灰铸铁抗拉强度测量方法比较

采用灰铸铁材料进行圆环劈裂试验、扭转试验、四点弯曲试验和直接拉伸试验,得到上述4种抗拉强度测量方法的结果比值约为2.87∶1.33∶1.17∶1。四点弯曲试验的测量结果与直接拉伸试验结果接近。结合文献中的试验数据,发现铸铁、岩石、混凝土等不同脆性材料的间接拉伸试验结果与直接拉伸试验结果比值相近,于是可给出带修正系数的通用间接测量抗拉强度公式。有限元分析表明,间接拉伸试验中试件断裂面上不是均匀应力,当断裂面的小部分单元达到应力极限时只产生微观裂纹,并没有发生整体破坏,当断裂面上大部分单元都达到应力极限时才会丧失承载能力,发生宏观破坏,这可能是导致不同测量方法结果不一致的原因。     

类木材料抗剪及抗拉强度的试验研究

类木材料是以植物纤维和氧化镁为主要原材料,通过加入由氯化镁、可溶性硫酸盐和磷酸盐、分析纯酒石酸制备的溶液拌和均匀后,经高压静置固化成形的无机胶凝人工集成材。为将这种材料应用到建筑结构中,本文通过21个短梁的抗剪试验和30个立方体试件的劈裂抗拉试验来测定其抗剪强度和抗拉强度。结果表明:材料的微观结构成絮状,化学晶体不能完全充填微孔隙;两种试件的破坏均较为突然,延性较差;短梁抗剪破坏时,试件中部出现竖向裂缝但开展缓慢,而剪切面裂缝迅速贯通试件;立方体试件劈裂受拉破坏时,在平行于垫条的侧面产生横向裂缝,破坏时竖向裂缝迅速贯通劈裂面;材料的密度测试值为1 314 kg/m~3,变异系数为0.042;材料的内孔隙或纤维的顺向排列对强度影响较大,抗剪强度测试值为3.86 MPa、变异系数为0.101,抗拉强度测试值为3.17 MPa、变异系数为0.078。     

红砂岩巴西劈裂强度和极限应变的尺寸效应

为研究红砂岩中巴西劈裂强度和破坏极限应变的尺寸效应,试验采用了直径50mm,高度分别为20、25、30、35、40、45、50mm等7组不同厚度的红砂岩圆盘试件进行巴西劈裂试验,同时在试件圆盘中央黏贴应变片监测试件加载直至破坏过程中的横向应变、纵向应变。试验发现,不同厚度下的红砂岩试件所得巴西劈裂抗拉强度不同,试验回归分析了红砂岩中巴西劈裂抗拉强度与厚度的关系,在20~30mm厚度范围内,劈拉强度随厚度的增加而增大,在30~50mm范围内,劈拉强度随厚度增加而无明显变化。     

混凝土冲击拉伸力学性能及裂纹扩展试验研究和数值模拟

为真实反映混凝土材料劈裂拉伸力学性能,基于应变片法采用分离式霍普金森压杆对混凝土平台巴西圆盘试件进行了劈裂拉伸试验,研究了不同加载角对试件起裂方式及破坏模式的影响,并对试件破坏过程进行了扩展有限元模拟,同时与试验结果进行了对比分析,得到用于测试混凝土拉伸力学性能的最优加载角.基于此得到动态劈拉下3种不同强度混凝土的劈裂拉伸应力-径向应变曲线及抗拉强度、极限应变、拉伸敏感系数等参数的应变率效应.结果表明:20°加载角可以保证圆盘在中心起裂,用于测试混凝土劈裂拉伸性能最为可靠.在高应变率下,混凝土动态力学参数均具有明显的应变率效应,裂纹沿试件受力方向扩展、贯通直至试件沿加载直径方向劈裂为两半,破坏面表现为骨料破坏,与数值模拟结果一致.     

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%.     

