静钻根植桩抗压抗拔承载性能试验研究

通过一组静钻根植桩的现场抗压抗拔静载试验,研究了抗压和抗拔状态下静钻根植桩的承载性能.对两根试桩的荷载位移曲线进行了比较分析,并采用有效应力法对试桩的极限侧摩阻力进行计算.试验结果表明:受桩周土体应力状态和桩身泊松效应影响,静钻根植抗拔桩的极限侧摩阻力小于抗压桩的极限侧摩阻力;抗拔桩侧摩阻力完全发挥时的桩顶位置值大于抗压桩侧摩阻力完全发挥时的桩顶位置值;采用有效应力法计算土层的极限侧摩阻力时,需要考虑土层的极限深度(或极限竖向有效应力),当土层深度超过极限值时,采用有效应力法计算土层的极限侧摩阻力需采用极限深度时对应的竖向有效应力值.     

自攻螺钉在杉木中的抗拔性能试验研究

进行了不同倾斜角度、不同锚固深度的自攻螺钉在杉木中的抗拔性能试验。主要研究自攻螺钉在杉木中的拉拔破坏形态和不同倾斜角度、锚固深度对拉拔性能的影响。试验结果表明:破坏形态分为自攻螺钉拔出破坏和自攻螺钉屈服破坏。自攻螺钉的抗拔承载力随着锚固深度、与木材顺纹方向倾斜角度的增大而增大;只有锚固深度为16d(d为自攻螺钉的直径)时,试件才会发生自攻螺钉屈服破坏;单考虑倾斜角度的因素,倾斜角度接近木材横纹方向抗拔性能最好。     

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.     

考虑地震应变率效应的木材单轴受压本构模型

地震作用下木结构的精细化分析应考虑木材的应变率效应.为确定地震应变率对木材单轴受压力学性能的影响,选取落叶松和樟子松两种木材,分别设计了横纹试件与顺纹试件,通过其在地震应变率10-3 s-1、10-2 s-1、10-1 s-1和准静态应变率10-4 s-1作用下的单轴受压试验,研究了木材应力-应变关系、破坏模式、弹性模量、抗压强度等的变化规律.结果表明：木材抗压强度、弹性模量的单轴受压地震应变率效应明显;随着地震应变率水平的增大,木材抗压强度提高更为显著.进一步建立了考虑地震应变率效应的木材单轴受压本构模型,编写了相应的UMAT子程序,并将其嵌入ABAQUS有限元软件中.在此基础上,对木材进行了单轴受压数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好,验证了本构模型、UMAT子程序的正确性.研究成果可为木结构的抗震分析提供本构支持.     

内嵌多块钢板销式木连接力学性能研究

采用单调加载方法对11个内嵌钢板单销木连接试件进行顺纹受压试验,研究内嵌钢板销式连接的力学性能和破坏模式以及钢板数目、钢板间木材厚度与钢板外边缘木材厚度之比和钢销直径对承载力的影响.试验结果表明,在钢销直径相同的条件下,连接节点的承载力随钢板数目和钢板间木材厚度与钢板外边缘木材厚度比值的增加而增大.基于欧洲屈服理论并根据叠加原理推导了内嵌多块钢板单销连接节点顺纹受压承载力计算公式,理论计算结果与试验数据符合较好.     

水热-微波处理水曲柳顺纹压缩应力-应变本构关系

通过对水热-微波联合处理的水曲柳幼龄材和成熟材顺纹压缩过程中应力-应变关系和木材化学组分变化的分析,建立木材顺纹压缩应力-应变本构关系.结果表明:在水曲柳顺纹压缩的初始阶段,应力-应变符合线性的弹性虎克定律;在弹塑性阶段,也基本符合线性的力学关系,建立的水曲柳幼龄材和成熟材顺纹压缩应力-应变本构关系由常数项(比例极限应力)和应力-应变线性关系表达式两部分构成;相同顺纹压缩率下幼龄材弹性模量和应力大于成熟材,主要受到木材化学组分差异的影响.     

竹楠木顺纹力学性能试验研究

目的分析比较几种胶合木材料,研究竹楠木拉、抗压基本力学性能,给出基于木材强度设计值的计算方法为基础的竹楠木拉压强度设计值建议值.方法按照《木材物理力学性能试验方法》和《木材无疵小试样的试验方法》对竹楠木材顺纹抗拉和抗压进行试验研究,测得竹楠木顺纹抗拉、抗压强度.结果试验结果表明竹楠木抗压经历了弹性、弹塑性和破坏3个阶段,发生塑性破坏;抗拉经历了较长的弹性阶段后发生脆性破坏.试验得到竹楠木顺纹抗拉强度可达98.1 MPa,顺纹抗压强度可达73.3 MPa.结论竹楠木顺纹强度具有离散性,抗拉强度的离散性要高于其抗压强度.竹楠木胶合竹材能够满足建筑结构对材料抗拉压力学性能的要求,试验结果对竹楠木的合理利用和深入研究提供理论依据.     

