相当,是工程应用可接受的。     

石膏模-混凝土组合空腹楼盖用磷石膏力学特性研究

对石膏模-混凝土组合楼盖用磷石膏的抗压强度与含水率的关系、抗压强度取值、弹性模量取值、石膏与混凝土之间两类抗剪连接件受力性能进行了试验研究。研究结果表明,磷石膏的抗压强度随含水率的减小而增大,且随着含水率的降低,磷石膏的强度增加幅值越来越大,大致呈对数函数关系;磷石膏具有较好的抗压性能,其抗压强度较高,抗压强度可取4.8MPa,且受力过程中有明显的弹性阶段,根据曲线,其弹性模量取值约550MPa;对混凝土与石膏间的两类剪力连接件进行推出试验,结果表明两类连接件具有相同的抗剪强度,而B类连接件比A类连接件连接效果优越,试验数据比较稳定,最终以石膏破坏而导致构件破坏,连接件较为可靠。     

竹屑/氯氧镁水泥复合材料性能试验研究

利用竹屑制备氯氧镁水泥复合材料,采用正交试验法研究H₂O/MgCl₂摩尔比、竹屑掺量、竹屑粒径、硼酸掺量对材料抗压强度、抗折强度及耐水性的影响,并用方差分析讨论了各因素对其力学性能及耐水性的影响规律。研究结果表明：随着H₂O/MgCl₂摩尔比的增加,材料的抗压和抗折强度呈下降趋势,当H₂O/MgCl₂摩尔比为15时,材料的抗压强度值和抗折强度值较高;随竹屑掺量的增加,材料抗压和抗折强度降低;当竹屑掺量为20%时,材料存在较高的抗压和抗折强度值;随竹屑粒径的增大材料抗压和抗折强度降低,竹屑粒径应以16～12目为宜,此时材料的抗压强度值和抗折强度值较高;随硼酸掺量的增加,材料抗压强度和抗折强度有所降低,耐水性提高。综合分析可得：材料的最优组合为A₁B₁C₁D₂,即当H₂O/MgCl₂摩尔比为15,竹屑掺量为20%,竹屑粒径为16～...     

菱镁矿尾矿空心砌块及砌体力学与保温性能研究

为了减少菱镁矿资源浪费及其尾矿对环境污染,提出利用菱镁矿尾矿材料制作空心砌块及砌体,进行轴心抗压和抗剪测试研究其力学性能,采用冷热箱-热流计法测试砌体的导热系数研究其保温性能.试验表明,两组抗压试件的平均抗压强度值分别为3.81 MPa与4.71 MPa;抗剪试件的平均抗剪强度值分别为0.16 MPa与0.23 MPa;菱镁矿尾矿空心砌块砌体导热系数为0.103 W/(m·K),符合我国标准.     

油基岩屑掺合料对混凝土力学性能的影响

为了研究油基岩屑掺合料对混凝土各项力学性能的影响,将油基岩屑替代基准组混凝土中的细集料,对不同替代率(0%,5%,10%,20%,30%,40%)和不同养护时间(7 d,28 d)的油基岩屑掺合料混凝土分别进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验。结果表明,油基岩屑掺合料对混凝土的各项力学性能产生了不同程度的影响,混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度随着油基岩屑掺入量增大而减小。随着油基岩屑替代率由0%增大到40%,养护28 d的混凝土抗压强度由32. 1 MPa降低至12. 6 MPa,抗折强度由4. 16 MPa降低至2. 18 MPa,劈裂抗拉强度由2. 61 MPa降低至1. 67 MPa。随着油基岩屑替代率的增加,混凝土拉压比总体呈增大趋势。     

高温干燥对杨木主要力学性能的影响

探讨了高温干燥对木材抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度和横纹抗压强度的影响,结果表明,木材经高温干燥后的顺纹抗夺强度和横纹抗压强度大于气干材。木材的变形随干燥温度的增加而减小,强度随干燥温度的增加而增加。     

兴安落叶松成熟材指接材抗拉破坏载荷力学模型

以兴安落叶松成熟材指接材为研究对象,以早晚材为基础单元,木材密度为影响木材力学变异性的主要因素,建立并验证成熟材无缺陷指接材顺纹抗拉最大破坏载荷力学模型。模型验证结果表明:利用该模型能够准确求解齿长为27.5 mm、齿底为7.5 mm、齿顶为2.25 mm、齿斜面与齿底夹角为95°,且具有3个胶合面的兴安落叶松成熟材无缺陷指接材顺纹抗拉破坏载荷; 但该模型不适用于预测幼龄材,对其指接材顺纹抗拉破坏载荷计算偏差较大。为推广该模型,需补充与兴安落叶松幼龄材相关的模型参数,并需进一步对不同齿形参数的指接材进行验证。     

东北落叶松材单向顺纹受拉损伤模型

从细观层次揭示木材顺纹受拉破坏的损伤演化机制,是建立木材损伤本构模型的基础.在分析木材宏观及细观构造特征的基础上,将木材等效为若干根并联的受拉木纤维,每根顺纹受拉木纤维等效为弹脆性的受拉微弹簧.基于概率思想,假定受拉微弹簧的极限应变Δ为服从某一分布形式fΔ(x)的随机变量,推导了木材顺纹受拉损伤演化方程.在正确设置木材声发射参数即峰值定义时间(PDT)、撞击定义时间(HDT)和撞击闭锁时间(HLT)的基础上,通过木材顺纹受拉试件破坏过程中的声发射试验确定了受拉木纤维极限应变分布函数的参数,进而建立了木材顺纹受拉损伤模型.分析结果表明,声发射累计振铃计数与木材顺纹受拉细观损伤的累积过程是一致的,可用于反映木材顺纹受拉过程中的损伤演化特征.     

