碾压混凝土层面拉伸破坏试验研究

碾压混凝土软弱层面的断裂破坏是高碾压混凝土坝稳定性研究的一个重要方面. 对6种层面处理工况的碾压混凝土层面进行了楔入劈拉断裂试验研究,采用电测法测得碾压混凝土层面裂缝的起裂荷载,确定了碾压混凝土层面裂缝的双K断裂参数. 研究表明,层面的起裂荷载与失稳荷载的比值Phini/Phun在57.7%～74.2%. 在6种层面处理工况中,下层碾压混凝土终凝后施工缝或冷缝的处理方式,其所形成的层面的拉伸断裂参数最大,其断裂路径曲折,断裂面凹凸不平,因此这种层面处理方式最为有效.     

碾压混凝土断裂试验分析与静动态断裂韧度关系研究

碾压混凝土开裂破坏是一个＂损伤——开裂——裂缝扩展——断裂失稳＂动态演变过程,为摸清其损伤断裂理与规,本文完成了12根实际坝体材料碾压混凝土三点弯曲梁试验,分析了强度等级、缝高比对碾压混凝土断裂特性影响.以材料静态断裂试验为础,通过研究声发射信号参量与动态荷载下裂缝扩展关系,到了动静态断裂韧度转化关系.最后利用有限元对武都重力坝裂缝在地震作用下开裂破坏进行分析,为实际坝体混凝土裂缝安全评价提供科学依据.     

碾压混凝土断裂性能研究

提出了测定Ⅰ－Ⅱ复合型裂缝断裂能的方法,用试验论证了不同组合Ⅰ－Ⅱ复合型试件的断裂能属同一量级;对不同应力强度因子水平的试件进行了碾压混凝土层面的徐变断裂试验,得到了应力强度因子水平与断裂时间的关系。     

碾压混凝土拱坝诱导缝等效强度双参数断裂模型

对两种尺寸碾压混凝土三点弯曲梁进行了断裂试验,获得了荷载和裂缝口张开位移P-M全曲线及荷载和加载点位移P-δ全曲线,分析了碾压混凝土的断裂参数、临界有效裂缝长度和临界裂缝尖端张开位移等一系列空白参数.运用双K和双G断裂理论,分别建立了碾压混凝土拱坝诱导缝等效强度的非线性断裂模型和断裂能量分析模型,从非线性应力场和能量释放率角度明确了诱导缝的起裂、稳定扩展和失稳扩展的计算方法,对两种模型计算结果进行了相互比较,并用有限元和沙牌拱坝的工程实际观测值验证了模型的可靠性.给出了拱坝诱导缝的最佳布置间距、设置位置等.实践证明,该模型可提高碾压混凝土拱坝诱导缝的设计水平,且具有工程实用价值.     

带裂纹碾压混凝土层面强度尺寸和边界效应

研究了碾压混凝土层面中带不同削弱度裂纹时远场强度的尺寸和边界效应,指出对强度影响的不仅仅是试件尺寸,也包括试件边界、裂纹长度和裂纹数量等因素.应用界面断裂力学理论和混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型断裂准则,对Hu和Wittmann的强度效应律做了理论上的扩展,使之符合碾压层面抗拉强度的断裂特性;最后建立了碾压混凝土层面强度的尺寸与边界效应回归曲线.     

碾压混凝土拱坝双向间隔诱导缝等效强度研究

通过对碾压混凝土试件断裂韧度分析,得到了碾压混凝土断裂韧度的尺寸效应规律,将该规律运用到双向间隔诱导缝等效强度计算公式中,得到与缝短边边长α及比例常数k有关的双向间隔诱导缝等效强度计算公式．该公式计算简单,且反映了相同面积折减率下双向间隔诱导缝等效强度随尺寸变化规律．同时,发现诱导缝等效强度随着混凝土强度等级的提高而增大,但诱导缝所在断面强度剩余率却随着混凝土强度等级提高及缝短边边长增加而减小．并为碾压混凝土拱坝中诱导缝的设计提出了建议．     

混凝土Ⅰ—Ⅱ复合型裂纹有效断裂准则

利用单边切口四点剪切梁进行了混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验研究。根据试验结果采用四分之一点奇异有限元法计算了各试件的应力强度因子ＫⅠ和ＫⅡ；结合本文的试验结果在广泛收集、分析国内外混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验资料的基础上，建立了混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型有效裂纹断裂准则，并与已有断裂准则进行了比较。     

