贯通裂隙岩体单轴压缩强度与能量演化机制研究

【目的】研究贯通裂隙岩体的力学特征以及能量演化机制。【方法】预制完整岩体、0°、15°、30°、45°、60°倾角的裂隙岩体，采用试验设备微机控制电液伺服压力试验机（YAW6202）与PCI-Ⅱ声发射试验仪对单轴加载条件下岩石强度与能量演化规律进行分析。【结果】贯通裂隙破坏了岩石材料的完整性和均匀性，随着裂隙倾角角度上升，试件单轴压缩的破坏由上下拉压岩石破坏转为随着预制结构面破坏；不同裂隙倾角试件的单轴抗压强度与弹性模量均出现劣化；试件在单轴压缩荷载下的应力应变曲线与声发射振铃计数变化情况较吻合，振铃计数可反映岩体内部的裂隙出现、发展直至岩石破坏失稳的过程。【结论】可为裂隙岩体的劣化性质研究提供参考。     

声速及加载速率对混凝土强度及声发射特征影响的试验研究

利用SAM-2000三轴试验机及声发射仪对C30混凝土试样进行不同加载速率下的单轴压缩声发射试验,得到了试件应力及声发射特征的时间曲线,并对比分析了试件宏观破坏形态及声发射三维定位图.研究表明:(1)混凝土试件声速值标准偏差大,离散性高,综合物理性能相差较大;(2)加载速率及声速值对混凝土力学性能没有表现出简单的正相关...     

反复加卸荷作用下两种岩石的变形与声发射特征研究

【目的】为了研究反复加卸荷作用下不同类型围岩在隧道施工及运营过程中的变形与破坏特征。【方法】选取花岗岩和砂岩试样进行等荷载反复加卸荷试验。【结果】研究结果表明：当应力水平低于裂缝损伤应力时，滞回曲线在循环过程中由疏至密；当应力水平高于裂缝损伤应力时，滞回曲线并不会表现出明显的密集特征；当应力水平低于裂缝损伤应力时，在第一次加卸载过程中损伤已基本形成，花岗岩发生的声发射事件有限，而砂岩声发射事件稀少，并在后续循环累积过程中损伤明显减少；当应力水平超过裂缝损伤应力时，两种岩石在循环加卸荷过程中会逐次产生明显的损伤，且应力水平超过裂缝损伤应力越高，损伤增长速度越快。【结论】循环荷载的增大会促进花岗岩内部裂纹的扩展，导致声发射事件变得活跃，而砂岩只有在应力水平提高至93%时，声发射事件才表现出明显间歇性增长规律。     

岩石破坏机理与岩石强度准则新探

岩石内部存在一个宏观的和微观的螯隙系统，岩体的一切力学特性几乎都与这个裂隙系统有关，当然岩体的破坏机理与强度准刚也不例外。本文根据作者对各种形状裂隙所作的应力分析和模型试验研究所得结论，阐明岩石在常温下出现脆性破坏和延性破坏性特的各自应力条件。同时作者还探索建议一种能同时适用于该破坏机理的通用岩石强度准则。     

水泥土蠕变声发射特性及损伤试验研究

为了探究水泥土在长期荷载作用下内部微观结构损伤变形的变化规律,采用声发射这一无损监测手段对不同龄期下的水泥土进行了单轴蠕变声发射监测试验。研究结果表明:水泥土的强度随龄期呈幂函数增长;水泥土具有较强的软土流变特征,龄期越长,初始蠕变量和稳态蠕变速率越低;水泥土的声发射活跃程度随着龄期的增长而增加,这主要与水泥土内部土颗粒与水泥之间相互作用产生的微观结构相关,龄期短时主要以摩擦和滑移信号为主,龄期长时,除了摩擦和滑移信号,还伴随着晶粒的位错、断裂信号;声发射参数累计值与蠕变曲线特征一致;基于weibull分布函数,得到了基于声发射参数的水泥土蠕变损伤本构模型,能很好模拟各龄期下水泥土的损伤变形特征;龄期越长,均质性系数m越大。     

