双面黏结型隧道喷膜防水衬砌层间界面力学特性探讨

为探明矿山法隧道喷膜防水衬砌结构的双面黏结型层间界面力学特性,采用试验测试和理论分析的方法进行分析和讨论。首先,总结喷膜防水衬砌结构和层间界面形式,结合隧道衬砌结构受力特点将其划分为DSL(double shell linings)、CSL(composite shell linings)和SSL(single shell linings)3种。然后,针对CSL中的双面黏结型层间界面进行剪切试验,从剪切-位移曲线结果可知其破坏分为黏聚-损伤及摩擦2个主要阶段,隧道衬砌的协同受力程度主要取决于防水层与基面的黏结强度。基于接触面的本构原理和剪切试验结果,进一步探讨双面黏结型层间界面的力学特性,发现其剪切力学特性和破坏准则可用摩尔-库仑本构模型进行表征,并可用接触面抗剪强度的剪胀公式考虑基面粗糙度的影响。研究结果探明了双面黏结型隧道衬砌结构的层间界面剪切破坏机制和力学特性,并得到了基于摩尔-库仑本构模型的相关参数,可以作为判断双面黏结型隧道喷膜防水衬砌接触面破坏的依据。

热老化对车载高压电缆终端应力控制管/EPDM复合层间界面放电特性的影响研究

车载高压电缆终端应力控制管(以下简称“应力管”)与乙丙橡胶(EPDM)所组成的复合层间界面间频繁发生放电现象,是造成终端绝缘击穿故障的常见部位,而应力管热老化特性变化又是影响其放电发展过程的关键因素之一。为探究应力管热老化特性对复合层间界面放电特性的影响规律,依据车载高压电缆终端特殊的绝缘结构及实际运行工况,分别在热老化温度为100℃、125℃和140℃三种老化环境下设计了应力管人工加速热老化试验,通过自制了老化应力管试样/EPDM复合层间界面模型和强极性针-板电极模型,搭建复合层间界面闪络试验平台,探明了不同老化条件下应力管试样对复合层间界面起始放电电压和闪络电压的影响规律;建立了应力管表面电荷输运模型,从微观层面探明并揭示了不同老化条件下应力管表面的载流子电导率、迁移速率的变化对复合层间界面模型放电特性的影响机理。通过以上研究,间接揭示了实际电缆终端复合层间界面的放电发展过程及演变规律。

层间界面对混凝土桥面铺装结构性能的影响

为了评价混凝土桥面铺装层层间界面形式对结构性能的影响,利用复合试件的高温性能试验和疲劳后层间剪切试验,研究了不同界面形式对铺装层高温性能的影响,以及不同界面形式层间抗剪强度随弯拉疲劳次数的变化情况。结果表明:层间界面纹理形式对铺装层高温性能及层间抗剪强度随弯拉疲劳的衰减有显著影响;纹理越丰富,且主要以微观纹理为主的界面,越有利于扩散荷载应力,减小铺装层受力,间接提升铺装层抗变形能力;以界面摩阻力为主要来源的层间抗剪强度,其随弯拉疲劳衰减的速率明显小于以层间粘结力为主要来源的界面。

碳纤维增强复合材料层间界面缺陷超声成像技术

针对复合材料层压结构层间界面缺陷的无损检测与评估,通过分析超声波在碳纤维增强树脂基复合材料中的传播规律,研究入射声波在复合材料中的反射特性,利用入射声波在复合材料层间界面产生的反射信息,通过超声(B,T)扫描成像方法揭示复合材料层间界面缺陷及其三维分布。试验结果表明,采用短波长脉冲超声成像检测技术,可以有效地再现碳纤维增强树脂基复合材料层压结构中层间界面缺陷三维分布特征以及层间界面、铺层方向、纤维束取向等信息,为复合材料提供了一种有效的层间界面结构表征和缺陷检测方法。

尾矿土工织物编织袋层间界面摩擦强度特性研究

尾矿干式堆存技术近年来逐渐被推广应用,与传统的尾矿库堆存技术相比,尾矿干式堆存能够降低尾矿含水量,增强尾矿的力学性能,提高尾矿库的整体稳定性。在利用土工织物大型编织袋充灌尾矿干堆新技术中,土工织物编制袋层间界面的摩擦强度是影响和决定整个尾矿干堆场稳定性的主要指标。根据制作加工简易的大型土工"似直剪仪",进行不同含水率和法向压力下的尾矿土工织物编织袋摩擦抗剪强度试验,得出尾矿土工织物编织袋层间界面摩擦系数和抗剪强度关系曲线,同时用一阶线性拟合的摩擦抗剪强度方程较符合摩尔-库伦强度准则。该抗剪强度方程能够反映土工织物层间界面摩擦的物理力学参数及变形特征,为尾矿土工织物编织袋干式堆存筑坝的稳定性计算提供依据。

