原状全风化花岗岩三轴实验CT监测研究

利用可测孔隙水压力和可控排水条件的土静三轴实验装置和螺旋扫描CT,对香港原状全风化花岗岩进行了三轴固结不排水(CU)实验CT动态监测研究。样品应力-应变曲线和实验前后宏观变化特征显示,在不同围压下样品呈现出剪切破坏和剪切-蠕变破坏的差异。CT图象和CT数的结果表明土体原始结构很不均匀。固结使土体孔隙压缩,样品变密。受土体结构(主要是粗大未全风化的钾长石团斑边缘弱区和残余结构面)和围压条件控制,剪切过程中土体细观损伤呈空洞-裂隙-空洞形式的演化。土体在达到峰值前经历了很长的塑性变形阶段。裂隙损伤由空洞损伤发展而来,并沿最大剪裂面集中发展。残余变形阶段强度呈稳态,CT图象显示主破裂面贯通,其周围有多处空洞损伤。对比实验发现,这种同CT扫描仪配套的新三轴仪给出的应力、应变结果可同常规三轴实验很好地联系起来。该仪器和方法可望为新近提出的土体结构力学研究提供观测与量化分析手段,也可为土体结构细观损伤演化研究构筑基础。

岩石三轴实验中的应力路径与应力应变分析

通过对砂岩、大理岩、角砾大理岩三轴实验中应力路径与应力-应变分析,揭示了在各种试验应力环境中大多数岩样的最大主应力方向的应变为最大;保持围压快速卸荷轴压时出现了-ε1,及与围压无关的岩石弹性泊松比等现象。建议采用以LVDT控制模式保持轴向位移方式下卸围压来模拟人工开挖工程引起的隧道围岩应力重新分布现象。

含甲烷水合物非固结沉积物三轴实验

利用自主研发的水合物合成与分解一体化三轴实验装置,以中细砂作为水合物赋存介质,在不同有效围压(1 MPa、2 MPa、4 MPa)条件下,对不同水合物饱和度(0%、13.3%、26.6%、39.9%)的松散沉积物进行三轴剪切实验,探讨了水合物饱和度和有效围压对沉积物应力应变曲线形态及不同抗剪强度指标的影响规律,得到不同强度参数的经验模型。结果表明:含甲烷水合物非固结沉积物的应力应变曲线形态是水合物饱和度和有效围压共同作用的结果;抗剪强度、起始屈服强度与水合物饱和度有关,而受温度和有效围压的影响较小;黏聚力和内摩擦角随水合物饱和度的增大而增大。

动三轴实验中的饱和砂土孔隙水压力分析

利用动三轴实验 ,对砂土液化中的孔隙水压力发展进行了研究 ,根据孔隙水压力发展过程中的不同现象 ,将该过程划分为 4个阶段 ,并将孔隙水压力与应变、应力路径相联系 ,总结了各种因素对砂土液化中孔隙水压力发展的影响 ,对砂土液化的机理有更深的了解。用剪胀、剪缩、卸荷体缩理论来解释砂土液化过程中出现的各种现象 ,分析认为 ,砂土应力状态与孔隙水压力发展之间的关系密切 。

“土力学”三轴实验的计算机仿真

论述了基于Authorware平台开发“土力学”三轴实验课件的方法 ,并介绍了课件的结构流程、设计理念以及理论基础 。

基于STM32单片机的三轴实验平台设计

为改善机电一体化技术课程的实践教学效果,设计了一种基于STM32单片机的三轴实验平台。该实验平台由机械本体、STM32控制系统和VB上位机操作软件组成。搭建了该实验平台的机械本体结构,完成了实验平台控制系统的硬件设计和软件设计(包括手动控制模式软件和自动插补模式软件等设计),并进行了运动功能实验。所设计的三轴实验平台能够在有效工作范围内实现圆弧和直线插补,实现了设计要求。

固体介质三轴实验中样品半延性-延性变形对应力曲线影响的修正

在岩石高温高压三轴变形实验中达到岩石的极限强度之后 ,岩样的宏观几何变形显著增加 ,几何变形成为表观应力与真实应力之间出现较大偏差的主要原因。针对此问题 ,假定岩样从圆柱体变形成为桶形体 ,在一些理想假设前提下 ,给出了高温高压条件下三轴实验中 ,当试样出现半延性 -延性行为时 ,应力曲线的一种修正方法。

双向动三轴实验误差的分析与校正

在分析动三轴试验应力的基础上，提出了在经过逐步重复试验后将最后的误差用实验常数消除的新方法，并从理论上对该方法的可靠性进行了讨论。

虚拟三轴实验教学软件的开发及应用

采用可视化语言Visual Basic和图形处理软件Photoshop开发了虚拟三轴实验教学软件,介绍了该软件的设计思路和具体组成。通过该软件,学生可以在计算机上模拟三轴实验的操作,有助于学生提高实验动手能力,加深对土力学基本原理的深入理解。

基于三轴实验的湿陷性黄土结构损伤特性研究

以甘肃省定西地区的湿陷性黄土为研究对象,通过三轴固结不排水剪切实验,分析了增湿与加载耦合作用下湿陷性黄土的强度和结构损伤变化规律.研究结果表明,初始切线模量和割线模量的变化受含水率和围压的影响较大,含水率较低时,初始切线模量随围压的增大而减小;含水率较高时,初始切线模量随围压的增大而增大.在含水率不变的情况下,割线模量随围压的增大而增大.基于切线模量和割线模量的变化规律,得出了定西地区湿陷性黄土损伤比的表达式.