岩石脆性临界破坏的声发射特征分析

根据岩石变形破坏过程中应力-应变和声发射事件数-应变曲线所表征的声发射信息特征,利用重整化群理论,研究了岩石破裂过程中声发射信息与加载过程的相关性.研究表明:声发射特征参数蕴含丰富的损伤渐进破坏前兆信息,岩石变形破坏前声发射特征参数在变形破坏阶段会有明显的"相对平静期",特别是当应力水平达到70%~80%之后.声发射信息出现的"相对平静期"可以作为判识岩石破裂的参照信息;岩石破裂的视电阻率识别值和声发射特征识别值对应的应力水平相近,比波速特征识别值同步性好,敏感程度高.通过试验分析与理论研究,验证了将声发射特征信息用于表征岩石破裂前兆信息的准确性.     

水工混凝土动态压缩本构关系试验研究

通过单轴压缩试验研究水工混凝土材料动态压缩力学性能,并用公式推导其动态压缩损伤因子,为大坝地震损伤分析提供参数依据。在10^-5 s^-1至10^-2 s^-1的应变速率范围内对立方体试件进行单轴压缩试验研究,分别对其强度特性、峰值应力处应变、弹性模量与应变速率关系进行分析,得到其率相关公式。基于《混凝土结构设计规范》得到考虑不同应变速率的混凝土材料压缩本构关系。根据能量等效性假设,通过材料压缩损伤演化参数推导压缩损伤因子,从而建立压缩应力与压缩损伤因子之间的联系。研究结果表明,水工混凝土材料压缩力学性能率相关性明显,应变速率10^-2 s^-1对应的峰值强度较应变速率10^-5 s^-1对应的峰值强度提高17.5%。在进行大坝地震损伤分析时,应谨慎选择材料动态力学特性及其对应的损伤因子。     

水泥路面防裂断方法

水泥混凝土路面板具有较高的力学强度,在车轮荷载作用下变形小,同时混凝土板在计算汽车荷载作用下,板内产生的最大应力不超过水泥混凝土的比例极限应力.当水泥混凝土板工作在弹性阶段时,基层和土基所承受的荷载单位压力及产生的变形也微小,它们也都工作于弹性阶段,因此从力学体系上看,水泥混凝土路面结构也属于弹性层状体系.     

钢箱混凝土空心薄壁墩抗震性能研究

为研究钢箱混凝土空心薄壁墩的抗震性能,采用有限元法对一跨山头桥梁模型的钢筋混凝土空心墩与截面等效的钢箱混凝土空心墩作了弹性时程分析下的墩底动力响应对比。再针对钢箱混凝土空心构件,进行低周往复作用受力分析,研究了添加PBL加劲肋对钢箱混凝土空心构件滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力和残余变形等特性的影响规律。结果表明：钢箱混凝土空心墩在地震作用下能通过更大位移减小墩底地震内力峰值响应,相比钢筋混凝土空心墩更适合于山区桥梁;添加PBL加劲肋能减小钢箱混凝土空心构件在往复荷载作用下的损伤,改善结构受力状态,显著提升构件的水平地震抗力和延性,位移幅值越大,构件耗能能力越能得到充分发挥,且有利于震后修复和继续工作。     

一种可用于研究混凝土疲劳问题的损伤模型

给出一种非线性损伤模型.在计算不稳定循环荷载作用下的疲劳累积损伤时.它能较方便地反映平均应力及不同强度循环荷载作用次序对损伤的影响.因此,它可用于混凝土疲劳损伤问题的研究。     

压入法表征涂层结合强度的声发射信号分析

采用超音速等离子喷涂技术制备以AlSi为底层,AT13为面层的涂层,对涂层组织和基本性能进行表征和测试;采用表面压入法诱导涂层损伤失效,声发射技术实时在线监测压入过程;采用SEM对涂层压痕形貌进行分析;运用小波分解法,对所得的声发射信号进行噪声分析。结果表明,表面压入法在有效诱导涂层体系损伤失效的同时,声发射信号可给出明显突变提示,声发射信号主要由涂层体系声发射源产生,夹杂非常微弱的噪声信号。与原始信号相比,噪声信号很小,分析试验结果时可以忽略不计。     

