非饱和花岗岩残积土的剪切特性与抗剪强度分析

对不同含水率的原状和重塑花岗岩残积土开展常规三轴固结不排水试验,对比分析饱和度对原状土和重塑土剪切变形特性的影响规律,并通过测定原状土和重塑土的土水特征曲线,给出基质吸力与抗剪强度指标之间的关系,建立花岗岩残积土非饱和抗剪强度表达式。结果表明：原状和重塑花岗岩残积土的应力-应变曲线的硬化程度随着含水率和围压的增加而上升,原状土的应力-应变曲线在低含水率、低围压条件下表现为软化型,重塑土均表现为硬化型;原状土和重塑土的应力路径随含水率的变化基本相同,随着含水率降低,剪切过程中产生的孔隙水压力逐渐减小,有效应力路径逐渐向总应力路径靠拢;花岗岩残积土土水特征曲线可分为饱和、过渡、残余3个阶段,脱湿过程中原状土的残余吸力大于重塑土,过渡区范围比重塑土大,在高饱和度状态下,原状土和重塑土的含水率随基质吸力的增加变化幅度很小,达到进气值后才随着基质吸力开始明显下降,进入到残余阶段含水率的变化逐渐缓慢;基质吸力对土体内摩擦角的影响很小,黏聚力随着基质吸力的增加不断增大,吸附内摩擦角逐渐减小,基质吸力对土体抗剪强度的贡献逐渐减弱,基质吸力对原状土与重塑土有效黏聚力的影响远大于有效内摩擦角,通过基质吸力与吸力强度之间的回归关系建立的非饱和双曲模型对预测花岗岩残积土的抗剪强度具有很好的适用性。     

花岗岩石粉细度与砂浆强度灰熵分析

为提高机制砂石粉的利用率,在分析花岗岩机制砂石粉(以下简称石粉)掺量和细度对砂浆强度影响规律的基础上,采用灰关联熵分析法研究石粉细度对砂浆强度影响的显著性,并采用SEM分析方法研究石粉对砂浆微观性能的影响.研究表明:随着石粉掺量的增加,砂浆强度呈现先上升后下降的规律.随着石粉的粉磨时间增加,石粉比表面积增大,表现为粒径小于10 μm颗粒含量的增加和大于40 μm颗粒含量的减小.灰熵结果分析表明,石粉的颗粒参数及分布对砂浆强度均有一定的影响,其中比表面积对砂浆强度的影响最为显著,是影响石粉活性的显著因子.10~40 μm的石粉颗粒对砂浆强度的提高是最为有益的.微观分析结果表明,合适掺量及细度的石粉通过改善胶凝体系内部水化产物数量及形貌进而影响砂浆宏观力学性能.     

黑云母花岗岩对冲击荷载的动态力学响应

为了研究黑云母花岗岩对冲击荷载作用时的动态力学响应,采用大直径分离式Hopkinson压杆装置对黑云母花岗岩进行了动态压缩及动态劈裂抗拉试验,分析了黑云母花岗岩的动态压缩应力-应变曲线、动态压缩破坏形态以及动态劈裂抗拉强度等动态力学参数随着冲击荷载的变化规律。结果表明:黑云母花岗岩的动态抗压强度随着子弹冲击加载速度的增加而明显提高,在15.0 m/s左右时,动态抗压强度达到347.1 MPa; 随着子弹冲击加载速度的增加,黑云母花岗岩破坏的形式是从块状到粉状; 与静态劈裂抗拉强度相比,动态劈裂抗拉强度也有较大幅度的提高。     

水泥改良花岗岩残积土的强度和崩解特性研究

直接将花岗岩残积土用作路基填筑,易产生溜坍、滑坡等病害.为了消除花岗岩残积土不良特性,对湖南省南岳地区花岗岩残积土粒径级配进行研究,得出该地区花岗岩残积土为砂质粘性土,为了提高其填筑路基的性能,采用不同掺入量的水泥对其进行改良,在压实度均为90%的条件下,利用SLB-1型应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪和自制崩解仪对各组试样分别进行三轴试验和崩解试验.改良的花岗岩残积土的抗剪强度和崩解试验结果表明,随着水泥掺量的增加,其抗剪强度逐步提高,遇水崩解状况得到逐步改善,当水泥掺入量达到6%时,能大幅提高花岗岩残积土的抗剪强度,其耐崩解性也得到了大幅度的提高和改善,可达到实际工程中改良当地花岗岩残积土的目的.     

