水泥加固黏土强度及应力-应变全曲线特征研究

以南昌地区典型粉质黏土为研究对象,通过正交试验和极差分析,探究水泥掺量、土样含水率和养护龄期对水泥土强度的影响,分析不同配比水泥土的破坏模式。结果表明,水泥掺量由2%增至8%时,水泥土分别为塑性破坏和双剪压破坏,水泥掺量超过11%时,水泥土呈明显的脆性破坏;水泥加固黏土时存在界限含水率,试样含水率高于界限含水率时,明显弱化水泥掺量对水泥土的抗压强度及应力-应变曲线的影响。根据水泥土应力-应变曲线的演变特征,提出水泥土的单轴应力-应变全曲线方程,通过理论值与试验结果对比,验证了其可靠性。

高应变率下花岗岩动态力学特性分析

为探究冲击荷载作用下花岗岩的动态力学参数的变化规律,文中利用分离式霍普金森压杆试验技术(SHPB)对花岗岩试件进行冲击试验。结果表明,花岗岩的峰值应力随着应变率的增长呈线性增长,表现出明显的应变率效应。动态弹性模量与应变速率间存在正相关性,峰值应变与应变率呈现S型函数关系,极限应变随应变率的增长呈现出线性递增趋势。

碱矿渣再生混凝土单轴受压应力-应变关系研究

为获取碱矿渣再生混凝土(AASRAC)的力学性能参数,对18个混凝土试件进行单轴受压试验,分析再生骨料取代率对受压应力-应变全曲线的影响,并建立AASRAC单轴受压应力-应变曲线全曲线方程。研究结果表明,AASRAC试件均呈现明显脆性破坏特征,随着再生骨料取代率增大,混凝土峰值强度、弹性模量呈现先小幅增加后降低的趋势。由于碱性激发基体更为致密的孔隙结构以及再生骨料中未水化水泥颗粒在碱激发剂作用下的二次水化作用,当再生骨料取代率为75%时,AASRAC的抗压强度与未掺组强度基本相同。所建立的应力-应变关系方程的计算结果与试验结果吻合良好,该曲线方程能够较好地预测AASRAC在单轴受压荷载下的力学性能参数。

10~4s^(-1)应变率下SHPB系统实验相关问题探讨

利用小直径(3.17mm)的SHPB系统初步获得两种较高强度材料(一种特种钢和一种WMo合金)应变率达到104s-1以上的动态压缩应力 应变曲线。通过对这次实验过程及结果的观察和分析,对高应变率实验存在的几个问题进行了探讨。

动态单调荷载下约束再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线方程

在MTS 815力学试验上,完成了81个箍筋约束再生混凝土短柱动态力学试验,分析约束再生混凝土在不同变率下的破坏特征。基于获得的应力-应变试验曲线,研究应变率效应、箍筋约束效应和再生粗骨料取代率对约束再生混凝土力学和变形性能的影响。根据应变率效应对约束再生混凝土力学和变形性能的影响规律,初步提出约束再生混凝土性能指标动态放大系数(DIF)模型。分析箍筋形式、箍筋间距、箍筋屈服强度和配箍率等因素对约束再生混凝土短柱力学行为的影响,初步提出约束再生混凝土性能指标约束放大系数(CIF)模型。分析表明,箍筋约束效应对再生混凝土的力学和变形性能有重要的影响,在很大程度上改善了再生混凝土的延性。研究再生粗骨料取代率对约束再生混凝土力学和变形性能的影响规律,提出取代率影响因子(RIF)模型。基于约束再生混凝土短柱动态试验数据分析,提出考虑应变率效应、箍筋约束效应和再生粗骨料取代率影响的约束再生混凝土应力-应变分析模型,定义受压应力-应变全曲线特征点参数,确定约束再生混凝土受压应力-应变全曲线方程。研究表明,应力-应变计算曲线和试验曲线吻合较好,验证了分析模型的合理性,为再生混凝土结构动力非线性分析和抗震优化设计提供研究基础。

再生轻骨料混凝土应力-应变全曲线研究

为了得到不同再生轻骨料取代率对再生轻骨料混凝土的轴心抗压强度及应力-应变关系曲线的影响规律,以取代率为变化参数,设计了5组棱柱体试块进行轴压试验,测得了试块的轴心抗压强度以及应力-应变全曲线。研究了再生轻骨料占粗骨料的比例对再生轻骨料混凝土应力-应变全曲线、轴心抗压强度、峰值应变以及极限应变的影响。研究结果表明:再生轻骨料混凝土的破坏过程和破坏形态与普通混凝土相似;再生轻骨料混凝土的应力-应变全曲线总体轮廓与普通混凝土相似;再生轻骨料混凝土的峰值应变和极限应变比普通混凝土小;随着再生轻骨料取代率的增加,再生轻骨料混凝土试块的轴心抗压强度逐渐降低。

