木榫旋转摩擦焊接抗拉拔力的影响因素

在红松(Pinus koraiensis Sieb.et.Zucc)木材基材上钻制2种规格可插入木榫棒的预钻孔(预钻孔径8、9 mm,深度40 mm)、选取2种规格红松材质的木榫棒(长100 mm,直径10、12 mm),分别进行不同木榫棒直径与预钻孔孔径比、不同基材纹理的圆棒木榫旋转焊接试验,并与敲击试验试件进行对比,分析不同试验方法对焊接试件抗拉拔力的影响。结果表明:①木榫旋转焊接能明显提高连接的抗拉拔力,高于敲击试件300%以上,焊接界面上有大量熔融物质,说明木榫旋转焊接对于连接强度的提升具有明显作用。②随着木榫棒直径与预钻孔孔径比的增加,抗拉拔力逐渐增大,在同一木榫棒直径与预钻孔孔径比时,顺纹基材焊接产生的抗拉拔力高于横纹基材。③纹理对于焊接性能的影响十分显著,对焊接后木榫棒焊接部位的形态进行观察,横向纹理对木榫棒直径的削减作用更为明显,顺纹焊接后木榫棒整体呈圆台状,木榫棒直径的变化更为平滑;对焊接带进行观察,顺纹焊接的焊接带平均宽度明显高于横纹焊接带平均宽度,同参数规格时,顺纹焊接试件抗拉拔力高于横纹焊接试件抗拉拔力。

提高长斜锚索抗拉拔力的施工工艺

通过对万州黄泥包滑坡治理工程锚索施工的总结,对工程施工中的难点问题进行了论述,就如何提高长斜锚索抗拉拔力,通过计算和试验,提出了切实可行的解决方案,取得了良好的经济效益与社会效益。

木榫旋转焊接抗拉拔力的影响因素响应曲面分析

选用樟子松为木榫旋转焊接材料,以进给速度、转速、榫径/孔径比为试验因子进行三因素三水平的响应曲面试验,并建立了抗拉拔力与影响因素的数学模型。结果表明:单因素试验影响显著性排序为榫径/孔径比>转速>进给速度,结合响应面与等高线图,交互因素影响显著性水平为不显著。通过数学模型优化工艺参数组合,在进给速度为16 mm/s、转速为3000 r/min、榫径/基材孔径比为12/8时,得到最大抗拉拔力2197.4 N。

麦冬和多花木蓝根系抗拉拔特性试验研究

[目的]揭示麦冬和多花木蓝根系根土界面的抗拉拔力特性,为根土界面摩擦特性的进一步研究提供依据。[方法]通过控制5个梯度的土壤含水率,采用直接施加垂直拉拔荷载的单根拉拔试验方法。[结果]麦冬和多花木蓝单根的最大抗拉拔力随根径的增加而增大且呈非线性幂函数关系;在相同土壤容重条件下,麦冬和多花木蓝单根的最大抗拉拔力随土壤含水率的增加而呈先增加后减小的趋势。在土壤含水率介于一定范围内时,多花木蓝根的最大抗拉拔力大于麦冬根的最大抗拉拔力,而在其它土壤含水率条件下,麦冬根的最大抗拉拔力大于多花木蓝根的最大抗拉拔力;并发现麦冬根的最大抗拉拔力的最大值在含水率为10.43%附近,而多花木蓝根的最大抗拉拔力的最大值则在含水率为13.00%附近。[结论]根径、土壤含水率和植物种类影响根土界面的抗拉拔力。

管缝式锚杆在拉拔荷载作用下受力分析模型

建立了管缝式锚杆在拉拔荷载作用下的受力分析模型,该模型能够反映锚杆破坏的渐进过程。分析表明,在拉拔荷载作用下管缝式锚杆在荷载作用点最先发生相对滑移,且随着荷载的增加滑移段的长度逐渐增加,直到整根锚杆与围岩发生相对滑移。根据能量守恒原理得到了管缝式锚杆在安装入钻孔后对围岩径向作用力的计算公式。对管缝式锚杆进行了非局部摩擦分析,得到了基于非局部摩擦模型的管缝式锚杆界面剪应力分布。研究了管缝式锚杆直径对锚杆界面剪应力分布的影响,同时得到了锚杆最大抗拉拔力与锚杆长度之间的关系。将理论模型预测值与试验结果对比,验证了理论模型的有效性。

