基于累积残余应变和刚度的钢纤维高强混凝土梁疲劳损伤规律研究

本文共设计了6根钢筋钢纤维高强混凝土梁,通过等幅疲劳试验分析了钢纤维体积率和钢纤维类型等因素对钢筋钢纤维高强混凝土梁受压边缘混凝土累积残余应变及刚度的影响,并利用梁受压边缘累积残余应变和刚度分别定义了钢纤维高强混凝土梁的疲劳损伤,根据试验数据确定了梁的疲劳损伤曲线,并根据疲劳循环不同时期的累积残余应变判断其损伤状态。研究及试验结果表明:随着疲劳循环次数的增加,钢筋钢纤维高强混凝土梁受压边缘混凝土累积残余应变逐渐增大,而试件的抗弯刚度逐渐减小,其发展具有明显的阶段性;钢纤维有效降低了梁受压边缘混凝土累积残余应变发展速率和刚度的衰减速率,抑制了梁疲劳损伤的发展。

高比例SiC_p/Al复合材料热循环累积残余应变

研究了高比例大尺寸SiCp/Al复合材料于不同颗粒尺寸、基体、预处理类型及热循环次数情况下在热循环过程中的累积残余应变(εcr)。结果表明:(1)复合材料相对基体具有更小的εcr,并随着增强颗粒尺寸变大,其εcr逐渐变小;(2)通过选择合适的基体及加入适当量合金元素可以获得具有较低εcr的高比例颗粒增强铝基复合材料;(3)适当的预处理可以显著降低材料的εcr,从而提高其尺寸稳定性;(4)随着热循环次数的增加,复合材料的εcr趋于平稳。

疲劳荷载下钢筋钢纤维高强混凝土梁受压边缘累积残余应变计算方法

为了深入研究钢纤维高强混凝土梁的疲劳损伤演化过程,促进钢纤维混凝土在公路和桥梁工程中的应用,通过14根钢筋钢纤维高强混凝土梁的疲劳试验,分析了疲劳等效应力比、钢纤维体积率、钢纤维类型、钢纤维掺入截面高度和钢筋级别等因素对钢筋钢纤维高强混凝土梁受压边缘混凝土累积残余应变的影响。探讨了疲劳荷载作用下钢筋钢纤维高强混凝土梁受压边缘混凝土累积残余应变的计算方法,提出了考虑钢纤维含量特征参数、钢纤维掺入梁截面高度和混凝土强度影响的钢筋钢纤维高强混凝土梁受压边缘混凝土累积残余应变的计算公式。以梁受压边缘混凝土累积残余应变为依据,分析了疲劳累积损伤的发展过程。研究结果表明:钢筋钢纤维高强混凝土梁累积残余应变随着最大应力水平及疲劳循环次数的增加而增大,其发展具有明显的阶段性;钢纤维有效降低了累积残余应变的发展速率和梁的疲劳损伤程度。

循环接触下安定状态问题的研究

基于线性随动强化理论 ,运用算子分离技术 ,研究将弹塑性问题转换为弹性问题和残余问题的分析方法 ,且针对循环载荷接触安定状态 ,建立了计算机分析程序 .该研究能够分析计算弹塑性接触载荷在安定状态下的应力、残余累积应变及残余应力 .分析计算了不同载荷的安定状态 ,并探讨其残余应力场的分析方法 .

黄土骨干曲线模型比较分析

对饱和重塑黄土进行了一系列不同加载条件下的动三轴试验,研究了对每级荷载应用多个滞回圈构造骨干曲线的方法,该方法可以考虑更多的试验信息,减小试验随机性对模拟曲线的影响。并运用该方法对试验数据采用Hardin-Drnevich模型、修正Hardin-Drnevich模型和Martin-Darvidenkov模型3种不同的骨干曲线模型进行数值模拟,分析了不同的骨干曲线模型对试验数据模拟的准确性和参数敏感性。结果表明,在试验条件变化时Hardin-Drnevich模型并不能总是很好地模拟试验骨干曲线,而且在有些情况下偏离较多。修正Hardin-Drnevich模型和Martin-Darvidenkov模型相比于Hardin-Drnevich模型能更好地模拟试验数据。在对不规则动载下黄土动力反应的数值模拟中,可以考虑用修正Hardin-Drnevich模型和Martin-Darvidenkov模型模拟骨干曲线。考虑到Martin-Darvidenkov模型参数对试验数据相对敏感,因此,建议采用修正Hardin-Drnevich模型模拟骨干曲线。

活性粉末混凝土的疲劳损伤

为了探明活性粉末混凝土的疲劳损伤机理,建立疲劳损伤模型,对活性粉末混凝土棱柱体试件施加轴向等幅脉动荷载,观测4种不同应力水平下试件的破坏模式和宏观裂纹的演变过程,测量了加载过程中的纵向应变.研究表明,活性粉末混凝土的疲劳损伤可分为内部损伤成核、损伤稳定发展和损伤失稳发展3个阶段,且只有当荷载循环次数超过一定阈值时才会发生宏观疲劳损伤.文中还采用累积残余塑性应变定义了活性粉末混凝土的损伤,根据试验数据得到了疲劳损伤曲线;利用损伤力学理论建立了活性粉末混凝土的疲劳损伤演化模型,确定了模型参数,模型表达合理,形式简单,便于工程应用.

SiC_p／Al复合材料的抵抗温度变化尺寸稳定性

采用无压渗透法制备SiCp/Al复合材料,以温度单程变化时热膨胀系数(CTE),累积残余应变(εcr)为指标,研究复合材料在抵抗温度变化时的尺寸稳定性。结果表明,复合材料的热膨胀系数明显低于未增强铝基体,适当的预处理可显著提高其尺寸稳定性,适当的合金元素可提高颗粒增强铝基复合材料抵抗温度变化尺寸稳定性,随热循环次数增加,复合材料的εcr和CET稳定性趋向平稳。

温度变化时组元参数对SiCp/Al复合材料尺寸稳定性的影响

研究了不同组元参数在25~400℃温度波动范围内对SiCp/Al复合材料尺寸稳定性的影响。实验结果表明,增强体颗粒尺寸越大,尺寸稳定性越好;铝基体中合金元素及合金元素含量的不同对复合材料尺寸稳定性的影响均不同,在A1-Mg基与A1-Si基复合材料中,其抵抗温度变化的尺寸稳定性都随着合金元素(Mg、Si)含量的提高而提高;在本研究中,Al-Mg基复合材料抵抗温度单程变化的尺寸稳定性最好,三元基体复合材料(Al-Mg-Cu)在抵抗温度波动时有较好的尺寸稳定性。

煤矸石振陷变形特性试验研究

动荷载作用下累积轴向残余应变是煤矸石路基发生振陷变形的主要原因,利用自燃煤矸石原料制作圆柱形试件进行动三轴试验,研究了不同相对密度Dr、动荷载幅值σ_(dmax)条件下煤矸石累积轴向残余应变ε_(pa)和动模量E_d特性,建立了考虑相对密度、动荷载幅值二因素的累积轴向残余应变和动模量公式。试验结果表明:动应力小于临界动应力σ_(dcr)时,累积轴向残余应变与动荷载振次对数值log N呈线性关系,可用公式ε_(pa)=a+b log N进行计算;动应力大于临界动应力σ_(dcr)时,累积轴向残余应变呈加速增长形式;动模量随累积轴向残余应变增长而降低,呈双曲线形式;初始动模量随相对密度增加而增大。研究结果为煤矸石路基振陷变形分析提供了试验、理论依据。