低频循环荷载下盐岩轴向蠕变的Burgers模型分析

为了研究盐岩在低频循环荷载作用下的蠕变特性,采用恒轴压、循环围压的应力加载方式对盐岩开展了低频循环荷载蠕变试验。试验结果显示,当蠕变时间较短时,盐岩轴向蠕变曲线近似为平滑曲线,波动性不大;当时间增加到一定程度以后,盐岩变形随围压变化而发生明显的波动。总体来看,循环荷载下盐岩轴向蠕变曲线与Burgers模型蠕变曲线较为相似。将Burgers模型分解为Maxwell模型和Kelvin模型,忽略材料的疲劳效应,分别推导了恒轴压、循环围压应力加载方式下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程,分析了荷载循环周期对模型蠕变性的影响规律;将循环荷载下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程进行叠加,得到了循环荷载下Burgers模型的轴向蠕变方程,并利用盐岩蠕变试验结果对其合理性进行了验证。结果表明:拟合曲线和试验曲线吻合良好,该模型能够较好地反映盐岩在循环荷载作用下的蠕变特性和荷载变化对盐岩蠕变性的重要影响,特别是能够反映出不同荷载循环周期下盐岩变形随荷载变化而发生的明显的波动现象。

低频循环荷载下地基一维固结性状分析

给出了低频梯形循环荷载下单层地基一维固结解。对该循环荷载下地基固结特性、相应的影响因素以及平均固结度、有效应力随荷载的发展和变化规律进行了分析和讨论,并研究了有效应力最大和最小值随荷载的变化规律。在任一周期中,有效应力s的发展并不与荷载的变化同步,而是按一定规律滞后发展。

三轴低频循环荷载下盐岩体积应变特性研究

地下储气库围岩长期处于复杂疲劳应力状态下,盐岩三轴循环荷载下的变形规律对储气库稳定性分析有参考价值。对8个盐岩试块进行了不同围压、不同应力水平和不同频率条件下的循环荷载试验。对每一试块施加恒定围压和轴向低频循环荷载。对试验参数进行了无量纲处理,分析了应力比强度(广义剪应力强度与球应力的比值)、应力比振幅、上限应力水平、荷载频率、循环次数(N)等对体积应变(?v)的影响。利用函数?v=?lg N+?v0,对每一试块的体积应变–循环次数曲线进行了拟合分析,获得了参数?和?v0随应力比振幅、上限应力水平和频率变化的数学表达式。标准化回归系数分析表明,上限应力水平是影响盐岩体积变形的主要因素,其次是应力比振幅。在高上限应力水平三轴状态下,盐岩主要表现出体积扩大现象。

低频循环荷载作用下结构性对软土变形的影响

经试验研究得出有关软土变形特性、结构性及其对软土变形的影响。在低频循环荷载作用下,软土的变形随着循环次数的增加而增大,表现出变形累积性,且当荷载周期延长时,具有一定的流变特性;由于原状土具有较强的结构性,因此其变形特性和重塑土的变形特性有很大差别,当所施加的荷载小于结构屈服强度时,软土的结构性较强,其变形量较小,随着荷载的进一步施加,结构性破坏程度提高,软土的变形量逐渐增大;结构性的破坏程度不仅与作用于软土试样的荷载大小有关,而且还和加荷速率及作用时间有关。

低频循环荷载下海积软土蠕变特性试验研究

低频循环荷载作用下软粘土力学行为具有其独特性,为了研究低频循环荷载作用下海积软土的蠕变特性,利用土体三轴蠕变试验仪,针对珠江三角洲地区的海积软土开展了一系列蠕变试验,并对该地区海积软土的典型循环蠕变曲线进行讨论,初步探索了软土在低频循环荷载与静荷载作用下蠕变特性的异同,研究发现,两种加载方式下土体累积变形量总体较为接近,而低频循环荷载作用相较于静荷载作用,软土更慢地进入衰减型蠕变阶段及达到变形稳定。同时,对比分析了围压、主应力比和加载频率对软土低频循环荷载下循环蠕变特性的影响。

