碳纤维增强复合材料黏结型锚固体系弯拉性能试验研究

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)黏结型锚固体系的弯拉性能,对设计的锚固体系试件进行了10组轴向拉伸试验与12组弯拉试验。在锚固体系优化基础上研究了CFRP筋直径、弯曲半径改变下试件的极限承载力、破坏模式、锚固效率及CFRP筋荷载‒应变关系。结果表明,锚固体系的弯拉承载力折减量系数随CFRP筋弯曲半径的增大而减小,CFRP筋直径越大试件承载力折减量系数越大,并且CFRP筋横向约束有利于弯拉极限承载力的提高。此外,CFRP筋荷载‒应变曲线的非线性变化是试件失效前的典型特征。弯曲半径和CFRP筋直径的比值与锚固效率系数为线性关系,比值在2.4‰以下时试件的弯拉锚固效率系数小于80%,试件呈不均匀断裂和剪切的破坏形式。

拉-压变轴力下小剪跨比RC剪力墙受剪试验研究

近年来,高层建筑中底部剪力墙因受拉,处于拉-压变轴力和水平荷载耦合受力的问题得到了广泛的关注。为了研究拉-压变轴力下小剪跨比钢筋混凝土(RC)剪力墙的受剪性能,该文完成了3个剪跨比为1.0的RC剪力墙在拉-压变轴力下的往复受剪试验,研究参数为拉-压变轴力变化幅值和加载路径。结果表明:不同加载路径下RC墙均在压剪方向发生剪压破坏,压剪方向极限位移角为1.2%~1.4%;拉-压变轴力变化幅值改变墙体拉剪和压剪承载力,加载路径对墙体的拉剪强度有一定的影响,但对压剪强度影响很小;拉-压变轴力下剪力墙的滞回曲线呈现明显不对称现象,拉-压变轴力的变化幅值对滞回曲线的形状影响较小,但加载路径改变滞回曲线的形状;拉-压变轴力的变化幅值将增加剪力墙拉剪与压剪刚度的差别,在双肢墙结构中可能导致更多的剪力从受拉墙体转移到受压墙体;基于OpenSees建立了可准确模拟拉-压变轴力下RC剪力墙受剪行为的有限元模型。

筛管抗拉强度计算及全尺寸试验

随着筛网式滤砂管的应用越来越多,钻井和地质工况条件越来越复杂,对筛管的强度要求较高。国内外对基管强度研究主要集中在抗挤性能和防砂性能评价两个方面,而基管抗拉强度研究相关报道较少。为建立筛管抗拉强度的计算公式,满足油田筛管基管设计与选材需要,笔者采用全尺寸试验方法对筛管抗拉强度进行研究,筛管抗拉强度有限元计算值和全尺寸试验值二者误差小于7%,并建立筛管布孔方式(孔眼直径、轴向孔间距、横截面周向孔数)与筛管抗拉强度计算关系式,筛管抗拉强度计算值与试验值相比误差约8%。筛管基管的布孔方式影响筛管的抗拉强度,孔眼直径对抗拉强度影响最大,轴向孔间距影响次之,横截面周向孔数影响最小。

大直径高强度钢拉杆强度可靠性分析

为了研究大直径高强度钢拉杆的强度可靠性,以江底河特大桥为背景,对索股锚固系统80 mm和110 mm两种规格共计376组高强度钢拉杆开展了超张拉试验研究,同时,充分考虑尺寸、材料和载荷等输入变量的概率分布对钢拉杆强度的影响,利于有限元软件对高强度钢拉杆进行了强度可靠性分析。结果表明:超张拉试验中钢拉杆实际伸长量与理论伸长量差值误差不超过±5%,整批钢拉杆强度可靠性满足设计要求。从概率有限元的分析结果可知,材料的弹性模量、屈服强度以及加载力是影响钢拉杆强度可靠性的重要因素,降低这3个参数的离散化程度能够有效提高整批钢拉杆的强度可靠性水平。制造环节对材料性能按标准严控的情况下,可以降低超张拉试验的抽样比例。