蒸压硅酸盐企口砌块砌体弯曲抗拉性能试验

为编制《蒸压硅酸盐砌块小型砌块应用技术规程》提供试验依据,研究了蒸压硅酸盐企口小型砌块砌体抗弯性能.按照《砌体基本力学性能试验方法》(GB/T50129—2011)的要求分别进行沿通缝和沿齿缝弯曲抗拉试验,并与混凝土多孔砖砌体的抗弯性能进行对比.结果表明:不论沿通缝弯曲抗拉还是沿齿缝弯曲抗拉,蒸压硅酸盐企口小型砌块试验平均值均高于规范中混凝土多孔砖砌体弯曲抗拉强度计算平均值,试验测得沿通缝试件弯曲抗拉强度低于沿齿缝试件弯曲抗拉强度,为沿齿缝试件弯曲抗拉强度的1/2.同时将试验数据进行回归统计分析,提出蒸压硅酸盐砌块砌体弯曲抗拉强度平均值计算公式,砌块中榫卯结构的设置提高了蒸压硅酸盐企口小型砌块砌体抗弯力学性能.     

活性粉末混凝土冲击拉伸试验研究

采用霍普金森压杆(SHPB)对活性粉末混凝土(RPC)进行冲击劈裂拉伸和冲击轴向拉伸试验.结果表明:RPC冲击轴拉强度是冲击劈拉强度的一半左右;钢纤维提高了RPC冲击拉伸强度1～1.5倍,并使RPC破坏形态由脆性转为韧性,避免了试件的多块劈裂与多段断裂;随着纤维体积率的增大,动静态劈裂强度比值减小;造成RPC试件破坏的...     

干燥及饱水状态下基于巴西劈裂法的板岩抗拉强度

为研究干燥及饱水状态下不同层理角度板岩的抗拉强度的相关规律,采用微机控制电液伺服万能试验机对不同层理角度的板岩试件进行巴西劈裂试验,获得其破坏荷载、饱和含水率、抗拉强度等力学参数;基于获得的力学参数分析不同状态下板岩试件抗拉强度的变化规律以及其相对应的破坏模式。研究结果表明:随着板岩试件层理角度的增加,其抗拉强度逐渐降低,饱水状态下板岩试件的抗拉强度明显低于干燥状态下板岩试件的抗拉强度,并且层理角度为0°和90°板岩试件的破坏模式为纯拉伸破坏,层理角度为30°和60°板岩试件的破坏模式为沿层面剪切破坏。     

纳米SiO_2-超细粉煤灰混凝土力学性能的试验研究

为研究混凝土的绿色化和高性能化,进行了不同纳米SiO_2掺量下超细粉煤灰混凝土的静态压拉试验,分析了纳米SiO_2掺量对超细粉煤灰混凝土压拉强度的影响和最优掺量下对超细粉煤灰混凝土的破坏形态影响。试验结果表明:普通混凝土和超细粉煤灰混凝土试件的抗压和劈裂抗拉强度均随纳米SiO_2加入量的增大显示先上升后下降的趋势,当纳米SiO_2加入量为0.8%时,普通混凝土试件的抗压和劈裂抗拉强度增幅效果最好;当纳米SiO_2加入量为1.0%时,超细粉煤灰混凝土试件的抗压和劈裂抗拉强度增幅效果最好;试件的抗压和劈裂抗拉破坏形态均为脆性破坏,但超细粉煤灰混凝土掺入1.0%纳米SiO_2后抗压和劈裂抗拉破坏程度明显得到改善。     

高性能混凝土高温后劈裂抗拉强度试验研究

在不同温度相同恒温时间以及相同温度不同恒温时间两种情况下对C40高性能混凝土立方体试件的劈裂抗拉强度进行试验研究,分析讨论了不同高温作用后混凝土材料劣化的机理以及对劈裂抗拉强度的影响,探讨了劈裂抗拉强度随温度变化的规律。结果表明,高温后对混凝土的劈裂抗拉强度影响最大的因素是作用的最高温度,在相同的恒温时间条件下,C40高性能混凝土的劈裂抗拉强度随着经历温度的升高总体呈下降趋势;在相同的试验温度条件下,混凝土的劈裂抗拉强度随着试验时间的延长会出现反弹现象。     