沙牌碾压混凝土拱坝诱导缝开裂研究

根据碾压混凝土拱坝诱导缝构造特点,分别将矩形诱导缝简化为穿透形裂缝和深埋椭圆形裂缝,假定为I型开裂;考虑相邻裂缝的影响．采用虚拟裂缝模型和线弹性断裂力学相结合的方法,建立了诱导缝失稳扩展时的亚临界扩展量和等效应力强度因子的解析表达式．结合碾压混凝土的试验断裂参数,计算了沙牌碾压混凝土拱坝诱导缝的等效强度,并将此结果应用到三维非线性应力场仿真分析中,对沙牌拱坝进行了开裂计算分析．计算结果表明,等效强度可以作为诱导缝的开裂准则．     

混凝土 Ⅰ-Ⅱ 复合型断裂试验的试件形式及试验装置系统

在总结分析有关研究的基础上，对进行稳定混凝土断裂试验所需的条件及试验测量误差进行了分析，提出了适于混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验研究的试件及其加载测量系统，并分析了引起测量误差的原因．结果表明，单边切口四点剪切梁是进行混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂研究较理想的试件之一     

混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型裂纹有效断裂准则

利用单边切口四点剪切梁进行了混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验研究．根据试验结果采用四分之一点奇异有限元法（ｔｈｅｑｕａｒｔｅｒ－ｐｏｉｎｔｓｉｎｇｕｌａｒｅｌｅ－ｍｅｎｔ）计算了各试件的应力强度因子ＫⅠ和ＫⅡ；结合本文的试验结果在广泛收集、分析国内外混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型断裂试验资料的基础上，建立了混凝土Ⅰ－Ⅱ复合型有效裂纹断裂准则，并与已有断裂准则进行了比较     

GCr15高温金相分析

用高温显微镜观察ＧＣｒ１５铸态碳化物偏析的微观结构变化，并观察轧制态的ＧＣｒ１５纵向断口和不同热处理工艺条件下的晶粒度，实验结果表明：在锻轧前加热ＧＧｒ１５钢锭时，先高温下保温较长时间，再加热至始锻（轧）温度，能使碳化物充分溶解与扩散，确定始锻（轧）温度时，晶界偏析的影响不可忽视，同时晶粒粗化倾向需予以控制。     

Influence of hot-rolling on the microstructure and mechanical properties of a near β-type Ti-5.2Mo-4.8Al-2.5Zr-1.7Cr alloy

In this work, the 90° clock rolling and the uni-directionally rolling processes at high temperature were carried out on the near β-type Ti-5.2Mo-4.8Al-2.5Zr-1.7Cr titanium alloy cutting from an ingot, respectively. The corresponding microstructures were quantitatively characterized, and its effect on the dynamic mechanical properties and fracture mechanism were emphatically investigated. It was found that after 90° clock rolling, the microstructure composed of equiaxed primary α phase(α_p) with an average size of about 2 ?μm and the β transformed regions containing the acicular secondary α phase(α_s) with an average thickness of about 50 ?nm and the separated β phase was obtained. However, in the uni-directionally rolled titanium alloy, no acicular α_s was observed, and the corresponding microstructure consisted elongated lamellar α phase (average thickness: about 1.3 ?μm), few equiaxed α phase (average grain size: about 300 ?nm) and the inlaid β phase. The microstructural difference of the hot-rolled titanium alloys was closely related to the deformation process. Moreover, a great number of α_p and α_s in the 90° clock rolled titanium alloy effectively enhanced the strength, and the dynamic compressive strength reached to 1730 ?MPa. Furthermore, equiaxed α_p was conducive to the homogeneous deformation, which counteracted the localized deformation caused by acicular α_s to a certain extent and made the 90° clock rolled titanium alloy exhibit an acceptable critical fracture strain of about 10.5%. Moreover, the fracture microstructures showed that the main failure mode of the 90° clock rolled and the uni-directionally rolled titanium alloy were ductile fracture and brittle fracture, respectively.     