红茶菌发酵液清洗丝织文物表面结晶盐的应用研究

在我国考古出土的丝织品数量多,种类丰富,但由于墓葬环境的特殊性,如棺液的浸泡等原因,丝织文物的表面形成很多结块,影响了文物的品质。因此,对此类丝织文物的清洗成为文物保护工作的重要一环。为此,本研究以唐代出土丝织文物残片表面的结块为研究对象,利用拉曼光谱和X射线衍射仪检测技术对其表面结块的成分进行分析。结果表明,结晶盐的主要成分为CaSO4.2H2O。本研究针对其结晶盐的成分,再利用显微观察、抗拉强度检测等手段分析了红茶菌发酵液对老化的现代蚕丝影响。在得出没有损伤的基础上,利用红茶菌发酵液中的生物有机酸和生物酶作为生物清洗剂清洗唐代丝织文物残片表面的结晶盐,取得了良好的清洗效果,对丝织文物本身无损伤。

PBX巴西试验与直接拉伸试验的比较

为了研究用巴西试验测量PBX炸药间接拉伸强度的有效性,对PBX炸药进行了巴西试验和直接拉伸试验。结果表明,巴西试验测得的间接拉伸强度为3.60 MPa,直接拉伸强度为5.50 MPa,间接拉伸强度约为直接拉伸强度的65%。裂纹分析表明,巴西试验后PBX样品端面的初始开裂发生在中心点外,如偏心破坏,或者应力集中区的破坏,不满足巴西试验条件之一—中心起裂,认为巴西试验不能准确地表征PBX的拉伸强度。

胀缩性土抗拉强度试验研究

抗拉强度是黏性土重要的力学指标之一。自行研制了简易土工拉伸仪,并通过试验确定了合适的制样方法。在此基础上,对具有胀缩性的武鸣红黏土和百色膨胀土分别进行试验,探讨了其抗拉强度与干密度、含水率、干湿循环次数等影响因素的关系,研究结果表明:两种土的抗拉强度-含水率曲线在饱和度接近66%时出现峰值,该峰值对应含水率接近最优含水率,峰值两侧呈指数关系变化,抗拉强度随含水率的变化规律受土中水的形态影响。抗拉强度随干密度的增加而线性递增,增加幅度显著。抗拉强度随干、湿循环次数增加而衰减,1～2次循环时,强度衰减幅度最大,但3次循环后,趋向于一稳定值,稳定值为初始值的20%左右,土体干、湿循环后抗拉强度降低是微结构劣化的结果。

试验方法对岩石抗拉强度测定的影响

采用弧压劈裂、角压劈裂及直接拉伸３种试验方法，对煤、砂岩、泥岩、大理岩进行了大量的抗拉强度测试．结果表明：同一种岩样，３种不同方法测定的抗拉强度相差很大，但具有弧压和角压劈裂法测定的岩石抗拉强度平均值与直接拉伸法测定的抗拉强度相近的规律．通过对弧压和角压劈裂试验试件内应变场分布规律的测定，分析了产生上述现象的原因。

混凝土均匀受拉强度的试验研究

混凝土均匀受拉强度可以看作混凝土的真实抗拉强度,但试件偏心受拉不可避免给直接拉伸测试带来困难。分析讨论了混凝土均匀受拉强度试验中存在的试件制作、传力球铰和加载速度等方面的问题,并采用150mm×150mm×360mm普通混凝土棱柱体试件进行混凝土均匀受拉强度的量测,拉伸试件在端部预埋偏心可调的带锚筋钢板以传递拉力荷载。试验结果得到:ftk=0.88×0.3893f0cu.,53k78(1-1.645σ)0.4622α2,混凝土抗拉强度值小于国标《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的抗拉强度值。

风机叶片固定螺栓拉伸实验及强度计算

为了验证某型风力发电机(以下简称风机)叶片固定螺栓的强度能够满足设计要求,利用DLY-100T液压式万能材料试验机对该型叶片固定螺栓进行了单向拉伸强度实验,得到了螺栓的拉伸极限强度和延伸率、截面收缩率等数据,并对螺栓在使用过程中承受叶片自重载荷和风机运行过程中承受离心载荷这两种工况下的强度进行了校核。实验和计算结果表明,该螺栓能够在两种工况的最恶劣条件下使用,满足设计强度要求。研究结果为风机的设计和安装提供参考。