求解层间界面反平面剪切破坏的剪切梁模型(Ⅰ)——基本特性

在反平面剪切载荷及侧压力共同作用下引起的裂纹及裂纹扩展导致的层间界面失效 ,是岩土工程层间界面及砌体结构中界面层上典型的失效方式· 运用弹性力学和断裂力学的理论原理 ,提出了能够反映上述层间界面断裂失效问题力学特性的剪切梁模型· 文中采用具有应力软化特性的“粘性裂纹”(内聚力裂纹 )模型来表述层间裂纹前方损伤过程区的本构行为· 对通过粘性层结合在一起的两个弹性板 ,在反平面剪切载荷及侧压力共同作用下的力学行为作了解析分析计算 。

多层多孔介质层间界面处的热质耦合传递

为解决多层多孔介质层间界面处含湿量不连续而使含湿量梯度不能直接作为质传递驱动势的问题,该文在仍然以含湿量梯度为质驱动势的条件下,对界面处的质量和能量守恒方程进行适当改进,使对多层多孔介质热质耦合传递的模拟结果更符合实际,通过对已发表文献的实验结果进行验证,利用验证改进后的模拟方法对新建建筑多层多孔介质围护结构进行模拟,并与以界面处的平均体积含湿量梯度作为质驱动势对模拟结果进行对比。对比结果发现:利用改进后的模拟方法模拟的围护结构干燥速度小于后者的模拟结果,模拟结果也更接近实际情况。

水泥混凝土桥面铺装层间界面剪切性能试验研究

为减少推移、拥包、铺装层脱落等桥面铺装剪切破坏,建立了足尺力学实体模型,利用有限元软件ANSYS分析了桥面铺装体系内的剪应力分布状况,然后针对层间界面这一薄弱环节,利用直剪试验对层间界面剪切性能进行了深入研究。试验结果表明:双SMA倒装结构(上面层SMA-16/下面层SMA-13)在层间抗剪强度上具有较为明显的优势;溶剂型黏结剂与SBS改性沥青和水性沥青基涂料相比,具有较好的抗剪性能;在浸水和冻融试验条件下,3种界面的抗剪强度存在显著差异,刷毛>凿点>刻槽;试验条件对层间界面的抗剪强度有十分重要的影响:抗剪强度干燥状态时>冻融状态时>浸水状态时;在不施加正压力的情况下,下界面层间抗剪强度:公称最大粒径较小的混合料>较粗的混合料。

循环载荷下层间界面反平面剪切破坏的解析解:2.再加载及综合响应分析

本研究利用“剪切梁”模型，研究了在定常侧压力和周期性的反平面剪切载荷共同作用下，层间界面的破坏规律。本文为本研究的第二部分。对应一个完整的载荷周期，解析地给出了界面层上剪应力及位移场在再加载过程中的分布规律及演化规律。计算结果表明，由于裂纹前方损伤过程区的存在，当再加载过程不能覆盖卸载过程造成的损伤区时，会产生新的“应力锁死”现象。文末对结构整体的载荷－位移行为的分析，揭示了周期载荷作用下的两种结构响应模式：１） 接触塑性安定；２） 增量破坏。

循环载荷下层间界面反平面剪切破坏的解析解:1.卸载行为

本研究利用“剪切梁”模型，研究了由定常侧压力和周期性的反平面剪切周期载荷共同作用下，层间界面的破坏规律。本文为本研究的第一部分，解析地给出了界面层上剪应力及位移场在卸载(反向加载)过程中的分布规律及演化规律。计算结果表明，由于裂纹前方损伤过程区的存在，卸载是非弹性的，伴随有损伤和摩擦两种耗散机制；另外，当卸载过程不能覆盖加载过程造成的损伤区时，会产生“应力锁死”现象，从而导致结构在以后的加载过程中可能产生冲击载荷。

反平面剪切层间界面破坏的卸载行为研究

研究了由定常侧压力作用下 ,界面层上剪应力及位移场在卸载 (反向加载 )过程中的分布规律及演化规律·计算结果表明 ,由于裂纹前方损伤过程区的存在 ,卸载是非弹性的 ,伴随有损伤和摩擦两种耗散机制 ;另外 ,当卸载过程不能覆盖加载过程造成的损伤区时 ,会产生“应力锁死”现象 ,从而导致结构在以后的加载过程中可能产生冲击载荷·