轧制态5083铝合金的超塑性

为获得轧制态5083铝合金超塑性变形行为的工艺参数,对超塑性变形行为及其原理进行了研究。结果表明：在300℃条件下,当应变速率为1.67×10^-4s^-1时,材料的伸长率最高,达到126.1%。在此条件下轧制态5083铝合金呈现良好的超塑性,材料在超塑性变形过程中表现出明显的应变软化现象,伴随有锯齿形流变现象;断裂形式为韧性断裂,断口形貌由韧窝和撕裂棱组成。该结果为轧制态5083铝合金的工业化生产提供了数据参考。     

储层裂缝表征及预测研究进展

 全面、准确对致密储层的裂缝网络进行定量表征及预测影响着裂缝性油气田的高效开发。在系统调研国内外裂缝研究成果且详细对比分析的基础上,从地质分析、测井识别、构造曲率法及应力场模拟、地震裂缝检测、非线性理论方法等着手,总结出了储层裂缝表征及预测研究的进展。研究表明,根据成因将储层裂缝划分为构造裂缝和非构造裂缝两大类,构造缝包括区域性裂缝、局部构造缝和复合型构造缝,局部构造缝指与断层和褶皱相关的裂缝;非构造缝主要分为收缩缝和与表面有关的裂缝两大类及9个亚类,裂缝类型不同,其特征及成因机理也不同。采用地质分析与测井解释相结合,建立露头、岩心与测井的识别模式对裂缝进行准确识别。利用地质、测井和构造应力等资料,建立数学模型,对裂缝参数进行定量计算。详细阐述并分析了多种裂缝预测方法的优缺点,最终指明了储层裂缝研究的不足与发展方向。     

基于DFN离散裂缝网络模型的裂缝性储层建模方法

针对目前裂缝性储层建模方法存在的问题, 探讨DFN离散裂缝网络模型的裂缝性储层建模的思路和方法, 提出分大尺度和中小尺度两种裂缝级别建立DFN离散裂缝模型。首先, 按照确定性建模方法, 以三维地震资料建立大尺度裂缝的空间分布模型。然后, 以岩芯观测和成像测井解释的裂缝密度、长度、倾角、方位等统计信息为基础, 在地震裂缝预测的属性体约束下, 建立全区裂缝密度分布模型, 并以该数据体为约束, 利用随机建模方法, 建立中小尺度的裂缝网络模型, 实现井间裂缝密度的约束。最后, 通过整合大尺度和中小尺度的DFN模型, 建立Z地区综合离散裂缝网络模型及其裂缝孔隙度、渗透率等属性模型。该模型反映了储层裂缝的三维空间分布特征, 为该区油藏数值模拟提供了地质基础。     

混凝土窄条断裂区模型及其应用

以大量的实验观察结果为依据，提出了描述混凝土类半脆性固体材料失稳断裂前存在着裂缝稳定缓慢增长过程的窄条断裂模型．根据这一模型，提出了采用ＣＴＯＤｃ作控制参数来求解失稳断裂前的有效裂缝扩展量Δａｃ和等效断裂韧度～ＫＩＣ的计算方法．结果表明，将初始缝长ａ０加上Δａｃ进行有效裂缝长度修正后求得的～ＫＩＣ与试件尺寸无关，因而ＣＴＯＤｃ和～ＫＩＣ有希望作为控制混凝土类半脆性固体材料断裂的双参数准则．     

氧化铁皮在冷轧过程中的断裂行为

利用轧卡实验研究热轧低碳钢表面氧化铁皮在无酸洗冷轧过程中的断裂行为.结果表明,由于带钢在靠近辊缝处的弹性变形,带钢表面的氧化铁皮受拉应力作用发生断裂,裂纹垂直于轧制方向,越靠近辊缝裂纹密度越大.单道次轧制压下量小于16%时,氧化铁皮只发生断裂;压下量超过16%时,氧化铁皮开始出现脱落,当氧化铁皮受力超过其界面附着强度时,将发生氧化铁皮从带钢表面剥离和粉碎.同样的总压下量条件下,多轧制道次有利于保护氧化铁皮的完整性.     

碳素材料的断裂特性分析

本文研究了碳素材料的断裂行为和断裂韧性的试验方法,并分析了碳素材料的成份、孔隙等因素对断裂韧性的影响.     

缝洞型碳酸盐岩裂缝扩展分析

针对缝洞型碳酸盐岩水力裂缝转向问题,基于多孔介质流-固耦合基本方程和损伤力学基本理论,建立了缝洞型碳酸盐岩储层的裂缝扩展有限元模型并进行模拟分析,模拟发现：（1）水力裂缝遇到天然裂缝,逼近角越大,水力裂缝转向的极限水平主应力差越小;天然裂缝长度越长,极限水平主应力差越大。（2）水力裂缝遇到缝洞体,溶洞宽度越大,水力裂缝沿转向的极限水平主应力差越大;天然裂缝的逼近角越大,极限水平主应力差越小。（3）压裂裂缝遇到天然裂缝转向后,转向后的裂缝的宽度变小;水力裂缝遇到溶洞,裂缝总体宽度急剧下降。