土体含水率与根系埋深对银杏树苗抗拉拔性能的影响

中国是受热带台风灾害影响最为严重的国家之一,由于强风暴雨作用引起的林木根系拔出及倾倒破坏致使交通中断、车辆受损、人员伤亡等次生灾害与日俱增。为进一步研究土体物理特性对林木抗拉拔性能的影响,采用自主设计的根系横向加载试验系统,通过对银杏树苗施加定速率横向加载的拉拔试验,模拟外力荷载下根系的倾倒过程。试验设置了5组梯度含水率和4种埋深工况分析土体含水率、根系埋深对拔出过程中抗拉拔力的影响。研究表明:在粉质砂土中,黏聚力根系位移抗拉拔力曲线中抗拉拔力的变化可以概括为平缓上升、陡峭上升和缓慢上升达到峰值3个阶段;最大抗拉拔力随含水率提升呈现先升后降的总体趋势,与土体黏聚力变化的总体趋势相同,当含水率趋近饱和含水率时,最大抗拉拔力衰减显著;当含水率一定时,根系的最大抗拉拔力随着根系埋深的增加,在试验设置的埋深区间内呈线性趋势增长。

羧甲基纤维素钠对宽叶雀稗生长与固土能力的影响

为了探究羧甲基纤维素钠(CMC)对宽叶雀稗生长和固土能力的影响,以南方地区常见的粉质黏土为研究对象,探究不同CMC含量对土的抗剪强度以及宽叶雀稗的生长高度、根系长度和固土能力的影响。试验结果表明,添加CMC会导致土颗粒聚集,从而使土中大颗粒比例增加,进而增加土壤的不均匀性。在CMC含量较低时,宽叶雀稗的发芽率、生长高度和根系长度达到最高值,随着CMC含量的增加而逐渐减小。在力学特性方面,土的抗剪强度随着CMC含量的增加而得到一定程度的提高,而CMC含量0.5%、1.5%、1.5%时宽野雀稗抗拉拔能力最好。施用少量的羧甲基纤维素钠(CMC)可促进宽叶雀稗的生长和固土能力,其含量为0.5%时为最优含量。

水平荷载作用下多花木蓝根系拉拔试验研究

为探索灌木植物根系与土壤界面摩擦力的影响因素,通过改变土壤干密度条件,采用直接施加水平拉拔荷载的方法进行单根拉拔试验,研究了多花木蓝单根的抗拉拔力。结果表明:1多花木蓝单根的抗拉拔力与位移关系曲线可分为陡峭上升、陡峭下降和平缓下降3个阶段,在试验开始阶段呈线性关系,随后表现出显著的非线性关系;2在同一土壤干密度条件下,多花木蓝单根的最大抗拉拔力随着根径的增加而呈线性增大趋势,相关系数超过0.9;3当根径一定时,多花木蓝单根的最大抗拉拔力随着土壤干密度的增加而增大;4根在土壤干密度ρd为1.35,1.45,1.55 g/cm3时的拉拔破坏模式均表现为摩擦破坏,而土壤干密度ρd=1.65 g/cm3,根径r=0.586 mm是根的拉拔破坏模式从摩擦破坏到拉断破坏的临界点,表明当根径r<0.586 mm时,根的破坏模式表现为拉断破坏,而当根径r>0.586 mm时,根的破坏模式表现为摩擦破坏。因此,根径、土壤密度影响根土界面的抗拉拔力。