高强钢丝断裂声发射试验研究

通过对单根高强钢丝和拉索的张拉破坏试验,获得了单根钢丝中裂纹扩展、钢丝破断及索中断丝点附近和远离声源处的声发射全波形。比较不同声源的波形、频谱及时频特征,结果可以看到,钢丝破断的全波形能量及持续时间都要远高于裂纹扩展信号,但其幅值与裂纹扩展的最大幅值相当;钢丝破断声源频谱峰值突出,基本都在43 kHz,在全波形持续时间范围内,绝大部分能量都分布在一条43 kHz的等频率时间带上;裂纹扩展波形包含几个频带,最大峰值出现在50-60 kHz,高频部分出现在波形初至段,随时间增长,高频部分快速消失;断丝声源在索中传播一段距离后,能量会出现衰减,低频部分所包含的能量相对增多。

三峡船闸边坡岩体拉剪试验及强度准则研究

三峡永久船闸边坡开挖后,卸荷和应力重分布使得岩体出现较大范围的拉应力区,且该区岩体多呈拉剪应力状态。为研究受拉区岩体拉剪强度准则,进行了室内岩石拉剪试验,但采用现场试验进行岩体拉剪强度准则研究则较为少见。通过在船闸区开展拉剪面尺寸为50 cm×50 cm的现场岩体拉剪试验,获得了不同拉应力时的岩体拉剪强度,岩体拉剪强度与拉应力关系呈明显的曲线特征。岩体拉剪强度准则研究结果表明:三峡花岗岩岩体拉剪强度准则宜采用莫尔强度准则的二次抛物线型来描述,其次为双曲线型,而双直线型偏差较大。进行边坡变形稳定分析时,对于拉剪应力区岩体则不宜采用直线型强度准则,更不能简单地采用压剪试验取得的直线型关系向拉应力区延伸方法确定岩体拉剪强度。

土工直接拉伸试验装置的研制及应用

针对现有土工直接拉伸试验装置的不足,研制了一套卧式直接拉伸试验装置;装置由拉伸加载系统、数字液压伺服控制系统、数据采集分析系统3部分组成。试验装置可开展多种易成型材料的直接拉伸试验,能精确测试材料的抗拉强度并能给出拉应力–应变曲线;巧妙设计了加载夹具解决了试验材料与拉伸装置的连接难题;能精确连续控制试验拉力,并能获得材料抗拉强度峰后段的拉应力–应变曲线。使用新研制的试验装置开展了黏土、铁晶砂相似材料和水泥砂浆的直接拉伸试验,试验结果表明:在黏土直接拉伸试验所涉及的含水率范围内,当干密度保持不变时,黏土的抗拉强度随含水率的增加逐渐降低,而峰值拉应变则随含水率的增加逐渐增加;黏土达到峰值强度后,并不会突然断裂而是存在一个软化段,此时土体仍然具有一定的承载能力;铁晶砂相似材料的抗拉强度随着松香酒精溶液浓度的增加而提高;随灰砂比的提高,水泥砂浆的抗拉强度和拉伸弹性模量均相应提高。

冷加工钢筋应用中的若干问题

冷加工钢筋具有能耗低、与混凝土间粘结锚固性能优良、工艺简便、产品商品化以及经济效益明显等优点。在推广应用冷加工钢筋中应严格按其产品标准生产、检验和使用，以确保工程质量。