基于三参数强度准则的高强混凝土井壁力学特性分析

为了分析高强混凝土井壁的力学特性,采用三参数强度准则推导出了高强混凝土立井井壁极限承载力理论解以及弹性区和塑性区应力与半径和荷载之间的解析表达式,并对计算结果进行了实验的验证。计算分析表明:在弹性区,高强混凝土井壁径向压应力σr随半径r的增大而增大,环向压应力σθ随半径r的增大而减少;在塑性区,径向压应力σr和环向压应力σθ均随半径r的增大而增大。当井壁内半径为4.0 m、厚度为1.0 m、混凝土强度等级为C60时,井壁极限承载力为22.87 MPa,井壁厚度每增加0.1 m,井壁极限承载力增加2.8 MPa左右。同时,混凝土井壁的环向压应力σθ达到164.38 MPa,是混凝土立方体单轴抗压强度的2.7倍左右,表明考虑了混凝土多轴强度影响的三参数强度准则更适用于高强混凝土井壁力学特性分析,为高强混凝土井壁结构的设计计算提供了的理论参考。     

生物质燃烧特性与动力学分析

为丰富农林业生物质利用方式,通过热重分析法研究生物质在不同条件下的燃烧特性及其动力学特性。研究表明,不同生物质燃烧特性明显不同。稻壳经不同温度水洗后综合燃烧特性指数增加,最大燃烧速率提高6.0~7.6 %/min,燃烧活化能高于原样,且在一定范围内水洗温度越高,焦炭燃烧阶段活化能越小;提高升温速率,生物质的着火温度、燃尽温度、残余率、最大燃烧速率及综合燃烧特性指数提高;生物质的燃烧反应遵循一级反应动力学模型,相关系数达0.955以上,挥发分析出燃烧阶段活化能均大于焦炭燃烧阶段。该实验结果可为生物质在火力发电行业应用提供参考。     

海洋天然气水合物强度准则适用性分析

为分析常三轴压缩条件下不同饱和度天然气水合物在不同围压下强度破坏准则的适用性,基于Mohr-Coulomb、Mogi-Coulomb、Hoek-Brown、广义Hoek-Brown和Drucker-Prager准则,结合天然气水合物的应力-应变曲线,进行天然气水合物强度拟合。结果表明,Mogi-Coulomb准则和Drucker-Prager强度准则计算值与实验值平均误差率小于2%,拟合曲线相关系数大于0.99,表明这两种强度准则与实验结果具有较高的一致性,而Hoek-Brown准则拟合曲线相关系数小于0.95,在天然气水合物低围压下并不适用。研究结果可为天然气水合物井壁稳定研究,保障水合物开采安全进行,提供理论参考。     

温度作用后花岗岩强度特性及矿物成分变化特征

文章基于传统三轴压缩试验,对温度作用后的花岗岩强度特性与破坏形式开展研究,借助X射线衍射仪,从微观角度上分析了强度劣化的相关机理。结果表明:在20~900℃范围内,随温度升高,试样色调变暖;单轴压缩下热处理岩样为对锥形或柱状劈裂破坏,三轴下均为剪切滑移破坏;除了300℃下抗压强度出现增强外,高温作用后花岗岩单轴抗压强度整体呈下降趋势;随温度升高,围压对强度的增强作用变得明显,但这种增强作用难以抵消高温对岩石的损伤劣化效果;在500℃及以下时,岩样主要成分的衍射信息未见明显变化;达到500℃后,在26.5°~27.0°衍射角内石英的衍射峰明显减小,27.5°~28.0°范围内斜长石的衍射峰完全消失。岩样矿物成分改变以及结晶态相变是导致高温作用后岩石力学性质与强度降低的重要原因。     