尖萼金丝桃根系特征对其抗拉特性的影响研究

以西南地区2年生野生乡土植物尖萼金丝桃为研究对象,采用室内拉拔试验,选取拉拔位移、抗拉拔力、抗拉强度以及弹性模量作为抗拉拔特性指标,探讨根径、根长对其抗拉拔特性的影响。结果表明,根系拉拔位移与直径显著相关;抗拉拔力与直径间表现为正向相关,根系极限抗拉拔力随根径的增大而增长;抗拉强度与直径呈负相关,极限抗拉强度随根径的增大而减小。弹性模量随着根径的增加呈现不断减小的趋势,弹性模量为2.695~432.230 MPa。该研究结果可为更好地定量评价尖萼金丝桃根系增强边坡固土抗蚀性能的贡献提供试验数据支撑,为进一步深入探讨植物根系增强边坡土体的稳定性机理提供参考。

CuCl2处理对木榫焊接性能的影响

选取国产落叶松作为木榫旋转焊接基材,采用CuCl_2浸渍桦木木榫,分析浸渍处理对焊接性能。结果表明,1)CuCl_2处理组试件和未处理组试件平均抗拉拔力分别为4 988N和4 027N,说明浸渍木榫能够有效提高焊接试件抗拉拔力;2)对木质素等熔融物质在焊接界面的分布情况进行观测分析,发现在CuCl_2处理试件界面分布较均匀,而在未处理试件界面有熔融物质缺失和富积区域;3)采用FTIR对未处理木榫与界面、CuCl_2处理木榫与界面的对比分析,发现木质素、半纤维素等在焊接过程中均发生了热解,CuCl_2处理试件的木质素芳香环发生了少量热解,而未处理试件木质素侧链发生热解后,芳香环相对比较稳定并通过-CH_2-发生了单元间缩合;4)CuCl_2处理和焊接过程均能提升相对结晶度,未处理木榫相对结晶度为19.2%,CuCl_2处理木榫、未处理界面和CuCl_2处理界面的相对结晶度分别高于未处理木榫12.5%、75%和51%。

新型玻璃钢锚杆研究

综合分析了国内外玻璃钢锚杆的发展现状及趋势 ,设计了新型的压痕式金属套管锚尾玻璃钢锚杆结构。试验数据表明 :这种锚杆的各项性能指标均达到和超过了国家标准 ,替代目前应用的金属锚杆、木锚杆和竹锚杆等煤帮锚杆时 。

焊接时间和氯化铜处理对木榫焊接性能的影响机制

选取国产落叶松作为木榫旋转焊接基材,采用氯化铜浸渍桦木木榫,分析焊接时间和氯化铜处理对焊接性能的影响机制。结果表明:1)未处理试验组焊接时间3s的试件抗拉拔力平均值分别高于5s和7s试件28.33%、87.12%;氯化铜浸渍处理试验组焊接时间3s的试件抗拉拔力平均值分别高于5s和7s试件61.06%、130.49%;同样的焊接时间条件下,氯化铜浸渍处理试验组焊接时间3s比未处理试验组高68.28%,焊接时间5s高34.08%,焊接时间7s高36.62%。2)未处理试验组不同焊接时间界面最高温度和深度之间均符合线性关系,氯化铜浸渍处理试验组焊接界面最高温度低于未处理焊接界面。3)采用FTIR对未处理木榫与界面、氯化铜浸渍处理木榫与界面的对比分析,发现桦木圆棒榫在经过氯化铜浸渍处理后可能发生了半纤维素和纤维素的酸水解,半纤维素、无定型物质等在焊接过程中均发生了热解,同时有大量物质氧化形成C-O和C=O,随着焊接时间的延长,木材组分的热解程度增加。木榫旋转焊接的机理是焊接过程中半纤维素和无定型物质热解熔融并包覆纤维形成焊接界面层。氯化铜浸渍处理的增强机制为氯化铜浸渍处理可能引起半纤维素和纤维素的酸水解,促进焊接过程中木材组分的解聚、热解形成熔融物质。