混凝土动态劈裂试验中的惯性效应研究

在商业有限元软件中采用应变率不敏感的材料本构模型对巴西圆盘动态劈裂试验进行了数值模拟,研究了不同厚径比以及平台巴西圆盘中平台角度对动态抗拉强度的影响。分析表明,动态劈裂试验中惯性效应对抗拉强度有比较大的影响,且惯性效应与试件尺寸、平台角度以及应变率有关。所得结果将为巴西圆盘动态劈裂试验设计提供参考,通过与试验数据的对比,可得到材料真实的应变率效应。     

应力梯度对混凝土极限拉伸值的影响

本文通过轴拉、弯曲以及偏心受拉的对比试验,论证了混凝土的极限拉伸值随应力梯度增大而增大的规律,并用Weibull理论进行了定量分析.通过大试件(弯曲、轴拉)与小试件(弯曲、轴拉)的对比试验和理论分析,对小试件的试验结果能否适用于大体积混凝土进行了肯定的论证.考虑大坝温度应力的实际分布.建议将轴向拉伸试件测得的极限拉伸值乘以系数(1.23～1.35)作为设计采用.     

粉煤灰混凝土的单轴与劈裂抗拉强度研究

采用混凝土与螺纹钢筋组成的单轴抗拉试验装置及传统的劈裂抗拉试验装置,实施以早龄期为中心粉煤灰混凝土的单轴抗拉及劈裂抗拉强度试验,并与普通混凝土的试验结果作比较.试验结果表明,粉煤灰混凝土的抗拉强度随龄期的发展规律与普通混凝土存在较大差异,虽然粉煤灰在中长龄期抗拉强度有大幅增长,但其最终抗拉强度仍明显低于普通混凝土.另外,单轴抗拉强度明显高于劈裂抗拉强度,而劈裂抗拉强度与规范公式的计算结果基本接近.在对试验结果进行回归分析的基础上,分别建立劈裂、单轴抗拉强度与抗压强度的关系公式,以及劈裂-单轴抗拉强度关系式.     

低掺量下钢纤维混凝土抗拉和抗折性能试验研究

为研究低掺量下钢纤维对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响,以钢纤维体积掺量、钢纤维类型、混凝土基体强度等级为主要参数,进行了钢纤维混凝土立方体劈裂抗拉标准试验以及小梁抗折标准试验研究.结果表明:钢纤维的掺入对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度有显著提高,钢纤维体积掺量为0.9%时,劈裂抗拉强度提高37%,抗折强度提高18%;钢纤维的掺入显著改善了混凝土抗拉及抗折破坏形态,试件破坏后整体性较好;波纹型钢纤维和端钩型钢纤维的劈裂抗拉性能及抗折性能要优于螺纹型钢纤维.     

相变材料对温拌沥青混合料路用性能及微观机理的影响

为研究相变材料DTC对温拌沥青混合料路用性能的影响,通过马歇尔稳定度试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验、电子显微镜试验以及核磁共振试验,研究了不同DTC掺量下相变温拌沥青混合料的高温、低温、水稳性能的影响规律及其微观机理。结果表明：马歇尔稳定度值、小梁抗弯拉强度值与DTC掺量符合线性关系,通过t检验和F检验可知,短期老化对劈裂抗拉强度比的均值和方差无显著影响,长期老化对劈裂抗拉强度比的均值影响显著,对方差无显著影响。电子显微镜和核磁共振的研究发现：随着DTC掺量的增多,试件内的孔隙越来越多,但孔径分布及其峰值主要集中在0.01um-1um之间,孔隙度也在增大,这也正是DTC掺量越大,马歇尔稳定度值、劈裂抗拉强度值和小梁抗弯拉强度值下降越多的主要原因。通过灰色关联度分析获知,老化对沥青混合料路用性能的关联度影响甚微。因此,DTC掺量对沥青混合料的路用性能影响由大到小依次是马歇尔稳定度、抗弯拉强度、劈裂强度;相关性分析表明,沥青混合料微观结构特性与其宏观性能的相关系数都在0.77以上,宏细观性能紧密关联。     