一种土工三轴实验仪控制器系统的设计与实现

针对土工三轴实验仪实验精度不高,实验功能单一的特点,设计了一个土工三轴实验仪控制器系统。该控制器基于MSP430F149设计,控制实验仪完成高精度多功能实验,极大地挖掘了实验仪器的价值。该控制器作为土工三轴实验仪的核心控制部分,软件采用流程模块化设计,在不改变实验仪装置结构配件的前提下,由上位机根据实验流程灵活组态,实现多种实验。在控制方面,采用PID控制算法,通过高精度伺服电机配合MSP430F149实现高精度控制。现场运行效果表明,控制器系统架构合理、控制性能好、可靠性高、稳定性强,能够实现实验的多功能化及高精度控制需求。

动三轴实验系统的组成和运用

在工程场地地震安全性评价中,常常需要进行动三轴实验以测定土体的土动力学参数。本文介绍了四川省地震局的动三轴实验系统的组成以及其具体的操作和运用。经过两年多的运行,通过承接大量的土体动三轴实验,弥补了四川省地震局的技术短板,培养了一批专业的技术队伍,增强了单位的技术实力和市场竞争力,保持了单位在四川省行业内的领先地位和技术优势,产生了良好的经济效益和社会效益。

土力学虚拟三轴实验教学平台的开发及应用

基于现代信息网络技术,自主研发了多层次和多模块的土力学虚拟三轴实验教学平台,解决了传统三轴实验教学中存在的仪器设备数量不足、实验周期长、限制多等问题。利用虚拟实验平台,探索了虚实结合的实验教学模式,拓展了实验教学的时间、空间和深度,激发了学生的学习积极性和主动性。通过平台反馈信息,可以实时评估教学效果,有效提高了实验教学质量和水平。

基于LabVIEW和固高控制卡的三轴实验平台控制系统

通过将固高运动控制卡的动态链接库导入LabVIEW,测试了Jog模式下的LabVIEW程序,并在此基础上进行三轴实验平台的控制系统开发。结果证明,在LabVIEW环境下可快速完成运动控制系统的开发。

利用测井资料计算基于三轴实验的岩石力学参数

三轴岩石力学实验得到的静态岩石力学参数较真实地反映了地层岩石机械特性。利用有限的实验数据和丰富的测井资料,经岩心归位、动静态岩石力学参数转换,建立了工区岩石力学参数的测井计算关系式,由此获得关键井的连续岩石力学参数剖面。对比发现,测井计算值与归位后的实验值具有相同变化趋势,相对误差较小,可推广应用到工区其他井。

三轴实验中斜向摩擦面积、应力的修正法

采用圆形含斜向破裂面样品进行三轴摩擦实验时 ,由于摩擦面的实际接触面积随轴向位移而逐渐减小 ,使得记录到的应力 -应变曲线产生失真。给出了修正方法 。

流体传压三轴实验的摩擦力分析

本文从实际问题出发,研究了流体传压三轴实验的摩擦问题,较精确地测出了本实验中的高压容器柱塞的摩擦力,测量结果表明,摩擦力基本上与围压成正比,且与柱塞轴向静水压力之比约为0.05.本文还讨论了其它(实时)测量摩擦力的方法.

实体演示和虚拟仿真结合的三轴实验教学改革

在“新工科”建设背景下,实践教育和实验教学日益受到重视。为提升“土力学”课程实验教学环节中三轴实验的教学效果,提出了实体演示和虚拟仿真相结合的三轴实验教学方法。其中,线下实体演示教学侧重于学生对仪器结构和功能、实验操作细节以及土体状态变化的理解,线上虚拟仿真教学则强调学生对实验操作步骤和相应基本理论知识的掌握。通过将实体演示和虚拟仿真教学手段相结合,互相补充,相得益彰,能够有效深化学生对相关知识的理解、掌握和运用。

软粘土在三轴实验中的应力路径与应力应变分析

土是工程建设的基石,在广西地区的大量的工程建设项目(房屋建设、铁路、公路、土坝等)实践中,许多工程地质问题都是由粘性土的力学性质比较复杂造成的。软粘土的承载力和强度较低、空隙比较大、可塑性较强、含水量较多、开挖之后容易产生变形。文章以广西地区内软粘土作为研究对象,通过三轴实验,分析其应力路径及应力应变特征。

粮仓结构设计中小麦的力学特性的三轴实验研究

在粮仓结构设计中,粮食的力学参数是设计粮仓必需的基本参数。三轴实验可以模拟小麦在粮仓内储藏过程中的力学强度特性。采用应变控制式全自动静三轴仪研究了小麦颗粒的含水率、粮堆孔隙率和围压等对小麦力学特性产生的影响。实验结果表明:小麦颗粒含水率、粮堆的孔隙率和围压对强度参数都有影响。同一含水率下,弹性模量随围压的增大而增大;在低围压时,弹性模量随着含水率的增加而略微增大,在高围压时,随着含水率的增加,先增加后减小;小麦的弹性模量随试样孔隙率的增加而减小。