The Essence and Origin of the Magnetic Constant

In this study, the essence and origin of the magnetic constant are discussed and a mechanism that allows real estimations of the magnetic constant based upon the vacuum density description is proposed. By considering the vacuum as a liquid with a measurable density and the electron as a vortex, hydrodynamic laws are applied to measure the diminished momentum of a rotating electron in a vacuum, thus obtaining a value similar to the experimentally derived value of the magnetic constant. A consequence of this description is that the magnetic constant can be expressed as the shear stress per unit time of the vacuum;this means that it is an observable vacuum parameter and not a fundamental constant.

不同主应力方向下各向异性砂土力学响应的本构模型模拟

地下水位上升可能引发饱和松散土体边坡有效球应力降低从而诱发稳定性问题。等剪应力排水路径能够模拟饱和砂土边坡内土体单元在潜水面上升时的应力条件,但目前各向异性对于这种应力路径下土的响应的影响仍不明确。采用一个各向异性砂土弹塑性本构模型对不同主应力方向下的定轴等剪应力排水试验进行模拟,分析各向异性影响规律。该本构模型考虑了组构各向异性的演化及其对塑性模量和剪胀的影响,能够反映不同主应力方向对土体力学响应的影响。模拟结果表明,该模型能够较好地模拟不同主应力方向下饱和砂土在定轴不排水剪切和定轴等剪应力不排水条件下的响应。对于定轴等剪应力不排水应力路径,非稳定态时的平均有效应力随孔隙比和加载角度的增加而增加,不同初始组构强度对于等剪应力排水试验的结果有显著的影响。

含蜡原油屈服特性的试验研究

使用高精度的控制应力流变仪,采用多种控制应力试验,探索了大庆原油屈服特性随加载条件变化的规律。通过蠕变和应力匀速增加两种试验,发现胶凝原油屈服应力对测量条件如应力加载时间和应力加载速率等具有依赖性,但胶凝原油的屈服应变不随测量条件变化,从而进一步验证屈服应变的客观存在性,认为屈服应变可作为胶凝原油结构屈服的判据。通过蠕变、应力匀速增加、振荡剪切应力增加和恒剪切率等试验,对胶凝原油的屈服应变展开了研究。结果表明,胶凝原油的屈服应变随胶凝强度增加而减小。通过应力匀速增加试验对胶凝原油的屈服特性进行研究,发现对较低胶凝强度的原油存在应变软化现象。

常剪应力路径下含气砂土的三轴试验

天然气水合物完全分解时,产生的气体使得能源土孔隙压力急速增加,有效应力减小,进而引起土体液化破坏。此时深海能源土斜坡的应力状态与静力液化失稳过程可简化为含气土在常剪应力排水(或不排水)应力路径下的破坏问题。以此为背景,提出了制备含气砂土试样的改进充气管法,并开展了含气砂土的常剪应力路径三轴试验。22组试验结果表明:同一孔隙比的含气密砂在不同围压与常剪应力下具有相同的失稳线;含气砂土试样失稳时的应力比和体变均随初始相对密实度的增大而增大;含气密砂在常剪应力路径下饱和度对失稳特征影响的规律性在排水与不排水条件下均不明显,但在不排水条件下含气砂土的孔压(或体变)对变形的敏感性降低;含气密砂在常剪应力路径到达失稳点之后,排水条件下是瞬变的液化鼓胀破坏,不排水条件下是渐变的剪切破坏。

从非饱和土力学角度探讨黄土湿陷机制

本文回顾了黄土湿陷概念的由来及其基于其微结构湿陷机制研究现状。对从非饱和土力学角度开展黄土湿陷机理研究的有关问题进行了讨论和分析,提出了广义湿陷性概念。黄土湿陷机制研究应根据具体湿陷路径针对性开展非饱和土应力路径试验研究,从而进一步建立黄土广义湿陷本构模型,为工程问题的定量分析和数值计算提供科学依据。非饱和黄土常剪应力增湿试验表明,黄土湿陷破坏之前发生了一定的微小变形,随后应变速率突然增加,偏应力也不再维持为常数。同时,观察到孔压突然上升1-2kPa,表明黄土湿陷过程发生了不完全排水剪缩破坏。