桥面铺装层间界面剪切性能的影响因素分析

针对影响桥面铺装层间界面剪切特性的因素开展了试验研究和数值模拟研究。结果表明:桥面铺装层间界面的剪切强度随试验温度的升高而降低,随加载速率的增大而增大;当调平层表面构造深度在6 mm左右时,铺装层间界面的抗剪性能能够最大限度地予以发挥;沥青混凝土面层的厚度和防水粘结层的弹性模量对铺装层间界面的抗剪强度影响较大,而沥青混凝土的弹性模量和防水粘结层的厚度对抗剪强度的影响则可以忽略。

基于贝叶斯正则化神经网络的夹芯注层间界面控制

鉴于夹芯注射成型充模流动过程属多相分层流动,其影响因素错综复杂,很难用线性关系将工艺参数与层间界面形状关联起来;人工神经网络具有很强的信息综合能力,具有良好的非线性逼近功能两方面的情况。针对具体层间界面形状,基于贝叶斯正则化神经网络预测工艺参数,并借助MPI软件的co-injection模块检验。结果表明其误差完全达到了工程实用的精度,证明提出的贝叶斯正则化神经网络可应用于研究夹芯注塑中的非线性函数映射问题。

岩层层间界面载荷突变及能量释放特性研究

应用剪切梁理论,研究了在定常侧压力和周期性的反平面剪切载荷共同作用下,岩层层间界面载荷突变及能量释放特性由于宏观裂纹前方损伤过程区的存在,当卸载过程不能覆盖加载过程造成的损伤区时,会产生 “应力锁死”现象。而当后续再加载过程区的前锋与“应力锁死区”相接时,会产生载荷突变,从而导致冲击载荷的发生。

路基支撑能力、层间界面联结及超载对粉土分布区高速公路弯沉的影响

该文在室内进行粉土不同压实度的三轴试验,以获得力学计算参数;同时考虑粉土路基的实际特点与公路超载情况,利用有限元软件,对高速公路路面结构进行建模计算;并分析除弹性模量之外的影响路面结构弯沉的因素(主要包括路基支撑能力、层间界面联结和超载),为粉土分布区的路面结构设计和施工应用提供理论依据和指导经验。

基于CAE的夹芯注射成型物料配比与层间界面优化

以高密度聚乙烯(HDPE)为夹芯注射成型工艺的壳层物料、低密度聚乙烯(LDPE)为芯层物料,在工艺参数固定的前提下,基于CAE研究了不同物料配比时最终塑件的芯、壳层树脂界面分布情况。研究表明,壳层物料增多,越不易发生芯层物料裸露现象,且层间界面越向中心位置靠拢;对于本实验,在工艺参数固定的情况下,壳层、芯层物料配比为66∶34时,层间界面分布情况较为合理;基于CAE,可以快速且直观的分析夹芯注射成型工艺的层间界面分布情况,从而恰当的调整原材料配比。

基于正交实验法的夹芯注射成型层间界面前沿调整

夹芯注射成型的工艺参数影响着最终塑件的层间界面前沿位置。实验分别以聚苯乙烯(PS)、高密度聚乙烯(HDPE)为夹芯注射成型的壳层物料、芯层物料,基于正交实验法分析不同工艺参数对夹芯注射成型层间界面前沿位置的影响情况,并获取最优工艺参数组合。研究表明,对于本实验指标而言,其最优工艺参数组合为:PS注射温度255℃、注射速率60 cm^3·s^-1,HDPE注射温度215℃、注射速率60 cm^3·s^-1;基于正交实验法,可以快速而恰当的调整夹芯注射成型工艺参数,达到最优实验结果。

桥面铺装层间界面力学性能试验研究

文章针对桥面铺装层间界面的力学特性,开展了层间界面的剪切强度、动态剪切疲劳以及拉拔强度试验研究,分析温度、加载速率、竖向荷载、界面构造深度等因素对桥面铺装层间界面力学特性的影响,获得了一些有意义的结论,为桥面铺装层间界面力学性能研究提供依据。

混凝土-混凝土层间界面的性能及在组合混凝土结构中的应用评述

混凝土-混凝土层间界面普遍存在于混凝土结构中,界面的抗剪性能是保障不同区域混凝土共同工作的基础。介绍了混凝土-混凝土层间界面的剪力传递机制、剪应力设计表达式、黏结性能及界面性能的影响因素,探讨了混凝土-混凝土层间界面的耐久性。最后,建立了组合混凝土结构中界面的概念设计框架。