带衬套冷挤压孔在三维状态下的有限元分析

针对目前在研究冷挤压孔边残余应力时,大都采用基于厚壁圆筒的轴对称小变形、平面应力状态、孔边受力为均布载荷等假设所带来的不足,提出了在三维真实模型状态下,考虑衬套对孔边受力的影响、试件在厚度方向上的应力差异等因素．研究了带衬套挤压件在加载、卸载及疲劳拉伸载荷状态下的应力分布,并和无衬套挤压时的状态进行比较,从机理上揭示了带衬套挤压在改善试件抗疲劳性能方面的优势所在．     

水热处理对杨木顺纹压缩性质的影响

采用水热处理对杨木进行压缩前预处理,比较不同水热处理条件与冷却时间对试件顺纹压缩性质的影响。结果表明:水温对木材抗压强度有较大影响,随着水温的升高,木材的顺纹抗压强度与屈服应力均呈下降趋势,而屈服应变变化很小,最大载荷下的应变和载荷陡降时的应变均增加,残余变形增加。保温时间对木材的顺纹抗压强度影响不显著,随着保温时间的延长,最大载荷下应变与应变差先增加,在保温1h时应变达到最大值,而后减小直至趋于平缓。杨木在水温为100℃保温时间为1h水热处理后,最易被压缩,试件的强度均最低,应变最大。 随着冷却时间的延长,抗压强度与屈服应力呈小幅度的增加,当冷却到一定时间,其值不再增加。     

定侧压荷载作用下引气混凝土的强度性能

为准确认识复杂应力状态下,引气混凝土材料的性能特征,对强度等级为C30的引气混凝土进行了双向非等比例加载下的受压试验,观察了引气混凝土试件在双向非等比例荷载作用下的破坏模式和试件表面裂缝的特征.结果表明:与单轴强度相比,引气混凝土在定侧压应力下双轴抗压极限强度有较大程度的提高,提高程度在侧压应力系数为0.50时达到最大,然后提高程度会随侧压应力的继续增加而有所降低;将本试验结果与其他试验结果进行了比较分析;在此基础上,建立了考虑侧压应力比影响的强度准则,为处于复杂受力状态下的引气混凝土结构的有限元分析提供试验和理论依据.     

箱型钢管混凝土构件在纯扭作用下的数值分析

为研究箱型钢管混凝土构件在纯扭作用下的受力机理,通过ABAQUS对设计的13个模型试件进行数值模拟分析,探讨组合构件中混凝土、型钢以及钢筋在开裂和破坏时的应力变化情况,在传统承载力叠加原理的基础上对型钢混凝土构件受扭承载力方法进行改进研究.研究结果表明:试件开裂前,不同试件的混凝土应力变化相近;试件达到极限状态时,钢管与部分箍筋基本达到屈服,纵向受力钢筋尚未屈服,开裂后的混凝土裂缝呈45°方向发展;通过修正系数计算得到的承载力值与数值模拟误差较小,证明了改进后承载力叠加法的合理性和修正系数的准确性.     

木材表面嵌筋黏结-滑移试验方法

在木材表面嵌入钢筋可以显著提升木构件的承载能力,而木材与钢筋之间可靠的锚固性能是二者协同工作的基础。为了研究木材与其表面嵌筋之间的黏结滑移性能,需要探究行之有效的试验方法。选定拔出试验研究木材与其表面内嵌筋材黏结性能;设计初始试验试件,并依据其受力分析结果,改进得到适用于拔出试验的最终试件形式;基于确定的试验方式和试件形式,开展26个木材表面嵌筋试件的拔出试验。研究结果表明:当胶层厚度为4 mm时,木材与钢筋的黏结性能较好;当钢筋直径20 mm时,开槽深度为32 mm的试件易发生木材的劈裂破坏且极限承载力提升不显著;钢筋滑移过程中,裸光纤光栅传感器极易破损,内贴应变片则可以克服复杂的黏结应力分布而正常工作且量测性能稳定;综合上述研究,确定了考虑试验方式、试件形式、胶层厚度、开槽深度以及应变采集方式的木材表面嵌筋黏结滑移试验方法。本文探究得到的试验方法可以避免木材的劈裂破坏,有效研究锚固长度、钢筋直径等黏结性能影响因素,全面探索木材与其表面嵌筋之间的黏结特性。     