湖北地区不同岩性崩塌破坏过程及防护措施分析

【目的】探究不同地层岩性崩塌体的破坏特征，并提供出相应的防护措施。【方法】以鄂州鄂城区白雉山林场崩塌与鄂西兴山县下公堡崩塌为典型代表，结合现场实地调查一手资料对不同运动路线的崩塌落石滚动过程进行分析。【结果】不同岩性落石破坏过程和坡脚的微地貌存在直接相关关系，寒武系覃家庙组白云岩落石滚动路线为三条近似平行直线，运动过程可以划分为裂隙扩张阶段、消能阶段、破坏解小阶段；粉质黏土夹碎石及中～微风化的闪长岩滚落的路线是发射状，运动过程可以划分为岩块风化阶段、崩落阶段、破坏解小阶段。【结论】崩塌体所处斜坡坡面地质特征存在差异性，崩塌体能量消耗过程、运动过程均不相同，因此防治措施也应因地制宜。     

Q_3黄土结构密实度对土水特征曲线的影响分析

为了研究不同干密度原状黄土样土水特征曲线之间的差异,在甘肃黑方台开挖探井取不同埋深的Q_3原状黄土样,进行基本物理力学性质和土水特征曲线的测试,并用Gardner模型、Van Genuchten模型、FredlundXing模型对所测土水特征曲线进行拟合。基于此提出了考虑土体干密度的土水特征曲线模型,并利用此模型预测另一干密度Q_3黄土样的土水特征曲线,且同实测值进行了比较。结果表明干密度对土水特征曲线有一定影响。接近饱和区,相同基质吸力下,干密度越大的土样体积含水率越小;在过渡区,相同基质吸力下,干密度越大的土样体积含水率越大;在残余区,不同干密度土样的土水特征曲线近似重合。各模型的拟合参数也随干密度的变化呈现规律性变化,提出的考虑干密度的土水特征曲线模型预测曲线同实测值基本接近。     

速度脉冲地震作用下竖向不规则RC结构抗震位移需求分析

采用8条强速度脉冲地震记录,通过弹塑性增量动力时程分析,研究不同地震动强度水平时竖向不规则质量和刚度布置对钢筋混凝土框架结构抗震位移需求的影响.分析结果表明:速度脉冲地震作用下,楼层质量和刚度突变对结构位移需求有很大影响,地震动强度水平越大影响越显著;顶层质量突变对结构位移需求的影响较大,下部楼层刚度突变对结构位移需求和延性需求的影响很大.     

基于ANSYS模拟不同参数对Q235钢板焊接残余应力的影响

利用大型有限元分析软件ANSYS对薄板Q235焊接残余应力进行数值模拟,得到了与焊缝垂直平分线上Q235样板的焊后残余应力。分析了焊接速度、焊接电流和电压等工艺参数对焊接残余应力的影响规律。结果表明:焊接电流和电压较大时,焊缝处的纵向残余压应力较大,近焊缝处的纵向残余拉应力也相应较大;焊接速度越小,焊缝处的纵向残余压应力越大,近焊缝处的残余拉应力越大。     

基于Mises屈服条件的外压圆筒自增强研究

为了更加准确地确定超应变度,基于米赛斯(Mises)屈服准则,建立了外压圆筒应力方程.在此基础上,按卸载定理分别建立了受外压与受内压圆筒自增强方程,通过对当量应力求解,获得在弹性阶段与塑性阶段产生屈服的规律,并与按屈雷斯加(Tresca)屈服条件导出的方程进行了比较.研究表明,外压圆筒的弹性及塑性应力方程与受内压圆筒状态时方程不同,自增强处理后的残余应力大小也有差异,而且按米赛斯屈服准则的残余应力分量比按屈雷斯加屈服条件的残余应力分量大.但由于内外压圆筒的残余应力的当量应力形式是一样的,所以两个强度理论导出的结果在许多地方相同.     

