加载速率对实时高温花岗岩三轴力学特性影响的实验研究

以未风化花岗岩为实验对象,在高温高压三轴力学实验系统上开展三轴压缩实验,分析了三种加载速率下岩样温度、围压对峰值强度、弹性模量的影响,探讨了岩样热损伤演化规律的加载速率效应,建立了花岗岩冷损伤方程。结果显示:在100℃时,加载速率增大,低围压区岩石由延性转向脆性,渐进破坏向突发失稳转变;在500℃时,加载速率增大,低围压区弹性模量硬化明显,失稳模式为准突发失稳;随着加载速率的增大,在低温30～200℃时峰值强度的增加显著,在较高温度200～500℃时峰值强度的增加幅度降低,随着围压的升高,加载速率使峰值强度增强作用降低;各级岩石温度条件下,加载速率与弹性模量相关性不显著;低围压时弹性模量增幅较大,高围压时弹性模量增幅较小;随着加载速率的提高,弹性模量损伤与岩石温度的关系由线性转变为非线性的临界围压降低。     

高温处理后巴丹托鲁水电站凝灰岩的三轴压缩力学特性与损伤演化规律

以印度尼西亚巴丹托鲁水电站为工程背景,对坝址处凝灰岩分别开展100,200和300 ℃高温下的三轴压缩试验研究。针对其应力-应变曲线、体积应变特性、破坏及失稳形式展开分析,结合脆性指数分析凝灰岩的脆-延性转化特征,基于Pearson相关系数探讨温度、围压与不同特征参数的相关性。结合应力-应变曲线分析凝灰岩的弹性应变能及耗散能的演变过程,并基于累积耗散能定义损伤变量。研究结果表明：高温及高围压能够提升凝灰岩的延性。凝灰岩破裂面数量随温度升高而增多,不同围压下岩样由脆性张拉破坏向剪切破坏转变,失稳形式由突发型失稳向渐进型失稳过渡。凝灰岩的峰值应力、弹性模量、泊松比、膨胀角、内摩擦角及黏聚力等参数均随温度及围压的变化呈现出一定的变化规律。凝灰岩的能量演化曲线能够较好地反映不同阶段的裂缝发育情况,损伤因子演化曲线具有三阶段特性,与试样突发型失稳的破坏特征一致。     

含不同倾角裂隙花岗岩三轴压缩力学特性试验研究

对含不同倾角的裂隙花岗岩开展了常规三轴压缩试验,配合声发射(acoustic emission,AE)系统进行全过程的信息监测,对破坏过程的力学特性及声发射特征开展了研究。结果表明:岩石应力-应变曲线特征受裂隙影响显著,裂隙岩样在破裂过程中应力局部波动明显并发生多次应力降,其脆性特征出现弱化。裂隙破坏了岩石的结构完整性,造成岩石抵抗破坏能力的下降,降低比例高达41.4%;随着裂隙倾角由0°增加到90°,花岗岩抗压强度呈现先减小后增大的变化趋势;裂隙的存在增加了岩样非均质性,促使岩样弹性模量的减小。裂隙岩样破坏模式为“穿切裂隙面破坏”和“沿裂隙面剪切破坏”2种模式,其主要取决于裂隙面与最大主应力夹角的大小。裂隙倾角影响了裂隙岩石破裂过程中AE信号变化规律,尤其是30°、45°及60°倾角岩样,AE振铃计数出现明显的“迁移”现象,信号集中分布区拓宽并向后推移;随着倾角增加,岩石破裂活跃程度呈现先减小后增大变化趋势。     

三轴受力状态下岩石损伤扩展力学特性研究

将先进的计算机层析(CT)技术应用于岩石损伤扩展特性研究,对岩石在三轴受力状态下损伤扩展力学特性进行即时CT扫描。文后对三轴受力状态下岩石损伤扩展本构关系进行了简单地分析。     

三轴受力状态下岩石损伤扩展力学特性研究

将先进的计算机层析 (CT)技术应用于岩石损伤扩展特性研究 ,对岩石在三轴受力状态下损伤扩展力学特性进行即时CT扫描。文后对三轴受力状态下岩石损伤扩展本构关系进行了简单地分析     

