锦屏水电站大理岩在高应力条件下的卸荷力学特性研究

结合锦屏水电站深埋引水隧洞开挖工程,选取该区域典型大理岩,并以隧洞围岩实际应力环境为基础,开展卸围压破坏试验以及卸围压多级破坏试验。研究成果表明,锦屏大理岩在高应力条件下的卸荷力学性质主要表现为:(1)相同初始应力条件下,岩石达到卸荷破坏所需应力变化量比轴向压缩破坏时小,卸荷更容易导致岩石破坏;(2)岩石卸荷开始后侧向变形明显加快,且表现出显著扩容,如果忽略卸荷前岩样变形,则体积变形几乎按照侧向变形的规律增大;(3)卸围压过程中,泊松比近似按照多项式关系增长。变形模量初始变化不显著,屈服前微量围压减少引起变形模量急剧减小;(4)卸荷条件下抗剪强度参数c值比加载条件下低14%,而?值比加载条件下高23%。这些结论揭示高应力条件下大理岩的卸荷力学特性,为深埋引水隧洞开挖稳定分析提供可靠依据。

蓖麻籽不同状态不同压榨方式下压缩比与轴向应力关系的研究

【目的】研究蓖麻籽在不同状态不同压榨方式下压缩比-轴向应力关系.【方法】进行了完整蓖麻籽与碾碎后的蓖麻籽在不同的压榨方式、不同的压榨速率下的冷榨试验;采用川北方程建立了双曲线型压缩比-轴向应力关系模型,并依据试验结果,应用最小二乘法求得该模型的待定参数.【结果和结论】蓖麻籽碾碎后压榨在相同的条件下所达到的等价压缩比和完整籽基本一致,但实际压缩比比完整籽小得多;多次压榨在相同的条件下比单次压榨可以达到更大的压缩比;模拟值与实测值的对比和误差分析表明,模拟值与实测值比较吻合.

纤维布加固高轴压混凝土柱抗震性能

设计了 3个高轴压混凝土柱试件 ,其中 1个为对比试件 ,2个为采用了不同包裹形式的纤维布加固试件 ;在低周反复荷载作用下 ,通过对试验现象和测试数据详细的描述与对比分析 ,研究了纤维布加固法对高轴压混凝土柱抗震性能的改善情况 ;利用通用有限元计算程序 ,对低周反复试验进行了全过程仿真模拟 .研究表明 ,适宜的纤维布加固方式 ,可以大幅度提高高轴压混凝土柱的抗震性能 ,同时利用考虑纤维布约束混凝土本构关系的有限元计算方法能够较为准确地模拟纤维布加固高轴压混凝土柱的非线性性能 .

钢纤维混凝土轴压应力-应变曲线试验研究

作为钢纤维混凝土配合比直接设计方法的研究工作的重要内容,采用4个平行于棱柱体试件对称放置的弹簧作为刚性辅助架,在普通压力试验机上成功地测得了纤维体积率0~2.0%、裹浆厚度0.8~1.2 mm、强度等级为CF40的钢纤维混凝土轴压应力-应变全曲线。根据试验结果,分析了纤维体积率和纤维裹浆厚度对钢纤维混凝土轴压强度、应力-应变曲线以及轴压韧性比的影响。表明钢纤维混凝土的轴压强度和韧性比随着纤维体积率的增加而提高,存在合理的纤维裹浆厚度使得钢纤维混凝土获得优良的轴压韧性。提出了与试验结果符合良好的钢纤维混凝土轴压应力-应变曲线计算理论模型。

钢筋混凝土框架柱轴压比限值问题研究

针对目前高层钢筋混凝土结构抗震设计中遇到的突出问题之一——框架柱轴压比超限现象,结合以往试验现象分析和对规范背景资料的研究,对框架柱轴压比限值的研究进行了综述与分析,并对进一步的研究工作提出了一些新的建议。

配箍率对钢骨高强混凝土短柱轴压力系数限值影响的试验研究

通过 2 7根不同剪跨比的试件对钢骨高强混凝土短柱的位移延性进行了研究 ,分析了配箍率对钢骨高强混凝土短柱延性的影响 ,并得出了配箍率和延性间的关系曲线。增加配箍率可以提高短柱的延性 ,因此可以将轴压力系数限值适当放宽。本文根据试验结果 ,提出了满足一定延性要求的。

基于BP神经网络的TC18钛合金锻造工艺参数研究

在变形温度800--900℃、应变速率5×10-4～10S-1条件下进行了热模拟压缩试验，研究了TC18钛合金高温压缩变形行为，并借助BP神经网络模型对合金组织形貌进行了分析研究。结果表明：显微组织中等轴α相含量随温度升高总体下降，应变速率在低温区对等轴α含量有显著影响。860℃左右，应变速率对等轴d相含量的影响较小，存在较宽的组织稳定区；合金中α相轴比随温度升高初期下降，在相变点时其轴比又会升高，晶粒轴比总体随应变速率升高而增加；变形温度860℃、应变速率0．01S-1左右为适宜的加工参数区间。

