竹材物理力学性质的研究

<正>竹材的物理力学性质是竹材重要的质量指标。本文研究了竹材的公定容积重,湿胀,维管束密度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度,径向和弦向的抗弯强度和一些其他性质,获知了:1.竹材分割对顺纹抗压强度的影响,2.顺纹抗压强度与竹材含水率的关系;3.竹子年龄(A)对物理力学性质的影响;4.竹秆任意高度处(H_x)的物理力学性质;5.竹材的立地等级和营林措施对竹材物理力学性质的影响;6.不同竹种的物理力学性质。     

竹楠木顺纹力学性能试验研究

目的分析比较几种胶合木材料,研究竹楠木拉、抗压基本力学性能,给出基于木材强度设计值的计算方法为基础的竹楠木拉压强度设计值建议值.方法按照《木材物理力学性能试验方法》和《木材无疵小试样的试验方法》对竹楠木材顺纹抗拉和抗压进行试验研究,测得竹楠木顺纹抗拉、抗压强度.结果试验结果表明竹楠木抗压经历了弹性、弹塑性和破坏3个阶段,发生塑性破坏;抗拉经历了较长的弹性阶段后发生脆性破坏.试验得到竹楠木顺纹抗拉强度可达98.1 MPa,顺纹抗压强度可达73.3 MPa.结论竹楠木顺纹强度具有离散性,抗拉强度的离散性要高于其抗压强度.竹楠木胶合竹材能够满足建筑结构对材料抗拉压力学性能的要求,试验结果对竹楠木的合理利用和深入研究提供理论依据.     

GFRP筋抗压力学性能试验研究

设计了GFRP筋抗压试验方案,通过试验研究了不同柔度GFRP筋的抗压力学性能.结果表明:GFRP筋的抗压破坏可以划分为3种,即强度破坏、非弹性失稳破坏和弹性失稳破坏;GFRP筋极限抗压强度小于极限抗拉强度,约为极限抗拉强度的55%;GFRP筋抗压弹性模量比抗拉弹性模量大.在进行GFRP筋抗压力学性能试验时,为防止局部破坏,试件端部应有良好的约束;为确定极限抗压强度设计曲线,应进行试件柔度对临界应力的影响试验.     

约束条件下CFRP筋单轴抗压性能试验

对约束条件下3种直径的碳纤维增强复合材料(CFRP)筋进行单轴抗压性能试验,分析筋材长细比、直径对抗压强度、极限应变及抗压弹性模量的影响.结果表明:CFRP筋为典型的脆性材料,其破坏形态主要有剪切破坏、劈裂破坏、压碎破坏、屈曲破坏;直径相同的CFRP筋的抗压强度、极限应变及抗压弹性模量均随长细比的增大而降低;当长细比一定时,CFRP筋的极限应变随直径的增大而降低,但直径的变化对抗压强度和抗压弹性模量的影响甚微.     

重组竹抗压与抗拉力学性能的分析

以慈竹制作的重组竹为研究对象,对重组竹抗压与抗拉力学性能进行了研究,并将重组竹与落叶松等6种木材的力学性能进行了比较。结果表明:重组竹顺纹抗拉强度为248.15 MPa,顺纹抗压强度129.17 MPa,稳定性能较好。通过与落叶松、云杉等木材比较发现,重组竹的抗压和抗拉强度较高,纵向与横向抗压强度差异较小,EL/ET比值小,不同方向的泊松比和强重比也有差别。重组竹的横纹抗压过程分为3个阶段(弹性阶段、塑性阶段、破坏阶段),最后发生塑性破坏。     

水灰比对水泥砂浆高应变率下动态抗压力学性能影响的试验研究

为了研究水灰比对高应变率下水泥砂浆动态抗压力学性能的影响,利用分离式Hopkinsin压杆(SHPB)装置对不同水灰比(0.4、0.5和0.6)的水泥砂浆试件进行了单轴动态抗压试验研究;应变率范围为(39.4～209.4)s-1。同时进行了静态加载试验。试验结果表明,水泥砂浆的单轴抗压强度随着应变率的增大而增大,随水灰比增大,动态抗压强度值随应变率提高而增大的越缓慢;动态抗压强度提高因子DIF随应变率的增加而增大的速度随着水灰比的增加而降低。高应变率下,水泥砂浆试件的峰值压应变与极限压应变随着应变率的增大而增大,水灰比对峰值压应变值与极限压应变值的影响不大。     