废弃纤维再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应试验

目的研究再生骨料取代率、废弃纤维掺入量和混凝土强度等级对废弃纤维再生混凝土立方体试件劈裂抗拉强度的尺寸效应.方法对15组边长为100 mm、150 mm、200 mm的立方体试件进行劈裂抗拉试验,通过尺寸效应度评价各参数对尺寸效应的影响规律;采用最小二乘法,验证经典尺寸效应理论模型对废弃纤维再生混凝土的适用性.结果随着再生骨料取代率的增加,劈裂抗拉强度尺寸效应增加;随着废弃纤维掺入量的增加,劈裂抗拉强度的尺寸效应先减小后增加,当废弃纤维掺入量为0. 12%时,尺寸效应现象较小;混凝土的强度等级越高,强度的尺寸效应现象越明显;两种经典尺寸效应理论试验数据的拟合相关系数介于0. 946～0. 999.结论废弃纤维再生混凝土的劈裂抗拉强度存在尺寸效应现象,与普通混凝土随强度等级的变化规律一致,Bazant尺寸效应理论无切口情况修正和Carpinteri分形尺寸效应适用于废弃纤维再生混凝土尺寸效应的分析.     

混凝土动态拉伸试验方法的研究

基于能量原理对混凝土轴拉试件的稳定开裂条件进行了讨论．根据本文和其他研究者的试验，对混凝土动态拉伸试验所需要的仪器设备条件，轴拉、弯拉和劈裂三种拉伸试验方法对混凝土动态拉伸试验的适用性进行了分析．在此基础上提出了混凝土动态拉伸试验的试验方法．该方法已通过了试验验证，具有一定参考价值     

三维编织碳/碳复合材料高温力学及疲劳试验研究

在大气环境下,对有抗氧化涂层的非切边和切边三维(3D)四向碳/碳复合材料在室温、800和900℃下进行编织纵向拉伸试验,得到了相应工况下的弹性模量、拉伸强度以及应力-应变曲线;在800℃下对两种试件进行编织纵向拉/拉疲劳试验,得到了疲劳寿命数据以及剩余刚度随循环载荷的变化规律。采用扫描电子显微镜(SEM)对破坏后的试件断口进行观察研究,分析材料拉伸破坏机制以及疲劳破坏机制。结果表明:三维四向碳/碳复合材料的拉伸强度和弹性模量随着温度的升高而增大,非切边试件的力学性能优于切边试件;三维四向碳/碳复合材料剩余刚度随循环载荷先增加而后减小;材料的拉伸破坏形式以纤维拉伸为主,温度升高后,断口出现纤维束成簇拔出现象,疲劳破坏形式以纤维拉伸为主并伴随一定的纤维簇拔出和基体分层现象。     

橡胶粉与岩沥青复合干法改性高模量沥青混合料试验研究

为探明不同粒度特征的橡胶粉等量替换布敦岩沥青(BRA)对改性沥青混合料路用性能的影响,采用干法改性工艺拌制Sup-13型沥青混合料,开展了残留稳定度试验、冻融劈裂试验、车辙试验、低温劈裂试验和小梁弯曲试验。结果表明:采用较细粒度的橡胶粉相对较粗粒度的橡胶粉,可减小橡胶粉等量替换部分BRA对沥青混合料残留稳定度和动稳定度的不利影响,并能明显提升改性沥青混合料的劈裂抗拉强度、冻融劈裂抗拉强度比和低温劈裂压缩模量,而低温劈裂压缩变形量有所降低;100目的橡胶粉等量替换BRA,使改性沥青混合料的动稳定度提升了21.2%,小梁低温弯曲的弯拉强度和弯曲劲度模量分别提高了71.8%和87.5%。     

加荷速率与受力状态对高水材料凝结体力学参数的影响

针对高水材料凝结体在不同加荷速率及不同受力状态下的强度参数,选用水灰比为6∶1(含水率86%),研究当加荷速率变化时,高水材料凝结体抗压、抗拉及抗弯强度参数的变化情况。通过进行高水材料凝结体在不同加荷速率下的单轴压缩实验、拉伸实验和弯曲实验。实验结果表明,材料在单轴压缩时会因挤压而有一定程度的失水,同时材料表现出弹-塑性的特点。在拉伸和弯曲时,无出水情况,试样从中部直接被拉断。随着加荷速率的增大,高水材料凝结体的抗压、抗拉和抗弯强度都增大。在同一加荷速率下,高水材料凝结体的抗压强度抗弯强度抗拉强度。