压实黏土拉压组合三轴试验和扩展邓肯张模型

采用研制的卧式三轴拉压试验仪对糯扎渡和双江口心墙堆石坝心墙土料进行了常规三轴压缩试验、三轴拉伸(伸长)试验和三轴压缩–拉伸组合试验。根据试验结果,研究了压实黏土在三轴压缩、拉伸以及从压缩到反向拉伸状态下的应力应变特性。在此基础上,对邓肯张EB模型的应用范围进行了扩展,扩展后的模型可描述压实黏土从压缩到反向拉伸过程的变形特性,可用于进行土体张拉裂缝扩展问题的模拟计算。

不同尺寸楔入式紧凑拉伸试件双K断裂参数的试验测定

为提供更为充足的试验数据充实《水工混凝土断裂韧度试验规程》,同时也为研究双K断裂参数的尺寸效应问题,进一步确定进行混凝土断裂韧度试验的最小试件尺寸,方便工程技术人员的实际应用,采用一种新的试验方法即楔入式紧凑拉伸法设计了最大尺寸为1250mm×1200mm×200mm不同高度的6组共36个试件,试验研究双K断裂参数。该方法结合两种常规的楔入劈拉方法和紧凑拉伸法的优点,既消除了楔入劈拉试验中当竖向荷载与双线支承不共线时在裂缝尖端所引起的附加弯矩对双K断裂参数真实值的影响,又克服了紧凑拉伸试件对试验设备刚度要求的问题。试验中沿韧带方向布置电阻应变片,监测裂缝的起裂及扩展过程。通过对不同尺寸的楔入式紧凑拉伸试件的试验研究表明,楔入式紧凑拉伸法是一种操作简单且稳定的断裂试验方法,有望进一步补充现有的试验规程;所测定的混凝土双K断裂参数与试件的尺寸无关,可作为裂缝起裂和失稳的控制阀值来预测预报混凝土结构裂缝的发展状态。

直流电位降法裂纹监测试验中接线点位置分析

利用有限元法研究了紧凑拉伸试样电位场分布随裂纹的变化,从灵敏度、信号幅度和测点位置误差三方面对直流电位降法应用中接线点位置的选择进行分析。结果表明,电位差测点选在试样缺口嘴部时可获得最大灵敏度;当电流输入点与电位差测点重合时信号幅度最大,但这种情况下测点位置误差会引起较大的测量误差。

土工拉筋带似摩擦系数试验研究

以单粒径的标准砂和具有一定级配的砂卵石为填料,对土工拉筋带进行室内拉拔试验,得到在不同填料、不同含水量和不同压实度条件下筋-土间的似摩擦系数的变化规律,为加筋技术在实际工程应用中提供依据。

张力与静电场对纱线毛羽检测的影响

探讨张力与静电场对纱线毛羽检测的影响。对纯棉、涤棉混纺纱线进行毛羽检测,分析了不同的测试张力与毛羽检测结果的关系以及静电场对毛羽检测结果的影响。结果表明:测试张力对毛羽数有影响,随着张力的增加毛羽呈减小的趋势,但影响不明显;静电场对纱线毛羽检测结果影响突出,所测纱线3 mm毛羽数显著增加,纤维组分对毛羽数有影响。

紧凑拉伸试验CTOD双引伸计测试方法研究

以船用A36钢板为试验材料,开展紧凑拉伸试验裂纹尖端张开位移δ(crack tip opening displacement,CTOD)的双引伸计测试方法研究。结果显示,采用双引伸计方法可直接测定旋转因子r及δ,计算得到名义应力σ与裂纹尖端张开位移塑性分量δp(plastic component of CTOD)的相关性曲线。与国标GB/T 21143—2007测试方法相比,双引伸计法对δp的测试精度更高;与EPRI(Electronic Power Research Institute)计算方法相比,双引伸计法对σ—δp关系曲线的确定更为直接可靠。

水压下混凝土断裂试验研究

主要研究在水压作用下大型混凝土试件的试验加载装置及水压测量装置。试验采用楔入式紧凑拉伸试件形式,在试件表面粘贴全桥应变片和安装夹式引伸计测定裂缝的起裂、扩展长度和裂缝开口位移;在侧面安装压力传感器,测定压力水在裂缝内的实时变化情况。试验中采用橡胶板、薄钢板和球角钢架3层密封装置,保证高水压下水不渗漏,试验过程完整进行。为了得到完整水压作用下试验曲线,采用两种加载方式去除附加约束影响,分别为恒定裂缝张开位移和恒定荷载。

沥青混合料低温抗裂性能分析及断裂过程模拟

为了分析沥青混合料材料参数对低温抗裂性能的影响,选取不同混合料类型、沥青种类、老化程度及再生料(RAP)含量为变量,应用圆盘拉伸试验(DCT)进行温度为-12℃下的沥青混合料断裂试验,选取断裂应变容限值为评价指标,研究不同因素对沥青混合料低温性能的影响。采用内聚力模型对DCT试验全过程进行模拟,探究混合料的裂纹扩展及损失规律,并与试验过的结果进行比较。研究表明:RAP掺量及沥青的老化均对沥青混合料的低温性能不利,而混合料的种类对低温性能的影响不明确,但空隙率较大的沥青混合料的试验结果有较大的变异性,使用改性沥青会对低温性能的提升有正面影响。数值模拟分析表明,DCT试验可分为5个阶段,即初始加载、试件损伤、裂缝产生、裂缝扩展、试件完全破裂,且数值模拟结果与试验结果基本吻合,可作为一种分析手段模拟沥青混合料断裂损伤行为,降低试验消耗。

简化扩展有限元法精度的验证及在DCT试验中的应用

在扩展有限元方法(XFEM)和相互作用积分的基础上,建立了不含裂尖增强函数的简化XFEM法.并通过该方法计算了经典算例的应力强度因子,与传统的J积分方法和应力强度因子手册中的解析解进行了对比分析.结果表明,简化XFEM法与传统的J积分法相比,其精度更高且不需划分过密的网格.之后,采用简化XFEM法对沥青混合料圆盘拉伸试验(DCT)进行了数值模拟分析,通过与室内试验对比发现,简化XFEM法模拟的裂纹扩展路径和试验结果接近,并有助于分析试验过程中的断裂机理.该简化XFEM法能为非均质材料等更复杂问题断裂模拟提供新的解决思路.

紧凑拉伸试样应力场仿真与磁记忆效应分析

利用ANSYS有限元仿真,对30CrMnSiNi2A钢二维预制裂纹的紧凑拉伸疲劳试样进行模拟分析。仿真得到了裂纹尖端附近的应力强度因子K和J积分值,及其应力场分布情况。发现两个积分值的曲线能较好地反映材料的受力情况。然后通过疲劳试验,测量了试件相应部位的磁记忆信号,得出的试验结果与仿真分析结论较为符合。有效地证明了磁记忆信号能较好地反映工件的应力分布状态,可为磁记忆检测的实际工程应用提供技术支撑。