砂浆试样单轴受压应力-应变全曲线试验研究

通过不同砂率砂浆试样的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析砂率对砂浆试样应力-应变全曲线形状和砂浆试样破坏形态、抗压强度、峰值及极限应变的影响。结果表明:砂浆试样应力-应变全曲线由上升段和下降段组成,根据下降段曲线斜率符号的不同,下降段曲线又分为I类行为和II类行为;不同砂率试样的破坏形态存在差异,随着砂率的提高,破坏形态按劈裂破坏、多个共轭斜面的剪切破坏、单斜截面剪切破坏的规律变化。采用3次多项式,拟合了砂浆试样抗压强度与砂率之间的函数关系;采用2次多项式和乘幂方程式分别对曲线上升段和下降段拟合,拟合结果与试验点吻合较好。

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。

海砂混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

为研究海砂取代率与拌合用水对海砂混凝土基本力学性能的影响,完成了不同取代率及不同拌合用水的30个标准立方体试块单轴受压应力应变全过程曲线试验。基于试验结果分析了海砂取代率、拌合用水对其峰值应力、峰值应变、延性及能量耗散等轴压力学性能指标的影响。结果表明:海砂中氯离子含量满足建筑用砂Ⅱ级砂要求;海砂混凝土应力-应变曲线总体上与普通混凝土类似,各特征点参数有所差异;同一取代率下淡水海砂混凝土的延性略大于海水海砂混凝土,整体上海砂取代率对海砂混凝土轴压力学性能无显著影响;海水对海砂混凝土具有早强作用。

钢纤维高强混凝土轴拉应力-应变曲线试验研究

钢纤维高强混凝土,可以大大改善高强混凝土的脆性,进而提高构件的延性和抗震性能。为研究钢纤维高强混凝土轴心抗拉性能,设计了合适的轴心抗拉全过程试验方案,然后分别对强度等级为C60和C80,钢纤维体积率为0%、1.0%、1.5%和2.0%的钢纤维高强混凝土进行轴心抗拉全过程试验。根据试验结果,分析了混凝土强度和钢纤维体积率对于改善混凝土抗拉强度、峰值应变的影响;提出了适用的钢纤维高强混凝土轴拉应力-应变曲线数学表达式。提出的计算公式与试验结果吻合较好,可以为钢纤维高强混凝土结构的设计和非线性分析提供理论基础。

矿岩料层动态粉碎应力－应变曲线的应变率效应分析

用自行研制的矿岩料层动态粉碎性能测试装置，对四种典型矿岩在五种不同应变率下进行实验研究，分析了应变率对应力－应变全过程曲线的影响。结果表明，应变率和应力－应变曲线相敏感，而且应变率效应随岩石物理力学性质和应力－应变曲线的不同发展阶段而改变。不同应变率下的岩石料层动态塑性特性可用Ｃｒｉｓｔｅｓｃｕ提出的拟线性塑性本构方程来描述。

再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线分析

再生混凝土应力-应变本构关系是分析再生混凝土结构承载力及变形破坏的主要依据,本文针对六种不同再生粗骨料替代率、三个龄期的棱柱体共54个试件进行轴心抗压强度试验,分析了不同再生粗骨料替代率对再生混凝土全应力-应变曲线和轴心抗压强度、弹性模量、峰值应变及极限应变的影响规律。结果表明,再生混凝土全应力-应变曲线与普通混凝土相似,弹性模量均低于普通混凝土,峰值应变随着取代率增加而增大,极限应变则随着取代率的增加呈先增后减趋势。

再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验

完成了不同再生粗骨料取代率下再生混凝土的单轴受压应力-应变全曲线试验,分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力-应变全曲线形状、弹性模量、峰值及极限应变的影响.研究表明:再生混凝土的应力-应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似,但曲线上各特征点对应的应力和应变值不同;再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土的;再生混凝土的峰值应变与峰值应力大于普通混凝土的.