体内预应力胶合木梁抗弯承载能力研究

为研究体内预应力胶合木梁的抗弯承载能力,结合国内外相关试验研究结论,基于Bazan的木材本构关系模型、平截面假定和极限应变分析方法,提出了受拉破坏模式和受压破坏模式的判别方法,建立了构件极限承载能力公式,算例表明,本文给出的公式计算结果与试验值吻合较好;考察了极限承载能力与有效张拉力的关系,研究表明,有效张拉力是影响胶合木梁受弯破坏模式的决定性因素,且木材顺纹受压区下降段的力学性能参数对极限承载能力与有效张拉力之间的关系影响很大;定量地分析了受拉破坏模式和受压破坏模式下,承载能力极限状态下的预应力筋内力均与有效张拉力近似呈线性关系的性质;分析了预应力筋有效张拉力的上、下限值,分别对应:承载能力极限状态下预应力筋刚好屈服、受拉破坏与受压破坏同时发生,并给出了上、下限值解析解的表达形式.     

胶合木粘钢顺纹拉拔承载力试验研究

为研究胶合木粘钢连接的顺纹拉拔力学性能,开展了27个胶合木粘钢试件的试验研究,主要变化参数为锚固长度和钢板上的开孔密度或孔间距。对比分析了破坏形态与破坏机制、荷载-滑移曲线和等效黏结强度等结构性能。试验结果表明:锚固长度和钢板上的开孔密度是影响胶合木粘钢承载力的主要因素;粘钢试件破坏模式主要有钢板拉断、钢板屈服、木材剪切破坏和钢板-胶层界面破坏;通过对粘钢试件的合理设计,能够避免发生木材剪切破坏和钢板-胶层界面破坏等脆性破坏,实现具有大承载力和高延性特性的延性破坏形式。最后,基于试验结果提出胶合木粘钢连接的破坏模式判定方法,并给出了设计建议。     

短切玄武岩纤维混凝土的力学性能试验研究

通过力学性能对比试验,研究了短切玄武岩纤维对混凝土试件破坏模式及力学性能的影响. 结果表明,短切玄武岩纤维混凝土的破坏呈明显的延性特征,玄武岩纤维显著提高了混凝土的抗弯拉强度和弯曲韧性,短切玄武岩纤维混凝土试件的弯拉强度较基体混凝土提高了61.4%,其弯曲韧性指数是基体混凝土的5.6倍;同时,玄武岩纤维延缓了混凝土抗压、抗拉强度的发展,短切玄武岩纤维混凝土试件的7天抗压、劈裂抗拉强度分别是其28天强度的78.7%、66.1%,而基体混凝土试件的7天抗压、劈裂抗拉强度分别是其28天强度的92.8%、69.8%.     

大叶山杨与山杨木材比较解剖与材性分析

运用对比分析的方法对山杨(Populus davidiana Dode)和大叶山杨(P.davidiana var.macrophylla G.L.Zhang)木材的解剖特征、纤维形态等进行了较详细的观察、测定与分析,对2种木材的气干密度、干缩系数、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度、抗震强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、冲击韧性、硬度、抗劈力强度等进行了对比研究;对2种木材的冷水抽出物、热水抽出物、质量分数为1%的NaOH抽出物、乙醚抽出物、苯醇抽出物、pH值、纤维素含量、半纤维素含量、木素含量等化学成分进行了测定.结果表明,2种木材解剖特征相近,大叶山杨的力学强度值略高于山杨,抽出物质量分数比山杨低,细胞壁物质质量分数比山杨高.     

短切玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

玄武岩纤维混凝土(basalt fiber reinforced concrete, BFRC)是一种新型建筑复合材料,相比普通混凝土具有抗拉强度高、耐久性能好等优点。为探究玄武岩纤维掺量对混凝土基本力学性能的影响,分别对8种不同体积掺量的BFRC进行了立方体抗压和劈裂抗拉试验,基于试验结果,采用指数平滑预测模型对附加纤维掺量的混凝土强度性能进行预测。试验结果表明：随着纤维掺量的增加,混凝土抗压、劈拉强度和拉压比呈先增大后减小的趋势,存在最大值;对于立方抗压强度和劈裂抗拉强度而言,其峰值强度对应的纤维掺量有所不同,玄武岩纤维的掺入对混凝土劈裂抗拉强度影响较为明显;通过采用指数平滑预测模型对纤维体积掺量大于0.4%的BFRC强度性能进行预测发现,混凝土的抗压、劈拉强度及拉压比继续呈现出下降趋势。可见,适量掺入纤维提升了混凝土的强度性能,过多掺入纤维对混凝土的力学性能造成不利影响。