钢筋混凝土箱梁受弯性能的比拟杆分析

基于截面换算的原理对现行分析箱梁受力性能的比拟杆法进行修正,得到考虑钢筋影响的比拟杆分析方法．通过三杆比拟和多杆比拟分析了混凝土箱梁在不同配筋情形下的弯曲应力,并用限元结果验证了修正的比拟杆法分析钢筋混凝土箱梁弯曲受力的适用性．结果表明：相同工况下比拟杆法和有限元法所得应力计算结果相近,且考虑钢筋影响后的计算结果与实测值更为接近,考虑钢筋影响才能反应实际应力状态;当板内钢筋均匀分布时,配筋率的变化基本不影响箱梁剪力滞大小．     

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.     

含水率对落叶松木材材性检测指标的影响

以落叶松为研究对象,利用无损检测技术,研究不同含水率下木材材性检测指标的变化规律。结果表明：在木材含水率未达到临界纤维饱和点时,木材的材性检测指标随含水率的增大急剧下降;在木材含水率大于临界纤维饱和点时,木材的材性检测指标随含水率的增大下降幅度较小。以木材含水率为单一变量,以木材纤维饱和点(30%)为分界点,建立含水率与落叶松木材材性检测指标的理论公式。用实测结果对理论公式进行修正,修正后的结果表明：材性检测指标的实测值与理论值变化趋势一致,用应力波测量仪和微钻阻力仪测定的波阻模量值的实测值与理论值最接近。同时,推导的理论公式可以作为现场测定木材材性指标的依据。     

长苞铁杉木材物理力学性质的研究

<正>本文研究我国特有树种长苞铁杉木材的密度、年轮宽度、晚材百分率、干缩和湿胀、顺纹和横纹抗压强度、横纹抗张强度、径向和弦向抗弯强度、顺纹抗剪强度、韧性、硬度等性质。试验用试样1369个,共进行各项物理力学试验2833次。 文中给出各种性质的平均值和标准差。并给出晚材率和各种强度与密度回归分析的回归方程18个。对密度和各种强度性质的回归关系的检验表明,每一强度试件均同时进行密度测定的方法,优于用各试样木段的密度和强度的算术平均数进行回归分析的方法。     

真三轴压缩下岩石中超声波衰减的实验研究

使用真三轴压机模拟了水平或缓倾斜矿体采场间柱的受力状态,研究了在这种应力状态下岩石破坏过程中超声波衰减的特性。采用不同时刻频谱比法和标准试块频谱比法计算了岩石的品质因数Q_P值,给出了Q_P值在不同极限应力状态下的实验数据,并对穿过岩石试件的P波进行频谱分析,讨论了超声波在岩石中的衰减机制。     

木结构钢插板螺栓连接节点刚度及力-位移关系数学模型

为研究木结构钢插板螺栓连接节点的力-位移关系,对24个顺纹试件进行了单调加载试验,考虑了螺栓直径、木材厚度以及两者比值的影响.试验结果表明,节点的变形能力较强,加载过程中经历了线性阶段、弹塑性阶段、塑性发展阶段和破坏阶段.基于曲线拟合,节点的力-位移关系可归纳为承载力、弹性刚度的两参数力学模型;通过理论分析,提出了节点...     

Q345钢缺口平板试件拉伸行为模拟与本构关系修正

缺口试件常用于研究韧性材料在复杂应力状态下的损伤断裂行为。本文通过试验和有限元模拟研究了不含缺口试件与含缺口Q345钢板条试件在单轴拉伸作用下的力学响应。结果表明:基于无缺口试件拉伸试验得到的本构关系模拟得到的双边缺口试件拉伸载荷—标距段位移曲线明显高于试验曲线。通过对缺口试件几何特性和应力状态分析,提出了适合双边缺口试件拉伸模拟的本构关系修正公式。模拟结果与试验数据的对比表明该修正公式能够更加准确地模拟双边缺口试件拉伸时的屈服和硬化过程。     

再生混凝土框架梁柱中节点抗震承载力试验研究

通过3个再生混凝土框架梁柱中节点试件在低周反复荷载作用下的试验研究,考虑再生骨料混凝土的受力特点,对现有节点抗裂度和承载力计算公式做出修正,提出节点抗裂度计算公式和节点承载力计算方法。结果表明,采用该文的计算公式得到的结果与试验值吻合较好。