三轴拉压应力状态下沥青混合料的破坏准则

为了解拉压组合复杂应力状态下沥青混合料的强度特性,在自主研发的三轴试验设备上,通过单轴拉、单轴压、平面拉压/轴向压缩和平面拉压/轴向拉伸应力状态下共74个试件的试验,系统研究拉应力和压应力共同作用下AC-13C沥青混合料的三轴强度特性和破坏特征。基于八面体强度理论,建立多轴拉压条件下AC-13C沥青混合料的线性破坏准则。研究结果表明:试件分别表现为拉应变和拉应力破坏特征;三轴拉强度和压强度均低于单轴拉伸强度和单轴压缩强度,按现行的最大拉应力理论进行沥青路面结构设计偏于危险;线性破坏准则考虑3个主应力对路面的协同破坏作用,可较好地描述沥青路面材料的三轴强度规律,并且形式简单,便于工程应用。

冻融环境下引气混凝土双轴拉-压强度和破坏准则的试验研究

本文对掺引气剂混凝土进行了不同次数快速冻融试验,用电子显微镜观察了经受不同次数冻融循环后混凝土微观结构的变化,并进行了6种应力比下的双轴拉-压试验,观察了试件破坏形态,测得了混凝土试件的抗拉强度和抗压强度。试验发现,掺引气剂混凝土在双轴拉-压荷载作用下,其抗拉强度和抗压强度均随冻融循环次数的增加而明显降低。在此基础上,分析了双轴拉-压极限强度随冻融循环次数的变化规律,并在主应力空间和八面体应力空间建立了同时考虑冻融循环次数和拉压比的破坏准则。

冻融环境下钢纤维对轻骨料混凝土力学性能的影响

以天然浮石为粗骨料,对钢纤维及钢纤维与聚炳烯纤维混合的不同掺量试件进行了25、50、75次慢冻试验,进行了抗压强度、抗折强度及弹性模量的试验,试验发现:随着冻融次数的增加,混凝土的强度损失率逐渐增大,弹性模量和抗折强度有所降低,但是聚炳烯纤维和钢纤维的混合掺入可以有效地在保持混凝土的强度基础上,改善混凝土的韧性。

纺织品服装纽扣拉伸强力测试方法

纽扣拉伸强力是纺织品服装的重要服用性能之一,但目前还没有相关的检验标准出台。以不同类型的纽扣为研究对象,比较了断裂法和定负荷法对纽扣拉伸强力测定结果的影响。研究发现,断裂法可准确测定不同类型纺织品服装的纽扣拉伸强力;定负荷法可测定纽扣滑脱、纽扣与织物缝接处缝线断裂、织物破裂、纽扣破裂、拷纽分离脱落等状况。

填埋场斜坡上土工膜受力特性的离心模型试验研究

由于垃圾土沉降大,斜坡上土工膜易受到较大下拽力而破损,影响衬垫系统防渗功能。通过离心模型试验对填埋场斜坡上土工膜在垃圾土重力和沉降作用下的拉力和应变进行了研究,并通过FLAC数值对比分析,可获得如下结论:试验采用的模型垃圾土能很好地模拟现场垃圾土,模型土最大沉降量可达土层厚度的20%;土工膜存在中性点,以中性点为界土工膜可分为受拉区和受压区,中性点的位置与坡度和沉降有关,从坡顶到中性点拉应变逐渐变小,从中性点到坡脚压应变先增大后减小;坡度和沉降是影响土工膜拉力发展的重要因素,坡度或沉降越大,拉力越大,沉降是通过改变界面强度的发挥程度来影响土工膜拉力的发展;当采用单糙面土工膜(上光下糙)时,外部作用力很难向土工膜下界面传递,土工膜锚固端拉力几乎为零。

碾压混凝土穿透型诱导缝等效强度和断裂试验研究

对碾压混凝土坝诱导缝强度和断裂特性进行了试验研究。在碾压混凝土长方体试件内埋设了削弱度为0 208～0 340的穿透型诱导缝,通过轴拉试验获得了诱导缝的等效强度和断裂韧度。分析表明:诱导缝强度的降低比例均大于诱导缝所在断面面积降低的比例,并且随着削弱的增大,诱导缝强度降低比例增长越快。最后分析了应力集中对等效强度的影响,削弱度在0～1之间,等效强度随削弱度的变化曲线为一条凹曲线,存在一个最佳削弱度,使得等效强度与削弱后剩余本体强度值的差值最大,此时,诱导缝发挥最佳的削弱断面强度作用。