堆石料等应力比路径三模量增量非线性模型

已有研究表明,土石坝内堆石料在填筑期的应力路径可近似为等应力比的路径。根据等应力比三轴排水剪切试验,介绍了一个三模量增量非线性模型,即模型除给出堆石体积模量K和剪切模量G的表达式外,对剪应力产生的体变和平均主应力产生的剪切应变也采用了交叉模量J表达。采用粒子群优化算法通过全量本构关系曲线确定增量模型参数。通过对试验数据的拟合发现,三模量模型可以较好地反映堆石料的应力与变形特性。

挟沙水流卡门常数的理论研究

挟沙水流的流速分布,特别是其中的卡门常数,一直是冲积河流水力学研究的热点问题之一。实测资料表明挟沙水流流速分布仍遵循对数流速分布规律,但在主流区的卡门常数要小于清水时的卡门常数,而在近底区的卡门常数与清水基本一致。在引入颗粒切应力的基础上,从理论上推导了同时适用于主流区和近底区的统一流速分布模型。利用该流速分布模型,得到挟沙水流的卡门常数沿垂线是变化的结论,即从近底区的约0.4渐变到主流区的小于0.4。并给出了主流区卡门常数的理论表达式,认为主流区卡门常数与近底区的泥沙浓度和泥沙粒径有关。该卡门常数的理论公式与实测资料较为吻合。

基于广义剪切试验的沥青高温性能评价指标

采用动态剪切流变仪的应力扫描模式进行广义剪切试验,使用BoxLucas模型对试验数据进行拟合,得到了沥青的高温性能评价指标——剪切应力常量τ0,破坏应变γ0和广义剪切模量Gd.数据拟合时,应保证加载终了值对应的应变大于12%,否则可能导致Gd误差较大.通过对比分析5种沥青的高温性能,发现指标τ0和γ0不够客观,建议采用指标Gd.

电流变液在平行平板剪切下的动态响应

建立了用于测试电流变液在两平行平板间剪切时对外加高压阶跃电场的剪切应力响应的实验测试系统。此系统对剪切应力变化的时间分辨率可以达到 10 μs量级。利用此系统对基于沸石和硅油的电流变液的极化和退极化过程 ,电流变液在不同外加电场强度和不同剪切速率条件下的剪切应力上升和撤去电场时剪切应力的下降过程进行了研究。研究发现电流变液的剪切速率越高 ,其响应时间越短 ,随着外加电场的升高 ,响应时间略有增加。

等幅干湿循环条件下膨胀土的低应力抗剪强度特征

为研究膨胀土的真实强度特征,采用室内常规直剪试验,对等幅度干湿循环条件下的重塑膨胀土进行低应力抗剪强度测试,研究重塑膨胀土低应力抗剪强度参数随循环次数、循环幅度的变化关系,并建立包含初始含水率、循环幅度、干湿循环次数为变量的黏聚力非线性特征函数。结果表明:在相同循环幅度和初始控制含水率下,膨胀土的黏聚力随循环次数的增加而衰减;在相同循环次数和初始控制含水率下,膨胀土的黏聚力随循环幅度的增加而衰减;内摩擦角与循环幅度和循环次数之间的关系无法用函数来表达;所建立的非线性黏聚力衰减函数是利用室内简单试验得到的,可用来计算等幅度干湿循环条件下膨胀土的黏聚力。

微型热膜传感器的水下壁面剪应力标定研究

针对水下壁面剪应力的测量需求,建立了恒流模式下微型热膜传感器的剪应力测量与标定的数学模型,设计采用了扁薄矩形水槽剪应力发生装置,并在0 ～5 Pa范围内对传感器进行了测量标定实验.实验结果验证了测量与标定模型的正确性,标定实验的确定系数均超过了0.995,均方差保持在10-4量级,呈现良好的重复性与一致性,为水下壁面剪应力的测量应用奠定了重要基础.