低频循环荷载作用下一维非线性固结的有限体积解法

为解决基于Davis假定的低频循环荷载作用下一维固结微分方程因具有非线性特点而难以求得解析解的问题,开展该问题的数值计算方法研究,首先利用变量代换将低频循环荷载作用下一维固结微分方程转换为扩散方程,再在控制体积上先做积分后做差分建立隐式有限体积法格式,最后与半解析解进行对比验证。研究结果表明:该有限体积格式计算结果与半解析解计算结果吻合,能够较好求解低频循环荷载作用下一维非线性固结问题。

低频循环荷载对桩基础承载力的影响

深水环境下的桩基础长期承受潮位的涨跌产生的低频循环荷载,从而增大了桩基础的工后沉降。室内模型试验结果表明,在低频循环荷载作用下,地基土逐渐被压密,从而产生硬化,但硬化的程度无法通过试验进行定量评价。利用ABAQUS有限元软件开展数值模拟,定量评价地基土硬化对桩基础承载性能的影响。

PMN-PT和BST铁电陶瓷的低频高场疲劳特性及去除疲劳方法的研究

第一次研究了PbMg1/ 3 Nb2 / 3 O3 PbTiO3 (PMN PT)和Ba1-xSrxTiO3 (BST)铁电陶瓷的低频高场电循环下的疲劳及其采用在顺电相保温 2 0min去疲劳的效果。实验表明 :PMN PT和BST相比 ,同样条件下的电循环后PMN PT易产生明显的疲劳 ;但BST从一开始就有少量的疲劳存在 ,PMN PT则直到 5×10 4才开始出现疲劳。同样的电循环数后 ,去除疲劳的效果不一样 :BST在靠近Tc 处比PMN PT靠近Tm 处去除疲劳的效果好 ,但 60℃后在增加温度仍有部分疲劳不能消除 ,直到 15 0℃时疲劳仍不能完全消除 ;而PMN PT在 110℃时疲劳已完全消除。

神经网络建立循环荷载下软土的本构模型初探

指出土的本构模型是土力学理论中最基础、最重要的研究内容,探讨了神经网络建立模型的方法,根据他人建立软土本构模型的方法,了解神经网络建模的特点及其建模的一般步骤,尝试采用神经网络方法建立结构性软土的本构模型。

SiC-C/SiC复合材料的高温低周应力腐蚀机理与寿命预测

研究了SiC涂层连续碳纤维增韧的SiC基复合材料(SiC-C/SiC)在低频拉-拉循环应力下,干氧环境、水蒸气环境、湿氧环境以及含硫酸钠蒸气环境中,1000℃、1200℃和1300℃高温下的应力氧化与应力腐蚀情况。通过比较复合材料在相同循环应力条件下、不同温度和环境中的寿命,揭示了复合材料在高温、循环应力状态下的腐蚀机理。研究发现,在循环应力状态下,氧气是导致SiC-C/SiC复合材料寿命下降的主要因素。1000℃<T<1300℃时,循环应力作用下SiC-C/SiC复合材料的失效机制是由碳纤维和氧气的反应机制控制的,其寿命随温度升高而线性下降。提出了SiC-C/SiC复合材料在拉-拉循环应力作用下的寿命预测公式,并利用试验结果验证了其正确性。

大面积变荷载下土体沉降的等效算法

土体在变荷载作用下的沉降历来是工程实际中不容忽视的疑难点,尤其在潮间带地区的港湾建设中.针对现有预测变荷载作用下土体沉降的复杂推导问题,笔者提出一种能够快速预测土体主固结沉降的方法.在大面积低频变荷载和近似Terzaghi一维固结条件下,根据已有的低频循环荷载作用下的土体固结沉降方程,分析了饱和土地基的变形特性.通过MATLAB编程计算,得到土体的主固结沉降值,发现其与变荷载时间曲线图面积相等的恒载(即与变荷载引起的冲量相等)所产生的最终沉降基本相同.同时,结合室内动三轴固结试验与实际工程对等效算法进行论证,发现此算法能准确预测土体的主固结沉降,预防工程事故,推进近海工程建设.