延安新区回填压实黄土压缩变形与湿陷特性

为深入研究回填压实黄土的压缩变形特性与湿陷变形特性,对新区高填方33 m深度范围内的回填压实黄土开展了一系列室内压缩、固结、湿陷试验。研究结果表明:高填方不同深度现场回填压实黄土均具有中、高压缩性;结构屈服压力对现场回填压实黄土的压缩变形特性和湿陷变形特性均有较大影响,在含水率和压实度相近条件下,结构屈服压力越大,回填压实黄土的压缩性越小;不同深度的现场回填压实黄土均有湿陷性,且均存在峰值湿陷系数,峰值湿陷压力出现在其结构屈服压力附近。试验成果可为制订黄土高填方的施工质量标准提供参考依据。     

Q_2黄土调整吸力的非饱和三轴压缩试验研究

通过对Q2黄土进行调整吸力的非饱和三轴压缩试验,研究了浸水湿化程度对Q2黄土力学特性的影响。试验表明:不同浸水湿化程度的Q2黄土,其应力应变曲线为弱软化型,浸水湿化程度越高,软化程度越弱,浸水湿化至饱和时可近似看作理想硬化型;轴向应变较小时,Q2黄土的天然结构保持良好,应力随应变的增大而增大,随着轴向应变进一步增大,其天然结构逐渐被破坏,应力随之先缓慢上升后逐渐减小直至稳定;浸水湿化会同时引起土体应力状态和土体结构的改变,屈服应力随浸水湿化程度的提高而减小,在浸水湿化接近饱和时屈服应力变化最快,土体结构变化最大;形成年代早的Q2黄土细粒质量分数高,结构特征区别于Q3黄土,因而呈现出不同的力学特征。     

考虑细观结构变化的原状Q3黄土变形和强度特性

为研究结构性对非饱和原状Q3黄土变形和强度特性的影响，做了12个非饱和原状Q3黄土的CT-三轴侧向卸荷试验。在试验剪切过程中，利用CT机对试样进行跟踪扫描，共得到168张CT图像。基于试验数据建立了细观结构参数，并利用该参数来反映非饱和原状Q3黄土的变形和强度特性，从而得到能反映细观结构性影响的非线性应力-应变关系以及摩尔-库伦强度公式。     

自重湿陷性黄土的力学特性试验研究

对宁夏扶贫扬黄灌溉工程十一号泵站地基的原状自重湿陷性黄土进行了系统的非饱和土试验研究,包括土水特征曲线试验、直剪试验、各向同性三轴压缩试验和控制吸力的三轴湿陷试验.试验结果表明:吸力不超过200 kPa时,原状土的持水能力高于重塑土,当吸力超过200 kPa后,两种土的土水特征曲线相接近;原状黄土的内摩擦角随吸力基本不变,总粘聚力随吸力的增加而线性增加;不同吸力下的屈服净平均应力随着吸力的增大而增大,屈服后的压缩指数随吸力增大而减小;同一净围压和偏应力下,随吸力的增加湿陷变形增加;净围压对湿陷变形有一定影响.     

应急机场沥青道面高温稳定性试验研究

利用MTS～810型材料伺服试验机对应急机场道面沥青混凝土进行了高温条件下车辙试验和蠕变试验。试验结果表明：随应力的增大，沥青混凝土的弹性应变增大，塑性应力增大，破坏时间提前，应变的发展速度越来越快；得出了应急机场道面沥青混凝土的粘、弹性参数与应力的关系及本构模型；求出了不同机型的不同胎压作用下应急机场面层沥青混凝土的动稳定度；根据应急机场跑道上的飞机重复作用次数及车辙试验结果，计算了不同胎压作用下应急机场沥青混凝土面层的变形厚度，在允许寿命内面层沥青混凝土的动稳定度满足要求。     

挤密桩地基非饱和黄土变形强度特性的三轴试验研究

用非饱和土三轴仪和GDS应力路径三轴仪对兰州张家台变电站工地挤密桩复合地基桩间非饱和黄土和原状黄土进行系统的试验研究,通过同时控制吸力和净室压力的三轴排水剪切试验,分析探讨了挤密桩间黄土和原状饱和黄土的应力-应变性状及强度规律,得到了各自的变形和强度参数,并将这些参数进行了比较和分析,利用规范推荐的方法量化了灰土挤密桩对桩间非饱和黄土在地基承载力方面的改善作用。     

深水抛填风化砂的有限元计算分析

本文利用三峡强风化砂侧限固结和侧限压缩渗透试验的结果,即风化砂侧限压缩的应力－应变关系,以及渗透系数随应力增加（或孔隙比减小）而降低的关系,针对深水抛填风化砂在自重和水压力作用下的工程特性进行了非线性有限元计算分析,得出了深水抛填风化砂其饱和容重,干密度,孔隙比和渗透系数随深度的变化情况,并将计算结果与模型试验结果进行了比较和讨论,得出了若干对于围堰堰体力学状态,渗流状态分析以及防渗墙构筑等有实用     