不同应变率下碳纤维布约束混凝土单轴压缩力学性能试验研究

碳纤维布对混凝土材料的约束保护作用能够极大提升其力学性能。本文基于试验,采用电液伺服压力机及分离式霍普金森压杆装置(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)对碳纤维布约束混凝土开展不同应变率下的单轴压缩试验,分析应变率、碳纤维布层数及混凝土强度对碳纤维布约束混凝土应力-应变曲线、峰值应力、动态增强因子DIF(dynamic increase factors)及韧性的影响规律。试验结果表明:不同应变率下试件峰值应力均随碳纤维布层数的增加而增大,两者呈指数函数负相关。应变率的增大使得试件DIF增加,两者呈指数函数正相关,试件存在明显的应变率效应。随着粘贴纤维布层数的增加,C30混凝土试件应变率效应更加敏感。随着混凝土强度等级的提升,碳纤维布层数对试件DIF影响程度降低。应变率、混凝土强度等级及碳纤维布粘贴层数的增加均使试件韧性增大。碳纤维布的约束保护作用能够增加试件的延性,防止混凝土结构物产生脆性破坏,对提升结构物的安全性具有重要意义。

中高速应变率下页岩应力-应变关系实验研究

采用直径120mmSHPB实验装置对页岩进行霍普金森压缩试验,研究了页岩在冲击荷载下的动态压缩性能,分析验证了实验结果的有效性和试样中的应力均匀性问题,得到了页岩在中高速高应变率范围内的动态应力-应变关系。研究表明,页岩内部缺陷的存在对其应力-应变曲线形态有较大影响;页岩有较强的应变率效应。

两种炸药材料本构行为的应变率效应分析

对PBX和B炸药两种压装炸药进行了应变率为10^-4—10^s^-1的压缩实验，得到了两种炸药材料在不同应变率下的应力-应变曲线；通过回收试样的SEM观测，对材料的破坏模式进行了细观考察；初步建立了材料在高应变率下的本构模型；对两种炸药力学行为的特征和应变率效应得到了较系统的认识。

金属粉体高速压制成形过程的应力—应变曲线特征分析

基于高速压制成形的工艺原理,对金属粉体成形过程中的高应变率、粘性效应和硬化速率先上升后下降的变形特性进行分析。将非线性弹簧、线性弹簧和高应变率Maxwell单元并联构成复合非线性粘弹滞体,并用来描述压制过程中金属粉体的高应变率和粘性效应特征;将非线性弹簧的形变指数视为应变的函数,用形变指数在压制过程中的变化来描述金属粉体硬化速率先上升后下降的变形特征,构建金属粉体高速压制成形的本构关系。分别用线性、二次和三次函数来近似形变指数,分析相应的应力—应变曲线。结果表明:所构建的本构方程能描述金属粉体高速压制成形的变形特性。

钢纤维高强混凝土在不同应变率时的单轴受压性能

对不同钢纤维体积率 (Vf)的钢纤维高强混凝土 (SFRHSC)进行了不同应变率下单轴压缩试验 ,试验结果表明 :钢纤维的加入 ,不仅提高了混凝土的强度 ,还显著地提高了其韧性和阻裂能力 ,使其破坏形态从脆性改变到延性 ,并且在一定程度上缓解了试验机刚度不够高而对测试结果的负面影响 ,使试验结果更接近真实。随着应变率增大 ,SFRHSC强度提高 ,但韧性呈现下降趋势 ,且Vf 越大 ,韧性下降幅度越小。弹性模量和泊松比受Vf 和应变率的影响甚微。推荐了适合于SFRHSC应力 应变曲线的数学表达式。

CA砂浆力学性能的应变率敏感性及本构关系

为研究水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)力学性能的应变率敏感性,采用微机控制电子万能试验机进行了CA砂浆在不同应变率下的应力-应变压缩试验.结果表明,CA砂浆的力学性能随着应变率的增大而增大,裂纹扩展速度的限制、侧向变形的惯性作用及沥青网络结构的横向约束导致了CA砂浆力学性能的应变率敏感性.文中还建立了CA砂浆的应变率本构关系,该本构关系能够精确模拟CA砂浆的峰值强度与弹性模量,整个变形过程中的拟合结果与试验结果的复相关系数均大于0.93.通过对应变率本构关系的敏感性分析可知,应变率越高,CA砂浆的韧性和应变率敏感性越低.

国产航空有机玻璃(PMMA)的压缩应力-应变行为研究 Ⅰ.试验方法和试验结果

本文以飞机座舱透明体经受鸟撞击的损伤分析为背景,详细报道了透明体材料——3~#航空有机玻璃在不同温度和中、低应变率下的单轴压缩应力-应变行为的实验测试结果。给出了6个温度和7个应变率档次,共41组试验的加卸载循环的应力-应变表征曲线,并对采用的试验方法和结果的可靠性及其精确度作了广泛的讨论说明。