锂渣超高性能混凝土的流动性能、微观和宏观力学性能研究

高性能混凝土(UHPC)是一种创新的水泥基复合材料,在拉伸和压缩载荷下具有高机械性能、极低的渗透性和出色的耐久性,预计UHPC在建筑结构中的应用将会逐渐增加。由于其硅酸盐水泥用量高,与传统混凝土相比,UHPC的水化热相对较高。因此,锂渣(LS)可用于UHPC配方,以减少波特兰水泥用量,从而限制水化热,同时解决生态和工程问题。本文分别研究了不同掺量LS对UHPC流动性能、微观和宏观力学性能的影响,并设计了正交试验。锂渣对UHPC流动性能的影响十分显著,早龄期锂渣对UHPC宏观力学性能的影响较小,通过延长养护时间,锂渣对UHPC强度的促进作用进一步体现。纳米压痕试验显示,大掺量的锂渣虽然仍然可以提高UHPC强度,但在一定程度上会降低微观弹性模量。一定掺量的锂渣可以降低UHPC成本的同时提高力学性能,通过正交试验可以获取流动性能和力学性能兼顾的锂渣超高性能混凝土。

三峡工程永久船闸边坡岩体宏观力学参数的尺寸效应研究

采用室内及现场岩体力学试验、建立Ｅ－Ｖｐ关系、工程岩体分级、计算机模拟试验以及边坡位移监测成果的反演分析等手段，对三峡永久船闸边坡卸荷带岩体变形参数进行研究，建立了岩体变形模量与岩体尺寸之间的关系。研究成果表明永久船闸高边坡岩体宏观力学参数具有明显的尺寸效应。

土壤宏观力学结构与精准耕作

土壤宏观力学结构是土壤结构体概念的延伸,在尺度上高于土壤团聚体结构1-2个数量级,且具有更高的时空动态特征,其内容涉及土壤物理组构、力学评价指标、力学发生机理及力学应用4个方面,是精准耕作研究的理论依据。评价土壤宏观力学结构的指标包括抗剪强度、圆锥贯入阻力、平板下陷量和断裂强度等,而弹塑性力学、断裂与破碎力学和土壤流变学模型决定着结构动态的发生机理。土壤精准耕作通过对土壤宏观力学结构的测试、评价及模型描述,建立结构动态与外加机械力模式和强度指标之间的关系,运用精准技术手段实现土壤结构、作物秸秆、种子和水肥的精确调控与投放,改善土壤耕性、增强土壤结构力稳性、提高车辆通过性、增大土壤承载力、同时优化土壤-作物-水肥系统和土壤-机器系统。

基于开挖卸荷劣化的边坡岩体宏观力学参数USMR分析评价方法及验证

为研究锦屏某边坡岩体在开挖卸荷条件下的岩体宏观力学参数,对该区砂岩进行室内卸荷试验研究,结果表明:相对于加载试验,卸荷过程中岩样的强度及变形参数发生了劣化,低、高围压下岩石变形及破裂形式也有所不同。为此,在对SMR及CSMR修正的基础上,提出了考虑开挖方式、边坡形态及卸荷损伤的边坡卸荷岩体的评价体系USMR法。基于USMR法对研究区边坡开挖岩体宏观参数(变形模量Em、岩体抗压强度cm?、岩体抗拉强度tm?、岩体抗剪强度参数cm和m?)进行了动态分析,并分别考虑了不同围压3?及卸荷损伤De条件下岩体参数的劣化规律。分析表明:开挖卸荷过程中岩体宏观参数发生了不同程度的劣化,拉应力区、低应力区和高应力区岩体参数的劣化规律有所不同,拉应力区及低应力区岩体力学参数对开挖卸荷更加敏感。研究结果对边坡开挖卸荷岩体的稳定性分析与评价具有一定指导意义。

深厚覆盖层高压旋喷凝结体的宏观力学参数研究

基于现有工程试验资料,通过将高压旋喷凝结体分成成芯凝结体和不成芯凝结体两组材料组成,提出了深厚覆盖层高压旋喷凝结体的统计力学模型。该模型除能反映成芯凝结体的小尺度力学性质外,还可以反映不成芯凝结体的力学性质,也可考虑试验钻孔中不同芯样获得率的影响。应用随机模拟理论,给出了大体积高喷体内成芯凝结体与不成芯凝结体的空间位置及各小尺度力学参数的抽样方法。并通过结合弹塑性有限元和随机模拟两方法,建立了高喷体宏观力学性质的计算机模拟方法。应用所提三维弹塑性有限元随机模拟方法,分析研究了向家坝水电站深厚覆盖层高压旋喷凝结体的宏观力学参数。

