几个扩展基础上的载荷试验及其蠕变行为研究

应用一个新的模型分析了几个扩展基础载荷试验,着重揭示前人无法解释的土体的蠕变行为。发现:使用的模型能够表征扩展基础载荷试验下土体的蠕变行为,且经模型变换后的应变时间曲线在双对数轴上是一条直线,其斜率为模型的指数n值,且n的取值与模型的参考量无关;载荷试验下土体蠕变行为的原始数据受到木制反力梁的自重蠕变、卸载-再加载、不等的蠕变观察时间等三个因素的干扰,当剔除这些干扰后得到的n值荷载水平曲线,显示n值与应力水平无关,n可以被看作表征土体的蠕变特性的一个指标。     

堆体边坡根土复合体抗剪强度试验研究

经生态修复的堆体边坡多位于城镇生态涵养带和水源保护区,在降雨侵蚀作用下坡体浅层失稳现象严重,不同类型植被根系对土体强度指标影响的定量化是亟待解决的问题之一。以伊洛河流域粉黏土堆体边坡为例,量测单位样方内狗牙根及沙棘的植株高度、植株密度,调查土层深度20~30 cm、直径0.0~1.0 mm的狗牙根根系,调查深度40~50 cm、直径1.0~2.0 mm的沙棘根系,测量整理根长量、根体积、根系密度,确定加入土体中的根系直径及重量,测取各覆被条件下土样常规物理力学指标,采用GDS三轴试验仪对重塑根土试样开展一系列不固结不排水三轴试验,分析试样破坏荷载、根系强度影响系数、抗剪强度指标增长率。试验结果显示:相同围压下各根土复合试样破坏荷载均大于素土试样破坏荷载,狗牙根土试样、沙棘根土试样、狗牙根沙棘根土试样的破坏荷载约是素土试样破坏荷载的倍数依次为1.29~1.35倍、4.52~4.79倍、4.68~4.95倍;狗牙根根系强度影响系数随着围压的增大而减小,而含有沙棘根系试样的根系强度影响系数随着围压的增大而增大;含根系土试样的抗剪强度包络线均位于素土试样抗剪强度包络线上方,狗牙根根系对土体抗剪强度指标的改善主要体现在黏聚力上,而含沙棘根系土试样的黏聚力与内摩擦角均有相对更大幅度的提高;狗牙根土试样黏聚力增长率为35.63%、内摩擦角增长率为16.24%,沙棘根土试样黏聚力增长率为219.13%、内摩擦角增长率为254.02%,狗牙根沙棘混合土试样黏聚力增长率为224.88%、内摩擦角增长率为261.64%。不同类型根系对土体强度的贡献值是不同的,沙棘根系大于狗牙根根系。     

Influence of γ' precipitate on deformation and fracture during creep in PM nickel-based superalloy

FGH96 is a powder metallurgy nickel based superally used for turbine disk of aero-engines. In the present study FGH96 alloy with four different γ' precipitate microstructures were produced via solution heat-treatment with different cooling rates, and the maximum cooling rate reached 400°C/min which was a super cooling rate for Nickel-based superalloy. The creep tests were conducted for PM FGH96 alloy under the testing condition of 704°C and 690 MPa. The relationship between the creep properties and the distribution of γ' precipitate was established. The creep mechanism was analyzed by using TEM and ACTEM, and the dislocation movement was studied at the atomic scale. The creep strain rate was calculated through a physically based crystal slip model established based on crystal plasticity. The calculated results were consistent with the test ones, illustrating the validity of the model. The fracture mechanism was also investigated, and the results showed that the creep cracks generated on the surface due to the oxidation. It was observed that the cracks propagated in different ways depending on the different average diameters of γ' precipitate. With the decrease of the average γ' precipitate size,the critical shearing stress increased and the resistance of the dislocation slipping increased. The fracture mechanism for the primary stage transformed from intragranular to intergranular due to the change of dislocation slipping.     