等应力比应力路径下饱和原状黄土的孔压特性

对杨凌饱和原状黄土在轴向加载且径向卸载以及轴向卸载且径向加载二种类型的等应力比应力路径下,进行了K0固结不排水三轴剪切试验,探讨了应力路径、固结围压等对饱和原状黄土孔压发展特性的影响。研究表明:(1)当忽略被动压缩应力路径在较小围压开始阶段所产生的极小负孔压值时,在两种类型的等应力比应力路径下孔压随轴向应变(压缩或挤伸)的增大,先快速增大后缓慢变化且均为正值;(2)固结应力条件相同时,应力路径对孔压发展特性有很大的影响,对于轴向加载且径向卸载类型的等应力比应力路径,孔压随加载应力比的增大而增大;而对于轴向卸载且径向加载类型的等应力比应力路径,孔压却随加载应力比的增大而减小;(3)在有效球应力和偏应力坐标系上,在轴向加载且径向卸载类型的各种等应力比应力路径下近似地具有唯一的有效应力路径;而在轴向卸荷且径向加载类型的各种等应力比应力路径下具有不同的有效应力路径,且随着加载应力比的增大,其有效应力路径由右向左按顺时针方向依次排列;(4)在不同应力路径下,孔压是由平均正应力增量和剪应力增量两部分共同引起的,由平均正应力增量引起的孔压与土的非线性变形特性无关,由剪应力引起的孔压与剪应力间呈显著的非线性关系。

剪应力在波音737CL飞机龙骨梁剥蚀中的作用

文章根据波音737CL(传统型)飞机龙骨梁ADF(自动定位仪)天线组件固定孔区域的剥蚀规律和外载荷,采用有限元分析手段并通过受载和不受载状态下海洋性盐雾环境腐蚀对比试验,研究了剪应力在剥蚀中的作用。结果表明:固定孔区域材料晶粒L方向和LT方向正应力分布基本相同。受载状态下固定孔打磨区域不到两年就重新存在严重剥蚀,未受载状态固定孔打磨区域三年多也未出现剥蚀。研究表明,龙骨梁材料晶粒ST方向交变剪应力加速了剥蚀的形成和扩展,恒定剪应力对剥蚀的形成和扩展没有影响。

土与结构接触面等应力增量比路径单剪试验力学特征分析

利用大型单剪仪（DHJ-30）进行含砾粗砂与结构物接触面的等应力增量比路径单剪试验，研究加载路径及初始法向应力对接触面物理力学性质的影响。研究结果表明，土与结构物接触面的破坏强度与加载路径无关，破坏与否与加载路径相关，只有加载路径与抗剪强度包线相交才会发生破坏；初始法向应力一定时，加载应力增量比越小则剪应力一切向位移关系曲线初始阶段的切向劲度系数越大，法向压缩量峰值越大，最终剪胀量越小；加载应力增量比一定时，初始法向应力越大则剪应力一切向位移关系曲线初始阶段的切向劲度系数越大，法向压缩量峰值越大，最终剪胀量越小。

差分法计算钢箱-混凝土组合梁的纯扭转刚度及剪应力

通过分析纯扭转应力函数的特点,采用差分法建立钢箱-混凝土组合截面不同材料区域内部各节点的差分方程.并根据组合截面的特征,将应力函数在材料交界面附近做线性化处理,建立基于不同材料的一阶导数关系式,得到补充方程.联立差分方程和补充方程即可求解此类复杂截面的扭转问题,得到扭转剪应力及截面扭转常数.算例表明,钢箱-混凝土组合梁的扭转特性明显优于型钢-混凝土板组合梁.