有黏结预应力混凝土结构性能研究

预应力混凝土结构的性能对于道路桥梁工程具有重要的影响。本研究以有黏结预应力混凝土结构为对象,通过理论推导和数值模拟手段,对其力学性能进行研究。建立预应力混凝土结构中钢筋与混凝土界面摩擦作用的力学模型,对结构内部界面剪力进行了推导。在有限元软件ABAQUS中建立数值模型,对结构整体性能进行分析。研究结果表明：钢筋—混凝土界面剪力在端部出现峰值,由端部向内呈现先减小后增大的规律,并且在剪力改变方向的位置轴力出现峰值。预应力施加完成后,拉应力主要由受拉区的混凝土及钢筋来承担。当荷载值不断增大时,混凝土跨中开始出现细观裂缝并逐渐扩展,模型进入弹塑性阶段,拉应力逐渐由混凝土向钢筋传递。直到荷载达到某一极限值,下部受拉钢筋达到抗拉强度,发生屈服。     

水泥路面防裂断方法

水泥混凝土路面板具有较高的力学强度,在车轮荷载作用下变形小,同时混凝土板在计算汽车荷载作用下,板内产生的最大应力不超过水泥混凝土的比例极限应力。当水泥混凝土板工作在弹性阶段时,基层和土基所承受的荷载单位压力及产生的变形也微小,它们也都工作于弹性阶段,因此从力学体系上看,水泥混凝土路面结构也属于弹性层状体系。水泥混凝土路面在行车荷载和环境因素的作用下可能出现的破坏类型主要有:①断裂②唧泥③错台④拱起⑤接缝挤碎等。从此可以看出,影响砼路面的使用性能的因素是多方面的,如轮载、温度、水分、基层、接缝构造、材料以及施工和养护等情况。从保证路面结构承载能力的角度,砼路面结构设计应以防止面层断裂为主要设计标准,从保证汽车行驶性能角度,应严格控制接缝两侧的错台量。产生断裂、错台等原因是多方面的。如基层的冲刷和排水条件。因此,砼路面设计必须从多方采取措施来保证它的使用寿命。为了防止混凝土路面拱起、错台、接缝挤碎和唧泥,除了采用排水基层、耐冲刷基层和增强接缝传荷能力外,还可加强日常养护等。从已有的使用情况来看,最常见、最严重的病害就是断裂破坏。如何防止混凝土路面断裂无疑是一项重要且紧迫的任务。混凝土路面断裂的主因有:收缩断裂,包...     

部分相干光在斜程和水平大气湍流中的光强与扩展

基于广义惠更斯-菲涅尔原理、交叉谱密度函数,利用修正von Karmon 谱模型以及
ITU-R 颁布的大气折射率结构模型,首先推导出部分相干高斯-谢尔光束在大气湍流中斜程和
水平传输时的光强分布以及光束扩展解析式,然后分别从归一化光强分布和相对束宽的角度
讨论并对比了斜程和水平传输时天顶角、湍流强度、光束相干长度等参数对光束光强分布和
扩展的影响,并给予相应的物理解释. 研究表明：1) 部分相干高斯-谢尔光束在自由空间中水
平传输时的归一化光强与斜程传输时的光强分布相同;2) 天顶角越小,光束的归一化强度分
布越集中,峰值光强越强,同时所受湍流的影响也越小. 3) 在斜程传输情况下,天顶角、湍流
强度、光束相干长度等参数对光束扩展的影响与水平传输几乎一致.     

外包钢加固钢筋混凝土柱非线性分析

利用有限元分析软件ABAQUS,对不同卸载量下外包钢加固后的钢筋混凝土柱进行非线性分析,研究了加固后混凝土柱的破坏特征、受力性能和破坏机理,得到了混凝土、钢筋及外包角钢相应的荷载位移曲线和应力云图。结果表明:加固时柱子卸载50%左右时,承载力提高幅度最大,加固后其受力性能更好。研究可为实际工程的加固设计提供可靠的参考依据。