SIPs中EPS芯材的力学性能试验

通过对以定向刨花板(OSB)为面板、模塑聚苯乙烯泡沫(EPS)为芯材的不同厚度的结构保温板(Structural Insulated Panels,SIPs)进行抗拉、抗压和双剪切力学试验,得到SIPs中不同厚度EPS芯材的抗拉、抗压和抗剪强度,应力应变曲线和弹性模量。得到以下结论：厚度对SIPs中EPS芯材的抗拉强度影响不显著,厚度的增加对抗压强度有一定加强作用,对抗剪强度有一定减弱作用,不同厚度试件在双剪切破坏时所受弯矩基本相同。     

历经荷载历史混凝土动态受压试验研究

在应变率10-5～10-2s-1,混凝土立方体试件历经0、30%、50%和75%极限抗压强度的荷载历史,在静动态三轴试验系统上进行相同应变率动态抗压试验,研究了不同荷载历史对混凝土在不同应变率时的动态抗压强度、初始弹性模量、临界应变以及应力应变全曲线等动态特性以及应变率的影响.试验结果表明不同应变率下历经荷载历史后,混...     

聚丙烯纤维轻骨料混凝土抗压强度试验研究

为了研究聚丙烯短纤维长度和掺量以及陶粒的掺量对混凝土砌块抗压强度的影响,制备了不同材料的57个立方体试件进行抗压强度试验,实验数据及试件破坏形态表明,聚丙烯纤维轻骨料混凝土能有效提高混凝土的抗压、抗裂强度,控制裂缝的发展。     

EPS-棉秆纤维灌孔轻质复合砌块砌体的基本力学性能研究

为推广利用基于地方煤基固废资源和棉杆纤维资源的三低型复合砌块墙体结构在新疆地区村镇低层建筑中的工程应用,以砂浆强度和芯柱材料强度为变量,对57件(27件受压、30件受剪)复合砌体试件进行抗压和抗剪力学性能试验,并对试件的破坏过程、破坏形态特征、抗压及抗剪强度进行了分析。结果表明:当砂浆与砌块的强度比低于1.6时,砂浆强度的提升对三低型复合砌体的抗压强度影响较大;芯材部分对复合砌体抗压和抗剪强度贡献最大,且随着芯柱材料强度的提升,贡献持续增大。基于砌体实际强度测定方法,建立并拟合得出了适用于三低型砌块砌体的抗压强度、抗剪强度的平均值计算公式。这对了解EPS-棉秆纤维灌孔复合混凝土砌块砌体基本力学性能具有一定的参考价值,为其在实际工程中的应用提供科学的理论依据。     

竹材结构抗压试验方法研究

毛竹生长周期短、产量高和短期力学性能优越而应用工程结构中。针对原伐毛竹的不同部位的抗弯强度、抗压强度、抗剪强度等力学性能等试验研究不足的问题,通过分析和比较国内外不同的毛竹构件及竹质结构的试验方法,从试验标准、抗压试验、充填混凝土等方面,研究毛竹管不同部位、空竹管与混凝土竹管对其抗压承载力的影响规律,分析毛竹构件的变形破坏特点,建立混凝土竹管的抗压承载力计算公式,可为毛竹构件及其结构在工程实践应用中提供设计依据和参考。     

基于Weibull分布的冻融循环下纤维混凝土损伤模型

对聚丙烯纤维混凝土（PFRC）、钢纤维混凝土（SFRC）、普通混凝土（PC）进行冻融循环试验,经过冻融循环后,得到PFRC、SFRC、PC的相对动弹性模量、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度,分析冻融循环过程中PFRC、SFRC、PC的冻融损伤率、强度衰减率的演化规律和冻融损伤机理,提出基于Weibull分布的纤维混凝土冻融损伤演化模型,并与推导出的力学性能衰减模型联立得到PFRC、SFRC、PC的相对抗压强度、相对抗拉强度与冻融损伤度的演化模型。结果表明:纤维的掺入能有效减小混凝土的强度衰减和冻融损伤,基于Weibull分布建立的两种冻融损伤模型,可以分别通过冻融循环次数、相对强度预测PFRC、SFRC、PC的冻融损伤度。     

晶须辅助增强复合材料动态压缩性能研究

为获得一种新型氧化锌纳米晶须辅助增强环氧树脂基复合材料的准静态和动态压缩力学性能,采用万能实验机和分离式Hopkinson压杆装置为加载手段,对该复合材料层合板厚度和平面内两方向的准静态和动态压缩性能进行实验研究;借助扫描电镜对该复合材料断口损伤形貌进行表征. 实验结果表明:在动态加载下,该复合材料具有明显的非线性本构关系和应变率强化效应. 材料在厚度方向的破坏以剪切破坏为主,在平面内方向的破坏以分层破坏为主,其厚度和平面内两方向的压缩破坏具有完全不同的破坏机制.     