CFRP约束轴压预压混凝土棱柱体的应力研究

通过CFRP约束预压混凝土棱柱体的轴压试验,研究了在不同预压力下的CFRP加固预压混凝土棱柱体试件与CFRP加固未预压混凝土棱柱体试件,测得CFRP加固后的极限应力值,并与混凝土棱柱体试件的应力值进行了对比分析,分析了CFRP加固混凝土棱柱体的破坏特征,为实际工程的加固提供了试验依据。

轴心受压约束钢柱的温度应力函数

为在火灾时准确评估轴心受压钢构件的温度应力,利用236根约束钢柱的温度应力试验数据,建立了轴心受压钢构件关于轴向约束刚度、长细比、初应力和温升4个参数的温度应力函数,其计算公式与共计32 997个实测温度应力数值点的平均相对误差为5.6%。如果将该温度应力函数嵌入钢结构分析程序,可以方便、准确地计算受轴向约束轴心受压钢构件的温度应力。

混凝土框架柱轴压比限值分析

导并计算了混凝土柱截面在界限破坏条件下的轴压比,讨论了箍筋约束、周边纵向钢筋、“芯筋”和其他因素对柱轴压比限值的有利影响.针对目前高层钢筋混凝土结构抗震设计中遇到的突出问题之一——框架柱轴压比超限现象,提出了一些设计建议.

预压型钢混凝土柱滞回特性有限元分析

在型钢混凝土柱基础上提出预压型钢混凝土柱,并对预压型钢混凝土柱研究意义进行了概要分析。采用ANSYS有限元分析软件,通过对9个不同混凝土强度等级、不同型钢预压比、不同轴压比的预压型钢混凝土柱的低周反复荷载试验,得到预压型钢混凝土柱在不同轴压比、型钢预压比下的破坏形态和滞回曲线。研究结果表明:预压型钢混凝土柱有良好的抗震性能,但是其随着轴压比增大和混凝土强度的提高而降低。

直接加固软弱下卧土层的地基工作性状模型试验研究

高压喷射注浆法可以在软弱下卧土层中直接形成加固桩体对软土地基进行加固。对这种加固方法形成的地基进行了一组模型试验,其中包含了天然地基和加固地基,加固地基中设置了一组3×3的加固桩体,通过对比研究了直接加固软弱下卧土层的地基处理方法对地基工作性状的影响。结果表明:直接加固软弱下卧土层的方法能很好地改善地基的沉降特性,提高地基的承载能力。加固桩体能有效地传递荷载,使加固区软弱土体的压缩量大大减小。随着荷载的增加,加固桩体顶端承担的荷载大体呈线性增加,桩顶轴力表现为角桩最大,边桩次之,中心桩最小。加固桩体上部受负摩阻力作用,下部受正摩阻力作用,桩身最大轴力位于距桩顶25 cm处。加固区的平均桩-土应力比随荷载的增加而减小。

长轴短轴比对椭圆形GFRP约束混凝土轴压性能的影响

纤维增强树脂基复合材料(FRP)能够有效地提高圆形FRP约束混凝土柱的强度和延性。在矩形FRP约束混凝土柱中,由于FRP对核心混凝土的约束不均匀,FRP约束效果较差。为了给核心混凝土提供有效的约束,可将矩形截面优化成椭圆形截面,再应用FRP进行约束。通过椭圆形玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)约束混凝土的轴压性能试验,试件的长轴尺寸为300 mm,高度为600 mm,研究长轴短轴比(1.0、1.2、1.5和2.0)和GFRP厚度对椭圆形GFRP约束混凝土轴压性能的影响。结果表明:长轴短轴比对于核心混凝土的强度和延性有较大的影响;GFRP厚度越厚,约束混凝土的强度越高,延性越好。

MPC混凝土制备及其力学性能试验研究

为了解决现有加固材料加固施工周期长、与旧混凝土结构黏结差等问题,利用改性磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)作为胶凝材料,制备3种不同骨料类别的MPC混凝土,研究其与普通混凝土力学性能的差异以及不同骨料对其力学性能的影响.以普通混凝土作为对照,制作4组棱柱体试件进行单轴抗压试验.结果表明:MPC混凝土的峰值应变明显高于普通混凝土,轻骨料的加入使其峰值应变进一步升高;其弹性模量明显低于普通混凝土,轻骨料使其弹性模量进一步降低;4组混凝土试件弹性阶段泊松比均为0.2左右,但MPC混凝土峰值时的泊松比明显高于普通混凝土,进入塑性阶段后MPC混凝土内部裂隙发展比例更高,最终破坏现象更加突然,试件破坏后更加松散.因此,MPC混凝土与普通混凝土相比脆性更强.