软黏土加载速率效应特性试验研究:进展与趋势

大量的室内和现场试验都表明,软黏土的强度与变形速率相关。为了更深入地认识软黏土的加载速率效应特性,首先分析了一维应力条件下先期固结压力和三轴应力条件下不排水抗剪强度的加载速率效应及应力-应变关系的归一化,探讨了一维和三轴条件下的5个速率方程(2个指数形式和3个对数形式)在拟合黏土先期固结压力和不排水强度加载速率效应上的适用性;使用5个速率方程估计了一维和三轴条件下的加载速率参数,以及拟合了加载速率参数与液塑限的关系,并且分析了复杂应力(十字板剪切和旁压条件)下的非理想土单元体的黏土加载速率效应特性等;讨论了黏土加载速率效应特性在一维和三维、压缩与伸长、不同超固结比(OCR)条件下的统一性;最后,从香港黏土压缩与伸长和不同OCR条件下的剪缩、剪胀特性方面更深入地探讨了软黏土加载速率效应特性,并讨论了典型的剪缩、剪胀方程在黏土的力学特性模拟中的有效性。结果表明,为更好地描述黏土的应力剪胀特性,现有典型的剪胀关系需要更一步改进。

非饱和原状黄土的变形及屈服特性试验研究

对不同吸力非饱和原状黄土进行了等应力比三轴压缩及常规三轴剪切路径下的试验,研究了偏应力比q/p(q及p分别为净平均应力及偏应力),吸力及净围压对不同应力路径下变形及屈服特性的影响。研究结果表明:在等应力比三轴压缩及常规三轴剪切过程中,孔隙比e与净平均应力p关系(e-lnp)皆位于二条相交的直线上,吸力、偏应力比及净围压对弹性指数的影响很小,对屈服应力及压缩指数的影响较大。等应力比三轴压缩路径下,偏应力比一定时,屈服应力及压缩指数皆随吸力的增大而增大;吸力一定时,随偏应力比的增大而先增大后减小。常规三轴剪切路径下,吸力一定时,屈服应力及压缩指数皆随净围压的增大而增大;净围压一定时,随吸力的增大,屈服应力增大,压缩指数减小。以塑性体应变作为硬化参数时,q-p平面上的初始及后继屈服面皆为对称于饱和土K0线的倾斜椭圆,吸力及应力增大时,屈服面没有旋转,而是产生等向扩大。

围压和渗透压对花岗岩残积土抗剪强度影响的三轴试验研究

为研究渗流对花岗岩残积土抗剪强度衰减的影响,使用SLB型号三轴剪切渗透试验仪,分别进行了K0固结排水剪切试验、恒水头渗流剪切试验和恒流量渗流剪切试验,研究了围压和渗透压对试样应力-应变关系、峰值强度和抗剪强度参数的影响.研究结果表明:应力-应变曲线均为应变硬化曲线,随着轴向应变的增加试样的主应力差增加,且增加的趋势逐渐减小.试样在相同的应变情况下,主应力差值和峰值强度均随着土体试样围压的增大而增大;随着渗透压的增加,主应力差值和峰值强度均逐渐减小;随着轴向应变的增大,渗透压对应力-应变曲线的影响越明显.随着渗透压增加,有效黏聚力逐渐下降,但有效内摩擦角几乎不受渗透压的影响.

电流变液固体的力学性质(英文)

本文推广基于多极展开原理的Rayleigh方程，研究电流变液固体的力学性质。计算了电流变液固体的有效介电常数、剪切应力随剪切角的变化关系及其剪切模量。

旋转黏度计测定水泥浆体静态屈服应力和黏弹性研究

采用旋转黏度计进行了恒定剪切速率、应力松弛、蠕变试验,研究了水泥浆体的静态屈服应力和黏弹性。结果表明:新拌水泥浆体属于带有屈服应力的黏弹性流体,其静态屈服应力为弹性向黏性转变时所对应的剪切应力;恒定剪切速率、应力松弛、蠕变试验均能测试出水泥浆体屈服应力和黏弹性。在恒定剪切速率试验中,新拌水泥浆体的屈服应力测试依赖于测试时剪切速率的选择,剪切速率过小,水泥浆体不出现静态屈服应力,剪切速率过大,测试的静态屈服应力较小;在应力松弛和蠕变试验中,测试出的水泥浆体静态屈服应力较恒定剪切速率试验的精确。对于一个静态屈服应力未知的新拌水泥浆体,可先采用恒定剪切速率试验粗略选择剪切速率和剪切应力范围,之后采用应力松弛或蠕变试验进行精确测试其静态屈服应力。