辉绿岩单轴及常规三轴压缩下力学特性试验研究

为了分析坚硬脆性岩石在单轴及常规三轴压缩条件下的强度和变形特性,通过在TAW-2000微机控制电液伺服试验机上对辉绿岩进行单轴及常规三轴压缩试验,主要分析辉绿岩在围压为1、3、5、10 MPa时基本物理力学参数的离散程度,其弹性模量的离散程度指标值较小,在0.27%～3.49%波动,能较好地表征辉绿岩的变形特性。试验结果表明:随着围压的增大,岩石峰值应变和残余应变均表现出显著的线性增长关系,可采用一次函数形式拟合,弹性模量、变形模量和泊松比均表现出较明显的非线性增长关系,可采用幂函数形式进行拟合,但并不会随着围压的增大而无限增大,而是趋于一个稳定值,这一规律为实际工程中不同地应力条件下准确选取弹性模量、泊松比等参数提供理论基础;随着围压的增大,岩石的峰值强度和残余强度均呈现出较显著的线性增长关系,可采用一次函数形式拟合,并计算出黏聚力和内摩擦角,为岩石工程设计时强度参数的选择提供参考依据。     

细集料含量对风化花岗岩压实力学特性的影响

风化岩由于细集料含量不同而表现出不同的力学特性.由于在荷载和压实过程中颗粒被压碎,风化岩可能表现为粘聚性或非粘聚性.为了评价细集料含量对风化花岗岩压实力学特性的影响,对5种不同细集料含量(10%、20%、30%、40%、50%)的风化岩进行了直剪试验、三轴剪切和基本特性试验.三轴试验表明:随着细集料含量的减少,风化岩的粘聚力减小、内摩擦角增大.细集料含量较少的风化岩抗剪强度在达到峰值后急剧降低.相比之下,细集料含量高的风化岩抗剪强度在达到峰值后比较恒定.临界状态摩擦参数(试验)表明,随着细集料含量的增加,摩擦参数在降低.三轴和直剪试验也表明30%细集料含量是划分砂土与粘土的重要指标.小于30%细集料含量的风化花岗岩在自然界容易获得,其用作路基填料具有较强的稳定性.较低细集料含量的风化岩表现出了与砂相似或更好的力学特性.建议对风化花岗岩的力学特性作进一步的研究.     

加轴压卸围压条件下岩石的力学特性与能量特征

利用MTS815型压力试验机进行加轴压卸围压路径下花岗岩常规三轴卸载试验,研究加轴压卸围压路径下岩石的应力-应变全过程曲线、力学性质及能量特征。采用剪胀角描述岩石的扩容特性。研究结果表明:在卸围压过程中,侧向应变与围压先呈线性关系后呈非线性关系,且其增长速率明显大于轴向应变增长速率,表现出明显的侧向扩容;变形模量随围压卸载而逐渐减小,且随着初始围压的增大而逐渐增大;泊松比随围压卸载而不断增大,同一时刻点的轴向应变增量变化量度略大于侧向应变增量变化量;剪胀角随着初始围压增大而减小;基于能量原理获得岩石应变能随着围压的卸载呈逐渐增大的规律。     

树脂砂高温强韧性的测试技术

提出利用断裂力学理论评价树脂砂的强韧性,引入高温当量韧度的概念.利用自行研制的树脂砂高温性能试验仪研究了不同树脂砂的高温当量韧度及其影响因素.     

耐高温双马来酰亚胺复合材料树脂基体的研究

本文报导了一种新的工艺性能良好的耐高温双马来酰亚胺树脂,它是由两种结构不同的双马来酰亚胺热熔共混后,再加入第三组份Ｐ而制得的。两种结构不的双马来酰亚胺,一种是商品化产品４,４‘－二苯甲烷双马来酰亚胺,另一种是自己合成的烷基取代双马来酰亚胺。     

滨海软黏土蠕变特性的三轴试验

为探讨天津滨海典型软黏土的蠕变特性,利用英国GDS动三轴试验系统,开展了考虑围压、加荷比以及排水条件等因素下的三轴蠕变试验研究,得到了不同条件下滨海软黏土的应力．应变．时间关系曲线．试验结果表明：天津滨海软黏土具有非线性蠕变特性,其蠕变变形演化特征受结构性制约,低围压条件下,蠕变等时曲线近似为线性,无明显的屈服特性;当围压较大时,蠕变等时曲线呈现折线特性;排水条件下的蠕变等时关系曲线比不排水条件下的非线性程度明显,排水条件下其体变性状总体上表现为剪缩,蠕变变形速率和变形量均低于不排水条件;不排水条件下软黏土的初始蠕变变形速率和变形量与围压和加荷比有关,相同偏应力水平下,固结压力越大,初始蠕变速率越大,达到稳定蠕变阶段的时间越短,蠕变变形量越小;初始固结压力一致时,加荷比越大瞬时蠕变速率越大。破坏应力值越小．     