镍基单晶高温合金蠕变机制研究进展

 叶片在服役过程中主要承受〈001〉轴向的离心载荷，由离心应力导致的蠕变损伤是叶片的主要失效机制之一。基于单晶叶片的典型服役条件，总结了国内外关于高温低应力和中温高应力蠕变变形损伤机制的研究现状，指出深入开展含典型缺陷单晶高温合金蠕变行为、氧化和热腐蚀对单晶合金蠕变-疲劳变形损伤机制影响研究十分必要。     

三轴超形变核态的实验证据

利用轴对称超形变和三轴超形变模型研究了１６５Ｌｕπ［６６０１／２］带两种模型计算的γ跃迁能量都能较好地符合实验值,然而,能量的ｓｉｇｎａｔｕｒｅ颤动指数、三轴因子、两类动力学电四极矩之比却存在明显的差别,这些差别可以用来识别三轴超形变核态     

岩质边坡浅表层改造蠕动破坏机理探索与稳定性分析

山区边坡失稳常常造成交通堵塞、河流改道、人员伤亡等重大事故,带来极大的经济损失及安全隐患.基于对平溪河流域某边坡事故的详细地质勘察和测试分析,统计边坡出露结构面,研究并确定其历史形成机理,综合解译认为该边坡主要为浅表层改造逐渐形成,蠕动变形为主.结合现场踏勘及室内测试基本物理力学参数成果,采用二维极限平衡法和强度折减法对边坡各种工况下的稳定性进行评价,得出安全系数均不满足规范要求,最小为0.94.建议滑坡加固治理方案,为防护工程设计提供参考.     

复杂环境下软岩蠕变特性试验研究

对处于复杂环境下深部页岩蠕变特性进行试验研究,考察了在温度-应力-化学三场耦合作用下深部页岩蠕变特性的温度效应和pH值化学效应,并探讨了作用机理。研究结果表明,深部页岩的温度效应和pH值化学效应是明显的,而且pH值化学效应比温度效应更为显著;温度越高,页岩蠕变特性越明显,试验结果对当地煤矿井下的安全生产有参考价值;pH值越高,其蠕变特性越显著。     

轮对蠕滑条件下钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测

采用多体动力学与三维弹性体非赫兹滚动接触理论,得到不同轨底坡、超高、摩擦系数与曲线半径等多种轨道条件下的轮轨蠕滑状态,将接触力分别施加于钢轨有限元模型的接触斑位置,分析轨头应力应变响应,得到所有节点的疲劳参量.研究疲劳参量的组成类型,若剪应力与应变部分占主要组成部分,则采用剪切型裂纹萌生预测公式,否则采用拉伸型预测公式.分别预测导向轮与非导向轮作用下的曲线外轨疲劳裂纹萌生寿命,结果表明,外轨疲劳裂纹主要由导向轮作用产生,非导向轮对其影响很小;裂纹萌生寿命随曲线半径的增大而延长,随摩擦系数的增大而减小;设置1∶20轨底坡可以延缓外轨疲劳裂纹萌生,尤其是在半径较小的曲线上效果更明显;过超高能延缓曲线外轨疲劳裂纹萌生;当摩擦系数大于0.3时裂纹萌生于曲线外轨表面,而小于0.3时裂纹萌生位置则逐渐向轨头内部转移.     

钛合金Ti-6242S高温棘轮行为实验研究

为揭示钛合金Ti-6242S的高温棘轮行为特征,对钛合金Ti-6242S在25~520℃的温度范围内进行了单调拉伸、应变循环和应力循环实验. 结果显示:随着温度的升高,钛合金的弹性模量和名义屈服应力降低,延伸率增加;材料在应变循环下呈现出循环软化特性;在应力循环下,材料呈现出明显的棘轮行为,棘轮应变随着加载的应力幅值和温度的增加而增加,且对加载历史具有依赖性;同时,高温下的棘轮应变由塑性应变和蠕变应变共同贡献. 恒定平均应力下,大的应力幅值导致损伤和棘轮行为的交互作用,急剧缩短材料的疲劳寿命.     

三轴试验确定邓肯-张模型参数及其在 FLAC3D中的应用

目前在工程中广泛采用邓肯-张双曲线模型进行土体的应力和应变分析。邓肯-张E-B模型共有8个参数,并且其各项参数易于从常规三轴试验求得。通过三轴试验确定试验土的各项参数,运用FLAC3D实现该三轴试验数值模拟与试验结果对比验证,并应用于实际工程的数值模拟中。路基竖向位移计算值和监测值的对比验证了邓肯-张E-B本构模型在有限差分程序中的准确性和适用性。