岩体宏观力学参数取值的GSI和广义Hoek-Brown法

工程实践中 ,岩体宏观力学参数的确定至关重要 ,直接影响到工程的安全性和经济性。本文将工程岩体分类的新方法—地质强度指标 (GSI)法和广义Hoek -Brown法结合起来 ,对某矿山边坡岩体宏观力学参数进行了估计 ,并与其它岩体参数估计方法进行了对比研究 ,结果表明 ,GSI和广义Hoek

块石长轴倾角对土石混合体宏观力学性能的影响研究

作为一种非均质材料,土石混合体的宏观力学性能与其内部块石细观结构密切相关。在外荷载作用下,土石混合体中存在块石骨架结构和非结构性土体两种荷载传递体系。该文从荷载传递路径和剪切路径发展两个角度,对块石的结构效应进行了分析,明确了块石长轴倾角这一细观因素对土石混合体抗剪强度的影响机理。将土石混合体视为由块石和土体基质组成的两相复合材料,采用椭圆形描述块石,建立土石混合体细观分析模型,并开展了300组双轴压缩试验。进而从主应力差值、内摩擦角及黏聚力三个角度,针对块石长轴倾角对土石混合体宏观力学性能的影响规律进行了分析。结果表明:当块石长轴倾角在0°~90°变化时,土石混合体的主应力差值及强度参数均呈现出先减小后增大的趋势;当块石长轴倾角为45°+φs/2时,主应力差值及强度参数均取得最小值;主应力差值及强度参数随块石长轴倾角的变化规律均可采用抛物线方程描述。

大渡河丹巴水电站长大深埋软岩各向异性及宏观力学参数研究

研究了层状岩体各向异性以及宏观力学参数分析方法,提出基于大型岩土分析软件ADINA各向异性材料模块,采用分区分级宏观力学参数模拟分析方法,结合"代表单元体"理论思想,对丹巴水电站二云片岩进行了各向异性模拟和宏观力学参数分析,研究得到丹巴片岩不同片理倾角宏观力学参数以及各向异性特征变化规律。研究结果显示,丹巴二云片岩尺度增加,平行片理向、垂直片理向变形模量x E、y E收敛幅度不同步,y E变化幅度随倾角增大而增大,收敛速率更高,水平向变形模量x E趋势较平缓,泊松比的变化规律恰好与之相反;随片理面倾角增大,丹巴二云片岩力学参数趋于极限值规律明显。

层状复合岩体宏观力学参数的计算机模拟试验

以清江水布垭水利枢纽工程为背景,结合现行的岩石力学试验方法,对层状复合岩体进行了三轴压缩试验的计算机模拟。研究了层状复合岩体宏观变形参数的各向异性以及岩层倾角、埋深、变形模量等因素对层状复合岩体宏观力学参数的影响,其结果可望对人们认识岩体的宏观力学参数有所裨益。

H62黄铜宏观力学性能与组织特征变化的关系

在H62黄铜合金中通过添加稀土元素Ce和采用重结晶退火等工艺 ,改变黄铜组织中 β′相的相对量、分布及形貌 ,改善夹杂物的组成和分布 ;测定对应的力学性能参数 ,得到了组织特征与力学性能之间的定性关系。结果表明 ,H62黄铜中 β′相的相对量及分布和形貌与力学性能之间有明显的对应关系 ;夹杂物形貌和分布的改善 ,有利于H62黄铜性能的改善。

单压下类岩材料有序多裂纹体的宏观力学性能

用高强度白水泥及石膏等类岩材料有序多裂纹模型进行了大量单向加压实验，得出了单压时宏观等效强度σｅ，等效弹性模量Ｅｅ及泊松比μｅ随裂纹群倾角α的变化规律．在一定程度上考虑了裂纹密度对宏观力学性能的影响．综合实验结果与理论分析，给出了多裂纹体强度特征曲线σｅ－α．

玛尔挡水电站边坡岩体宏观力学参数优化反演及应用

裂隙岩体的变形、强度特性研究以及其力学参数的确定是岩土工程界、工程力学界最为关注的参考指标。在室内试验的基础上,考虑地应力与结构面尺寸、方向、连通率等因素情况下,采用分区分级方法对玛尔挡水电站边坡岩体的宏观力学参数进行优化反演,并将结果应用到三维有限元计算中。计算结果表明:模型采用反演所得宏观参数能够客观、合理反映出边坡整体的安全稳定状况。研究结果为相关参数反演与边坡稳定性研究提供了参考。

岩石非均质构成对宏观力学特性的影响研究

利用岩石矿物细胞元随机性参数赋值方法描述岩石的非均质构成,分别针对2类矿物细胞元和3类矿物细胞元构成的非均质岩石模型,研究了岩石非均质构成对其宏观应力-应变关系曲线的影响。基于岩石矿物构成定义了岩石的非均质度,根据数值模拟计算结果分析了岩石非均质度对岩石宏观力学参数(宏观弹性模量、极限强度)的影响。研究结果表明:均质岩石宏观力学特性由细胞元力学特性决定,非均质岩石宏观力学特性由细胞元力学特性和岩石非均质构成共同决定;在非均质度较小时,宏观弹性模量受岩石非均质性的弱化影响较小,反之,当非均质度较大时,宏观弹性模量受非均质性的弱化影响较大;宏观极限强度受岩石非均质性的弱化影响趋势与宏观弹性模量一致。