加筋花岗岩残积土抗剪强度的试验与机理分析

花岗岩残积土是我国东南部沿海地区工程建设中常见的土体,采用加筋土技术对高填方边坡能很好的提高其整体稳定性与土体的抗剪强度。本文首先通过直剪切摩擦试验研究了筋-土界面的摩擦特性;然后在不同加筋层数及不同干密度情况下,对花岗岩残积饱和土和加筋饱和土分别进行了三轴固结排水剪切试验,探究不同干密度、不同加筋层数情况下的加筋效果。试验与机理分析表明：1)不同加筋层数的试样对应的规格化强度系数都大于1,这说明在土体中加入筋体能有效地提高抗剪强度,减少土体的变形。2)随着加筋层数的增加,规格化强度系数增加,说明加筋层数的增加能提高加筋效果,但两层加筋的规格化强度系数与一层加筋相比并不是线性增加,第二层加筋效果有减弱的趋势;随着干密度的下降,规格化强度系数上升;随着围压的增加,加筋土的规格化强度系数降低。3)土工格栅主要通过提高土体黏聚力来提高土体抗剪强度,导致土体的黏聚力显著地提高,而对内摩擦角的影响却不大;通过理论计算结果与测试结果对比,验证了准黏聚力增量公式的合理性,且第二层加筋对准黏聚力增量的贡献相对较小。     

轧钢机机架的动力学特性及强度的研究

根据某初轧机的结构设计方案，利用大型有限元软件ANSYS，建立了结构分析模型，得出了该轧机机架容易激发的固有频率与振型，以及承受最大轧制力时的变形程度。分析结果显示出机架结构振动大小的分布，确定了该机架的危险截面位置，为轧机机构设计提供了依据。     

气体阻尼机构特性分析与设计准则

为泄露主气体阻尼机构工程设计的需要,研究了这种机构运动微积分方程组的近似解析解,并对气阻机构运动的状态及特性进行了讨论。导出了气阻机构工程设计遵循的准则,对机构作用时间散布进行了研究,揭示了气阻机构运动行程具有下限约束的规律,并对Ｍ７５８引信远解距离散布大的可能原因进行了讨论。     

花岗岩残积土抗剪强度与微观结构特征

对不同水的质量分数(含水率)及不同压实度的花岗岩残积土试样开展三轴试验和电镜扫描试验,探究土样的抗剪强度特性与微观孔隙结构之间的关系,从微观角度揭示花岗岩残积土的抗剪强度衰减机理。试验结果表明：花岗岩残积土试样的应力-应变曲线呈现应变硬化特征,抗剪强度随着含水率的升高而降低,随着压实度的增加而增加,且在围压应力较低时,花岗岩残积土试样对含水率及压实度的敏感性更强;从微观角度,花岗岩残积土试样的中孔隙和大孔隙的占比随着含水率的升高而增加,随着压实度的增加而减少。     

岩石的强度准则与应力图表

建立强度理论和改进强度试验的方法在岩石破坏的全部问题中占有重要地位.在进行研究的基础上产生了关于岩石性质以及岩石破坏机理的新的认识.本文探讨强度理论与破坏机理的关系,给出制定应力图表的方法及其说明.在解决矿山技术问题时,莫尔理论得到了最广泛的应用,它是最大剪应力理论的另一种表现形式.根据这一理论,破坏面与压力状态无关,与最大压应力成45°角;材料在拉伸和压缩时,性质是一样的.岩石不满足这些条件,因此最大剪应力理论对于岩石是不适用的.     