酚醛树脂复合泡沫塑料的研制

简述了酚醛泡沫的发展概况,研究了甲阶酚醛树脂的合成工艺及其泡沫的成型工艺。通过添加空心玻璃球、实心玻璃微珠、短切玻璃纤维及外覆玻璃钢,试制了具有优良力学性能的复合泡沫塑料。并分析了其应用前景。     

磁谐振成像系统中高温超导螺旋线圈的温度特性

用混合积分方程与矩量法 ,对磁谐振成像系统中的以LaAlO3 为介质基片的高温超导YBaCuO螺旋线圈的温度特性进行了计算和分析 .YBaCuO材料的电导率及表面阻抗由增强的两流子模型计算得到 ,与传统的两流子模型不同 ,增强的两流子模型中考虑了超电子的散射和损耗 .将计算所得到的结果与测试结果进行比对 ,结果表明 :与采用传统两流子模型计算得到的YBaCuO的电磁特性相比 ,温度为 77K时 ,高温超导螺旋接收线圈的谐振频率的精度提高了 4 % ,计算得到的无载品质因子的精度提高了一个数量级     

原砂的主要物理参数与树脂砂强度的关系初探

本文测定了１６种原砂的主要物理参数，研究了原砂物理参数与树脂砂强度的关系，证明了原砂物理参数对树脂砂强度具有显著的影响，对选用配制树脂砂的原砂具有较大的参考价值。     

预防性养护沥青罩面层材料高温性能

针对高速公路沥青路面的病害,采取预防性养护沥青罩面层材料进行抢救.采用车辙试验,研究了其高温稳定性能.结果表明,45min和60min下的竖向车辙变形影响高温稳定性能,级配1在60℃和68℃温度下75次和100次击实成型条件下向变形与动稳定度变化率最小,高温稳定性最好,将作为推荐级配.     

高温下GFRP筋力学性能的试验研究

为了研究高温下纤维增强复合材料(FRP)筋的力学性能,对直径为8mm的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋进行了高温下的拉伸试验,获得了10 ～ 500℃范围内随着温度升高GFRP筋的极限强度和弹性模量的衰减趋势;并结合材料TG/DSC热学试验结果提出了GFRP筋在高温下的拉伸本构模型.该三参数拉伸本构模型以纤维和树脂的...     

热塑性塑料对环氧树脂冲击性能及热性能的影响

采用聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)3种热塑性塑料改性环氧树脂,研究了不同热塑性塑料对环氧树脂在低温(77 K)及室温下的冲击性能及热性能的影响。研究结果表明:相对于纯环氧树脂,PEI、PC和PBT改性环氧树脂在77 K时的冲击强度分别提高了50.7%、36.4%和30.7%,在室温下的冲击强度分别提高了58.5%、39.2%和28.9%;PEI、PC和PBT改性环氧树脂及纯环氧树脂在-150℃的储能模量分别为5025 MPa、4733 MPa、4539 MPa和3853 MPa;相对于纯环氧树脂,PEI、PC和PBT改性环氧树脂的起始热失重温度分别提高了14℃、10℃和7℃。表明热塑性塑料可提高环氧树脂的冲击性能和热稳定性。     

矿渣高性能混凝土高温后受压本构关系试验

以C5 0矿渣高性能混凝土为研究对象 ,对 2 0个受高温后的 10 0mm× 10 0mm× 30 0mm棱柱体试块进行了抗压试验 .介绍了试验设计和有关的试验现象 ,分析了高性能混凝土在高温后的力学性能 ,得出了高性能混凝土在经历不同温度 (2 0～ 80 0℃ )后的应力 -应变全曲线 ,并通过最小二乘法拟合回归建立了相应的本构关系 .通过对比分析全曲线各阶段的特点 ,得出了高性能混凝土在高温后强度、变形、模量以及泊松比随受温高低的变化规律 ,提出了一些相关的数学表达式 ,并与普通混凝土的一些相关性能进行了对比研究