竹榫旋转焊接工艺参数及机理探究

【目的】木榫旋转焊接是木结构、家具中的一种新型绿色连接技术,国内外对于竹榫旋转焊接研究较少,其最佳焊接工艺参数未知,竹榫、木榫旋转焊接之间的差异也有待研究。【方法】使用毛竹榫旋转焊接云杉基材,通过测试焊接形成的连接节点的抗拉拔性能,探究竹榫旋转焊接较优的工艺参数。选取基材预钻孔与竹榫直径比值(孔径比)、竹榫转速、竹榫含水率、竹榫进给速度为参数,进行正交试验,并基于正交试验的结果设计孔径比、竹榫转速、竹榫进给速度的单因素试验。对比山毛榉木榫,对焊接层进行温度监测、扫描电镜观察和红外光谱分析,探究竹榫旋转焊接的机理。【结果】综合正交和单因素试验得到竹榫旋转焊接较优工艺参数:竹榫含水率12%、孔径比7/10、进给速度600 mm/min、转速1270 r/min,该方案平均抗拉拔力为4588 N。单因素试验中各因素影响顺序为孔径比>进给速度>转速。竹榫旋转焊接节点的抗拉拔力较木榫旋转焊接提高了49.3%。温度监测结果表明竹榫焊接层温度峰值大于木榫焊接层。扫描电镜结果表明:焊接层中的竹纤维相较木纤维更长更完整,焊接层中的竹纤维会发生相互缠绕,而在木榫焊接层中未发现这一现象。红外光谱结果表明:竹榫在旋转焊接过程中半纤维素发生明显热降解,木质素相对含量有所提升,纤维素含量几乎不变。【结论】单因素试验相比正交试验进一步优化了焊接工艺参数,并得出了竹榫最佳焊接工艺参数;竹榫旋转焊接机理同木榫旋转焊接相似,但竹榫在旋转焊接时能产生更高的温度,且焊接层有独特的纤维互相缠绕,竹榫在焊接过程中半纤维素降解较少;使用竹榫替换木榫进行旋转焊接可以极大提高连接节点的抗拉强度。

双锥面膨胀锚栓的结构设计与基本性能研究

双锥面膨胀锚栓 (SZM建筑锚栓 )是在研究现有各类膨胀锚栓的基础上 ,结合力学试验结果和工程应用经验 ,设计开发出的高性能锚栓新产品。详细介绍了这种锚栓的构造特征、工作原理、使用方法、性能指标和应用条件 ,并将其与HILTI(喜利得 )和fischer(慧鱼 )

矿山破碎巷道水压膨胀锚杆加固支护技术及应用

随着矿山开采深度的不断增加,地应力明显显现。针对三山岛金矿采用管缝式锚杆支护存在的抗拉拔力偏小、锚杆易腐蚀等问题,开展了水压膨胀锚杆加固支护技术试验研究。深入分析了水压膨胀锚杆作用机理,并对巷道围岩水压膨胀锚杆支护效果进行了数值模拟分析,对比分析了锚杆排距、锚杆间距、每排锚杆数等因素对巷道围岩应力、变形、塑性区等特征的影响规律。对支护设计方案进行了现场应用,并进行了支护效果监测与评价。试验结果表明:管缝式锚杆抗拉拔力为20~30 kN,而水压膨胀锚杆加压到12 MPa时抗拉拔力可达100 kN左右,泄压后抗拉拔力依然明显高于管缝式锚杆,说明水压膨胀锚杆更能对围岩起到挤压加固作用,提供较强的支护阻力,保证锚固效果。

锚杆与注浆体的粘结强度对锚固效果的影响

在工程支护中,杆体与注浆体的粘结强度对于锚固效果有着重大的影响。为此,针对粘结长度,注浆体强度,锚杆表面形状等影响因素,进行了拉拔试验研究。试验结果表明,杆体与注浆体的粘结强度随着粘结长度的增加而增大;相比光圆杆体,螺纹杆体能有效地提高锚固效果;此外,采用较低水灰比的水泥砂浆也可以提高锚固效果。