夹层板系统压缩力学性能试验研究

夹层板系统以其优越的力学性能在工程领域得到广泛应用。对夹层板系统在不同加载速率下的压缩力学性能进行了试验研究。首先对钢-聚氨酯-钢夹层板系统进行了准静态压缩试验,得到夹层板系统的准静态等效应力-应变曲线;并对同一组试样,基于分离式霍普金森压杆试验装置,进行了动态冲击压缩试验。近似等效SHPB试验原理,分析夹层板系统的动态力学性能。比较分析结构的破坏形式和原因,为新型结构的优化设计和应用提供参考。     

竹束精细疏解与炭化处理对重组竹性能的影响

以去青留黄的竹片为原料,利用纤维原位可控分离技术,对竹片进行精细化疏解处理,再经浸胶、干燥后,采用热压法制备重组竹,并与普通的本色重组竹、低温炭化重组竹、高温炭化重组竹以及竹基纤维复合材料进行对比。结果表明:高温热处理是提高重组竹的耐水性能和尺寸稳定性的有效方法之一,其缺点是力学性能损失严重,静曲强度损失率达到45%; 与高温炭化处理相比,精细疏解加工工艺简单,加工的重组竹力学性能基本不损失,且能更有效地改善重组竹的耐水性能和尺寸稳定性; 与普通本色重组竹相比,采用精细化疏解竹束制备的重组竹,其吸水率降低75%,吸水厚度膨胀率降低67%,耐水性能和尺寸稳定性接近竹基纤维复合材料。     

钨丝/锆基非晶合金复合材料的动态力学特性

研究不同体积分数的W丝／Zr基非晶合金复合材料的应力—应变响应和动态断裂特征以及断口形貌．利用Hopkinson压杆冲击加载装置和扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)，对圆柱形复合材料试样进行了相关研究．研究结果表明：Zr基非晶合金复合材料具有很高的动态压缩强度，随着W丝体积分数的增加，材料的动态压缩强度也增加，当W丝体积分数达到60％时，复合材料动态压缩强度达到2650MPa；断裂表面呈现剪切与W丝劈裂、屈曲混合破坏模式；Zr基非晶体在动态压缩条件下出现了显著的热软化和熔化特征．     

尾砂胶结充填体损伤软-硬化本构模型

针对灰砂比分别为1∶4,1∶8和1∶10的尾砂胶结充填体进行了力学试验,得出了其在单轴压缩条件下的物理力学特性。根据统计损伤理论,在材料微元强度服从Weibull分布规律的基础上,引入有效损伤率参数来表征损伤材料的承载能力,建立尾砂胶结充填体在单轴压缩条件下的损伤软-硬化本构模型。经对比验算,尾砂胶结充填体损伤软-硬化模型与实验结果相吻合。该模型在体现尾砂胶结充填体损伤随机性、应变软化过程的同时,反映了尾砂胶结充填体峰后应变硬化过程及规律,为充填体强度设计提供了依据。     

滨海软土地层隧道衬砌地震动力响应及损伤特征

地震作用下穿越软土地层的地铁隧道易受到严重破坏。因此,研究该类型地层下隧道的地震响应及损伤特性对地铁的安全运营至关重要。为此,首先结合分段曲线损伤模型和Druker-Prager弹塑性模型推导出反映混凝土损伤的弹塑性方程。然后借助FLAC3D有限差分程序及二次开发接口建立以混凝土管片损伤模型为基础的土-盾构隧道相互作用模型。最后对水平和竖直方向地震波影响下盾构隧道的动力响应及结构损伤进行研究。研究结果表明：(1) 通过FLAC3D数值软件的单轴拉伸和压缩试验得出所建立的混凝土管片弹塑性损伤模型能够很好的反映混凝土的力学损伤特性及材料的软化发展规律,从而验证了该模型的合理性与准确性。(2)盾构隧道的动力响应及损伤度与地震振幅呈现正相关性。水平方向地震波、竖直方向地震波作用下隧道结构的最大损伤增量位置分别为隧道拱脚、拱肩处和隧道两侧处。其中,竖直方向入射地震波对隧道损伤度的影响更为显著。