氧化带软岩微观特征与单轴压缩宏观力学性能

为研究氧化带软岩的力学性能,探究微观结构对宏观力学性能的影响.采用微观分析与力学试验结合的方法,对岩石试样分别进行了X衍射分析、电镜扫描试验和单轴压缩试验.试验结果表明:砂质泥岩与泥质砂岩相比,微观结构松散,泥质成分多,容易被孔隙水软化,容易被氧化;砂质泥岩单轴抗压强度为33.45 MPa,弹性模量19.11 MPa,分别为泥质砂岩的52%和58.5%,印证了微观分析的结果,岩石微观结构对宏观力学性能影响显著.研究结论可以用来指导随后的现场设计与施工,对其他材料的力学性能研究起到了一定的借鉴作用.

宏观力学不均匀性对焊接接头动态J积分的影响

焊接接头是一个宏观力学不均匀体 ,力学不均匀性对焊接接头的动态断裂行为有重要的影响。采用MARC有限元程序 ,对含焊缝中心裂纹的低匹配焊接接头三点弯曲试样的动态断裂响应进行了计算模拟 ,并采用虚拟裂纹扩展方法计算了动态J积分断裂参量。作为比较 ,计算了相同条件下全母材及全焊缝三点弯曲试样的动态响应。由于惯性效应的作用 ,动态载荷响应曲线周期振动 ,焊接接头试样的动态载荷响应值介于全母材与全焊缝之间。用虚拟裂纹扩展方法计算的动态J积分与路径无关 ,惯性效应对动态J积分基本没有影响。低匹配焊接接头的动态J积分低于全母材而高于全焊缝。研究结果为承受动载的焊接结构安全评定奠定了基础。

考虑颗粒级配影响的滑带土宏观力学和微观结构特性研究

滑带土受滑坡变形演化的影响,其物质组成和结构性质存在空间变异性。滑带土的颗粒级配在不同部位表现出各向异性,可作为滑带空间变异性的直观指标,因此考虑滑带土颗粒级配影响下的宏观变形力学和微观结构特性有利于揭示滑坡真实的演化模式。以三峡库区典型滑坡——黄土坡滑坡的滑带土为研究对象,在保持土体本身自相似性的前提下,利用三轴固结不排水剪切试验和电镜扫描试验对不同颗粒级配影响下的滑带土的宏观变形力学和微观结构特性进行了研究。试验结果表明:颗粒级配分形维数对滑带土的强度参数和内部结构有显著的影响。

隔河岩水电站边坡岩体宏观力学参数的有限元反演分析

首先根据隔河岩水电站边坡的特点,选择具有控制性影响的区域的岩体,建立数值模拟试验模型;接着采用卸荷岩体力学参数的分析方法,利用大型有限元分析程序ADINA对其进行反演分析,得出其宏观力学参数和这些参数的劣化规律。

钨合金力学行为的计算机数值模拟─—宏观力学性能

在微观力学行为分析的基础上，对90W合金宏观力学性能及其与微观结构因素（粘结相力学参数）之间的关系进行了计算机数值模拟研究．结果表明：钨合金性能与粘结相力学参数密切相关．随着粘结相弹性模量增加，合金的抗拉强度增加，但延伸率降低．当粘结相屈服强度800MPa时，合金抗拉强度随粘结相屈服强度增加而增大，在粘结相屈服度为800MPa时达到最大值．随粘结相抗拉强度增加，合金抗拉强度和延伸率均呈近似线性规律增加．合金延伸率对粘结相应变硬化模量极为敏感．

非饱和混凝土宏观力学特性及细观分析方法研究综述

非饱和混凝土宏观力学参数对港工混凝土结构设计至关重要。文章对非饱和混凝土宏观力学特性的试验研究、细观力学分析理论及细观力学有限元法的研究现状进行了综述。总结了目前针对非饱和混凝土宏观力学特性的试验研究成果以及现有的混凝土细观力学分析理论和细观力学有限元方法的特征及适用性,阐述了影响非饱和混凝土宏观力学特性的影响因素,基于此对非饱和混凝土宏观力学特性在力学试验、细观分析理论及细观力学有限元法方面的发展趋势及需要解决的问题进行了总结与展望。

三峡卸荷岩体宏观力学参数三维数值模拟

通过对岩体“试件”的三维数值模拟，研究了三峡工程永久船闸高边坡岩体在卸荷应力状态下的应力应变关系，并与试验结果进行了比较，获得了满意的结果，最后确定了岩体在卸荷应力状态下的宏观力学参数。