钢管初应力对钢管混凝土构件轴压刚度和抗弯刚度的影响

钢管混凝土轴压刚度和抗弯刚度是对钢管混凝土结构进行抗震分析的重要指标。利用数值方法计算了考虑钢管初应力影响时的钢管混凝土轴压构件和纯弯构件荷载 -变形关系曲线 ,分析了初应力系数、截面含钢率、钢材和混凝土的强度等因素的影响规律。

预应力轴压比对节段拼装桥墩力学性能影响分析

采用后张预应力连接的节段拼装桥墩具有施工工期短、对环境影响小、质量易保证等优点,但至今其力学性能尚不明确.为了获得一个具有良好力学性能的预应力轴压比值,本文以一节段拼装桥墩为原型,设计了5种节段拼装桥墩方案,利用ABAQUS建立了实体有限元模型并进行模拟计算.将模拟结果与既有试验结果进行比较,验证了该模拟方法的正确性.分析对比了不同预应力轴压比对节段拼装式桥墩的力学性能的影响,结果表明轴压比在10%~20%的结构拥有较好的力学性能.研究为节段拼装桥墩的设计提供一定的参考.

反复荷载下CRC梁柱节点纵筋黏结性能试验研究

为研究橡胶混凝土梁柱节点的纵筋黏结性能,设计并制作了4个梁柱节点试件,其中1个为普通混凝土足尺节点,3个为橡胶混凝土足尺节点,橡胶取代率为15%。对各试件分别进行低周反复荷载试验,得到不同材料和不同轴压比下的破坏模式、荷载-位移滞回曲线和纵筋黏结应力滞回曲线,并对纵筋平均黏结应力进行分析。结果表明,低周反复荷载下,各节点试件的破坏模式均为核心区的剪切破坏;平均黏结应力与荷载呈线性增长关系,进入屈服阶段后,平均黏结应力达到峰值并逐渐退化,产生黏结滑移;在同等混凝土强度等级下,橡胶的添加使梁柱节点纵向钢筋黏结强度降低了5%;增大轴压比,节点纵向钢筋黏结应力和相对黏结强度均随之增大,黏结性能提高,高轴压比(0.59)下的纵筋黏结强度比中(0.37)、低(0.15)轴压比下的强度分别增大5%、13%;在该橡胶取代率下,高轴压比(0.59)对纵筋黏结性能的提高作用大于添加橡胶对其的减弱作用。

无粘结预应力混凝土框架柱钢绞线的应力分析研究

目前无粘结预应力混凝土的研究主要是对混凝土梁的试验研究,而对无粘结部分预应力混凝土框架柱的试验研究甚少,为深入了解无粘结部分预应力混凝土框架柱钢绞线的应力、极限应力增量以及预应力损失的计算情况,对2组5根试验柱进行拟静力试验研究.结果表明:现行《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92—2004中的公式同样适用于无粘结部分预应力混凝土框架柱应力的计算,预应力度和预加轴压比均对无粘结预应力筋极限应力增量有很大影响;随着预应力度的提高,预应力筋极限应力增量增加;而随着预加轴压比的提高,预应力筋极限应力增量降低.

超大长宽比加劲型钢箱混凝土柱轴压性能分析

为研究加劲肋构造形式和截面长宽比对超大长宽比矩形钢箱混凝土柱轴压性能的影响,通过钢箱混凝土柱屈曲分析,预测其轴心受压时的屈曲模式,提出最小加劲刚度比简化公式,以优化开孔板加劲肋设计。在此基础上,以某高速公路匝道桥薄壁墩为例,设计3组(无肋、设置刚性加劲肋、设置柔性加劲肋,每组5个)矩形钢箱混凝土柱试件,采用Abaqus软件建立各试件有限元模型,分析各试件的破坏模式、混凝土轴向应力分布和轴压承载力。结果表明:无肋和设置柔性加劲肋时试件轴压破坏屈曲模式相同,设置刚性加劲肋可改变试件轴压破坏屈曲模式;与无肋矩形钢箱混凝土柱相比,若矩形钢箱混凝土柱沿壁长方向均匀设置加劲肋,达到极限荷载时截面大部分区域混凝土轴向应力分布均匀,有效限制钢板向外屈曲,提高了钢箱与混凝土的组合作用;钢箱混凝土柱承载力提高系数随截面长宽比的增大呈逐渐减小趋势,刚性加劲肋试件的承载力>柔性加劲肋试件的承载力>无肋试件的承载力,加劲肋与混凝土的黏结可使试件具有更高的极限承载能力;提出的最小加劲刚度比简化公式对加劲肋设计具有较好的指导作用。

铜柱长径比对CuCGA互连结构轴向临界压应力的影响

借助有限元方法研究Cu CGA互连结构轴向压力载荷下的力学行为.结果表明,直径0.32 mm、长径比5~11.5范围的铜焊柱压曲失稳前会因性能薄弱的钎焊圆角局部区域存在超过钎料极限强度的拉伸应力而引发局部微裂纹;而长径比11.5~16.5范围的铜焊柱则会首先发生屈曲失稳;在综合考虑钎焊圆角局部微裂纹失效和焊柱压曲失稳失效前提下,建立了铜柱长径比和阵列铜焊柱互连结构轴向压力载荷下临界应力的关系方程;轴向临界压应力在长径比5~11.5范围内几乎保持恒定,而在长径比11.5~16.5范围内轴向临界压应力随铜柱长径比λ0增加而降低,规律与描述大柔度杆的欧拉公式相符合.