重塑非饱和含粘砂土变形强度特性的三轴试验

利用多功能土工三轴仪探讨了非饱和含粘砂土的变形和强度特性，共进行3种应力路径的三轴试验：控制吸力的各向同性压缩试验、控制净平均应力的三轴收缩试验、控制吸力和净围压为常数的三轴排水剪切试验。研究结果表明：该土的屈服净平均应力和偏应力都随吸力增大；在净平均应力不变的条件下，该土的屈服吸力是一常数但不等于土样在历史上曾受过的最大吸力；随着净围压增大，其应力-应变曲线由软化向硬化型转变；在高吸力高围压下，呈现脆性破坏。控制吸力和净围压为常数的三轴排水剪切试验在p—q平面内的强度包络线为直线；在试验研究的吸力范围（50～200kPa）内，该土的粘聚力随吸力线性增加；内摩擦角随吸力的变化很小，可以认为是一常数；该土具有显著的剪胀特性，剪胀性不仅取决于千密度与围压，而且还与吸力密切相关。     

延安新区高填方填筑黄土新型固化技术的影响因素

为研究改良黄土的新型固化技术及其影响因素,探究最优改良方案,通过正交试验分析了石灰掺量、硫酸钠掺量、交流电压和通电时间4个因素对改良黄土无侧限抗压强度的影响。结果表明:采用该新型固化技术改良黄土的方法行之有效,其无侧限抗压强度是同等压实度条件下现场回填压实黄土的3倍;各因素中硫酸钠掺量对改良黄土的强度影响最大,石灰掺量与通电时间次之,交流电压最小;最优改良方案为石灰掺量6%,硫酸钠掺量1%,交流电压80 V,通电时间50 s。     

金属薄板的压缩试验

薄板压缩试验主要存在三个问题:压缩时为了避免试件失稳,必须采取侧向约束,但随之带来了试件与约束装置间的摩擦力影响了试验的精度;约束装置虽然防止了试件整体失稳,但露在约束装置外的部分还存在局部失稳的问题,板越薄这问题越严重,它影响到试验能否顺利进行;试验时试件几乎全部被约束装置夹住,而又要求快速地精确测量试件标距内的变形,并自动描绘出应力应变曲线。本文详细讨论解决这些问题的方法, 前达到:能够测试厚度不小于0.185mm的铝合金薄板;从自动描绘的应力应变曲线上判读得的弹性模量E和条件屈服强度σ_(0.2)的误差分别为±2％、±1％;每测一片试件仅需10分钟。基本解决了常温薄板压缩试验存在的问题。     

基于Ogden应变能函数的介电弹性体理论建模与数值分析

针对丙烯酸类介电弹性体膜的本构关系,采用最小二乘算法得到了能够有效模拟材料应力-应变关系的四参数Ogden应变能函数模型。在外加电场激励条件下,建立了无预拉伸和双向等轴预拉伸的介电弹性体膜电致应变的数学模型,通过数值计算分析了上述两种情况下材料的电压-应变关系,并研究了介电常数变化对介电弹性体膜电致应变的影响。结果表明:该理论分析方法能够较好地模拟介电弹性体材料的电致变形特性,可以为下一步新型介电弹性体驱动器的设计提供参考。     

陕西蒲城Q_2黄土物质组成试验研究

利用激光散射粒度分布分析仪、X射线衍射仪等先进的测试手段和化学成分分析,得到了陕西蒲城Q2黄土的物质组成特点,包括颗粒组成、矿物成分、化学成分、易溶盐含量、酸碱特性等,并指出与Q3黄土的差异。为深入研究Q2黄土的湿陷机理和工程地质特性以及解释与Q3黄土工程性质的差异提供科学依据。     

垂向冲击作用下金字塔点阵夹芯单元结构失效分析

为研究金字塔点阵夹芯结构在垂向冲击载荷作用下的动态力学性能,通过对其中一个单元结构在垂向压力作用下的受力和失效模式分析,同时考虑应变强化和应变率影响,建立了结构失效应力计算方法。为验证该计算方法,开展了落锤冲击试验,同时利用高速摄影机记录模型的响应过程,测量了模型垂向压缩的等效应力-应变关系。试验结果表明:结构失效模式与理论分析吻合,结构失效应力与理论计算相差不大。该研究结果可为金字塔点阵夹芯结构冲击吸能理论研究和数值仿真研究提供参考。     

纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体高应变率压缩吸能机理

为研究纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体吸能元件在高应变率冲击压缩载荷作用下的变形损伤模式和能量吸收机理,采用ABAQUS商用有限元软件和分离式Hopkinson压杆装置开展数值模拟分析和试验验证研究。对比分析宏观力学响应规律和微观损伤破坏机理,可知吸能结构元件在高应变率压缩载荷下的力学响应具有典型的弹塑性特征,内部芯材主要产生压缩塑性损伤,而表层复合材料沿环向产生拉伸断裂破坏。研究表明,该吸能元件冲击压缩吸能特性优异,可满足水下结构平台的冲击防护和浮力储备要求。     

温度应力下的加速度计贮存寿命评定

针对加速度计长期自然贮存于不同温度应力下,试验数据为成败型不完全数据,贮存寿命无法准确评估的难题,运用极小x~2估计和拟合优度检验相结合的方法来拟合产品的失效分布,通过Matlab软件中的fminsearch函数确定了不同温度下的分布参数,采用最小二乘法求解了参数与温度之间的函数关系,提出了该类型加速度计基于不同温度的失效分布函数,并预测了正常温度下贮存寿命为16.8 a。结果表明:提出的加速度计失效分布函数更能反映加速度计在不同温度下的贮存寿命变化规律,在工程研究领域具有一定的实用价值。     

海水集料混凝土单轴受压力学特性试验研究

进行不同SAP体积分数和不同龄期下海水集料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析龄期和SAP体积分数对海水集料混凝土抗压强度、峰值应变、残余强度和弹性模量的影响。结果表明:SAP体积分数在30%以内时,不同龄期海水集料混凝土的破坏形式均为劈裂破坏;海水集料混凝土内部完全干燥时,其极限应变和残余强度均大于普通混凝土;海水集料混凝土的极限应变可视为弹性极限应变,可将其应力-应变全曲线分为上升段、下降段和平台段分别进行拟合。     

B4C/Al复合板中应力波行为分析（Ⅰ）

依据7.62mm穿甲燃烧弹与B4C,Al板的物理和力学特性,提出弹、板的力学模型;在此基础上,给出弹板碰撞后B4C/Al复合板的弹性动力学方程,建立应力波的传播模型,讨论了应力波传播时复合板的力学行为,最后确定了复合板承受的初始冲击应力。理论分析表明：一维应变条件的B4C和Al板的弹性极限高于一维应力条件下的值;弹、板间的作用力服从指数衰减规律;B4C板的初始应力高于430MPa时,应力波的作用使Al板在卸载过程中发生反向屈服。     

岩石在单轴拉伸应力作用下的变形破坏特性

本研究,开发了单轴拉伸试验的伺服控制试验方法,分别对三城目安山岩、稻田花岗岩、河津凝灰岩、多胡砂岩、来待砂岩和田下凝灰岩６种岩石进行了单轴拉伸试验,成功地获得了岩石单轴拉伸试验的完全应力－应变曲线,并由此而发现单轴拉伸试验和单轴压缩试验应力－应变曲线的形状十分相似。     

碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构关系

碳纤维混凝土受压应力-应变全曲线研究是对其基本力学性能进行全面认识的基础,也是表现碳纤维混凝土基本受压特性的综合宏观反映。对9组（碳纤维体积分数分别为0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%,1.2%,1.4%,1.6%）碳纤维混凝土试件进行了立方体和棱柱体抗压强度试验,结果表明碳纤维混凝土立方体和棱柱体抗压强度随碳纤维体积分数的增加呈下降趋势,峰值应变随碳纤维体积分数的增加呈增大趋势。基于各体积分数碳纤维混凝土的棱柱体抗压强度和峰值应变的试验数据,拟合得到了棱柱体抗压强度和峰值应变与体积分数之间的函数表达式。利用微机控制电液伺服压力试验机测定了9组碳纤维混凝土应力-应变全曲线,参照非线弹性理论的混凝土单轴受压应力-应变本构模型,根据测得的全曲线应力-应变数据,拟合得到了应力-应变全曲线上升段表达式参数和下降段表达式参数,最后给出了基于碳纤维体积分数变化的碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构方程。     

FRC/钢嵌入式T型接头疲劳试验及可靠性分析

为了研究FRC/钢嵌入式T型连接接头疲劳特性,采用真空成型工艺(VARTM)及缝合技术制作T型连接接头,利用Letry疲劳试验机对接头开展拉-拉疲劳试验。根据疲劳试验结果,研究了T型接头在拉-拉疲劳载荷作用下初始损伤特性及损伤演变规律;基于两参数Weibull分布模型,开展T型连接接头疲劳可靠性分析,拟合得到接头在不同应力水平下的疲劳寿命分布规律,给出接头在不同应力水平下疲劳可靠度函数,以及接头在指定可靠度下应力/寿命双对数曲线关系式(R-lnS-lnN曲线)。结果表明,ln ln[1/R(N)]与lnN呈现良好的线性关系,T型接头疲劳寿命服从Weibull分布;疲劳寿命可靠度双对数方程建立了可靠度、疲劳寿命以及疲劳应力的关系,可指导接头疲劳可靠性设计和工程应用。