内蒙古林西三叠纪花岗岩中黑云母地球化学特征及成岩意义

关于内蒙古林西地区早中生代岩浆岩产出的构造背景尚有争议。作者选择林西地区早三叠世新林镇花岗闪长岩和晚三叠世四力本黑云母花岗岩为研究对象,在岩相学研究的基础上,利用电子探针对花岗岩中黑云母的化学成分进行分析,探讨岩石成因和成岩大地构造背景。研究表明:新林镇花岗闪长岩中的黑云母为镁质黑云母,四力本黑云母花岗岩中的黑云母为铁叶黑云母,总体均显示富铁(TFeO质量分数为22.81%~36.65%)、贫镁(MgO质量分数为2.44%~10.56%)的特征。新林镇花岗闪长岩成岩温度为785~805℃,压力为5.39~8.88MPa,lgfO_2为-13.2~-13.8,属造山带钙碱性花岗岩;岩浆物质以壳源为主,兼具幔源特征,形成于早三叠世碰撞造山阶段。四力本黑云母花岗岩成岩温度为690~710℃,lgfO_2为-16.3~-17.1,为非造山带碱性花岗岩;花岗岩的物源以壳源为主,形成于晚三叠世造山期后的演化阶段。早三叠世林西地区处于强烈的接触碰撞阶段,在晚三叠世则进入造山期后的伸展演化阶段。     

基于岩体层理特性的非线性抗剪强度准则研究

对湖南湘西雀儿溪隧道中的层状砂岩开展了室内三轴压缩试验.结果表明,因微层理面的影响,该砂岩表现出较强的各向异性强度特性,岩体的破坏存在沿层理面的滑移破坏和非滑移破坏(含斜穿层理面的剪切破坏、基岩破坏及二者的复合破坏)两种模式.针对该砂岩的破坏特征,提出了一种反映其强度特性的非线性破坏准则,该准则对两种破坏模式采用不同的方法进行描述.采用该破坏准则预测层状砂岩的破坏强度,预测结果与试验数据吻合较好.采用该准则对其他不同类型层状岩体的强度进行预测,也获得了较好的结果.     

东昆仑造山带北缘早志留世黑云母花岗岩成因

昆北地区早古生代花岗岩记录了东昆仑造山带古特提斯造山带的构造演化的重要信息。选择柴达木盆地西南缘昆北早古生代花岗岩进行了详细的年代学、地球化学和锆石Lu-Hf同位素研究。结果表明：花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为430±1.05 Ma,形成时代为早志留纪;岩石具有高硅(SiO₂=70.0～71.9wt%)、高碱(Na₂O+K₂O=7.09～7.58wt%)、A/CNK=1.03～1.11的特征,属于弱过铝质高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩;岩石富集Rb、Th、Pb等大离子亲石元素,亏损镍、钛、磷等高场强元素,具有明显的铕负异常(Eu/Eu^*=0.49～0.52);岩石具有富集的锆石Lu-Hf同位素,其ε_Hf(t)=-11.47～-0.36,对应的二次模式年龄为2.1～3.1 Ga,表明其起源于中元古代成熟地壳的黑云母脱水部分熔融。综合区域地质背景以及岩石地球化学特征,认为黑云母花岗岩是由于昆北地体和柴南地体碰撞后阶段,地壳物质在伸展减薄背景下发生脱水部分熔融形成的。     

强度准则的验证实验

本文提出了在材料力学教学中,利用材料力学的实验设备和条件,设置新的实验,验证Tresca和Mises屈服准则的正确性。并以具体的实验结果定量分析了两个强度准则存在的差异。该实验作为材料力学的一个教学实验有推广应用的价值。     

压力容器系统动力学特性分析

通过有限元分析发现电机及变速箱等结构对压力容器系统的动力学特性有不可忽略的影响,导致上封头出现局部弯曲及拉伸振型,如若发生共振,将产生很大的动应力,引起振动疲劳,影响结构的安全性.