不同沉积方向各向异性结构性砂土离散元力学特性分析

为探究沉积方向对各向异性结构性砂土力学特性的影响,首先采用椭圆颗粒生成两种不同沉积方向(水平与竖直)的各向异性净砂样,其次,引入一个考虑胶结厚度影响的微观胶接触模型从而生成各向异性结构性砂土。最后,对两种各向异性结构性砂土试样进行双轴压缩试验,并将水平沉积试样试验结果与室内试验结果对比验证该模型的可行性。同时,将两种不同方向试样的试验结果进行对比以探究沉积方向的影响。结果表明:两种试样应力–应变关系均呈软化及剪胀现象,水平沉积试样峰值偏应力较竖直沉积试样大,而二者残余阶段偏应力无明显差别;水平沉积试样临界孔隙比较竖直沉积试样大;胶结破坏速率及胶结破坏率变化与宏观力学特性变化相对应,且变化规律基本相同;水平方向沉积试样的胶结接触主方向始终保持竖直而竖直沉积试样的胶结接触主方向始终保持水平;在水平沉积试样中始终为水平分布颗粒长轴分布主方向,而竖直沉积试样中颗粒长轴逐渐向各向同性分布靠近。

沉积方向对密砂固结排水剪切强度的影响研究

基于砂土颗粒的毛细效应制备具有不同沉积方向的密砂试样,通过三轴固结排水剪切试验研究沉积方向对试样强度和体变特性的影响,建立沉积方向和峰值强度的拟合公式。研究结论表明,在0°～90°范围内,沉积方向对峰值强度和变形的影响比较显著,对残余强度的影响较弱。当沉积方向与破坏面方向(45°+φ/2)接近时,试样更容易达到破坏状态,所对应的峰值强度更低。拟合公式能够反映沉积方向和峰值强度的关系,围压对该关系有显著的影响,同时,公式能够预测最不利沉积方向的大小。

沉积方向对饱和密砂力学特性的影响

沉积方向对土体强度的影响对于研究初始各向异性而言具有重要意义。基于砂土颗粒的毛细效应提出一种试样制备方法,制备若干组具有不同沉积方向的密砂试样。通过系列三轴固结排水剪切试验研究沉积方向对强度、体变的影响,并拟合得到沉积方向和峰值强度的关系公式。研究表明:沉积方向夹角在0°~90°范围内对峰值强度和体变的影响比较显著,当沉积方向夹角与试样破坏面方向(45°+φ/2)接近时,剪切带形成得更早,试样更容易达到破坏,所对应的峰值强度更低,达到峰值和残余状态更早。依据试验结果拟合得到沉积方向夹角和峰值强度的关系公式,公式预测结果与试验结果吻合度在不同围压条件下均较高。研究结果为研究砂土的初始各向异性力学特性提供了有益的方法。

沉积方向和粒径组成对砂土力学特性的影响

运用砂土毛细效应所形成的假凝聚力制备具有不同沉积方向的试样,开展三轴固结排水剪切试验,研究粒径组成对初始各向异性砂土力学特性的影响,分析了粒径组成、沉积方向、强度特性和体积变化之间的相互关系。研究结论表明,试样剪切带的形成受到颗粒级配的影响,它是应力应变关系中陡降阶段的产生原因。沉积方向对粗砂和细砂的偏应力峰值强度均有影响,对残余强度的影响受制于颗粒级配。沉积方向与试样破坏面接近时,试样强度低、剪胀变形小且更容易破坏,粒径组成对砂土三轴剪切力学特性的影响更显著。

横观各向同性土的简明破坏机制解释

由于沉积等作用使得天然土材料内部颗粒排列表现为各向异性。土材料的各向异性使得材料内各平面滑动的内摩擦角不同。因此,在分析各向异性土的破坏问题中,除了考虑来自外部的应力分布以外,还需考虑土材料内部的强度分布。以横观各向同性土为例,阐述了同时考虑材料外部应力分布与材料内部强度分布下各向异性土的破坏机制。为说明,文中假定横观各向同性土内部各平面的内摩擦角正切值随空间方向而线性分布。外部加载进行时,横观各向同性土材料内部各处的应力不断变化,当其内部某处首次出现的应力达到该处的强度时,土材料发生破坏。进一步通过类比得出:区别于金属,各向同性土不是在最大剪应力面而是在最大剪压比面发生破坏;区别于各向同性土,各向异性土不是在最大剪压比面而是在最大剪压强比面发生破坏。

FDM参数设定对制件力学性能的影响及优化研究

随着熔融沉积成型技术(FDM)近年来受到越来越多的关注,制件的力学性能成为了制约其应用的重要因素之一。为此针对沉积和填充过程,重点分析了填充率、填充方式和沉积方向对制件力学性能的影响,并结合实验对上述参数进行了验证。结果表明沉积方式和填充方式都对制件的力学性能存在明显的影响。最后以此为基础提出了提高制件力学性能的参数设定方法,这些设定能有效提高制件的力学性能。

地震作用下各向异性地基的动力响应--离心机模型试验研究

砂土颗粒之间接触的法向分布和颗粒形状所引起的内在各向异性会对地基的地震响应有明显的影响。为了深入认识砂土内在各向异性对地层动力响应的影响,制作了专门的离心机模型箱以控制砂土的不同沉积方向模拟砂土的内在各向异性,并且通过一系列离心机振动模型试验再现了砂土内在各向异性对砂土动力学特性的影响,包括对地层加速度、位移和超孔隙水压力的影响。研究发现,尤其在饱和情况下,砂土的内在各向异性对砂土的动力学特性影响非常大,沉积方向为90度的砂样模型抗液化能力明显较差,导致较大的沉降。为了更加准确的预测结构物在地震区的动力特性,建议在工程设计中应考虑砂土内在各向异性的影响。

制样方法对初始各向异性砂土三轴剪切力学特性的影响研究

基于砂土颗粒的毛细效应特性和冻融试验原理,提出一种砂土试样制备方法,能够在0°~90°范围内任意选取沉积方向,且适用于不同颗粒级配的试样。在中围压条件下进行三轴固结排水剪切试验,研究结果表明,毛细效应、冻融相结合的制样方法能够减缓压缩剪切试验的应力–应变关系增长速度,降低试样的抗剪峰值强度,对残余强度的影响相对较弱。在其他应力路径条件下,例如拉伸、减压压缩、等应力压缩等试验中,可以不考虑装样方法的影响。建议的制样方法能够合理应用到砂土初始各向异性的研究工作中。

初始各向异性砂土不排水剪切特性试验研究

合理运用砂土的毛细特性制备具有水平和竖直沉积方向的松、密砂样,进行一系列三轴固结不排水剪切试验,分析沉积方向对砂土偏应力、应力比和孔压的影响,探讨砂土密实程度与该影响的关系.研究表明:沉积方向水平时松砂的偏应力极值比沉积方向竖直时的小.沉积方向水平时密砂偏应力发展呈应变软化特征,沉积方向竖直时密砂偏应力发展呈应变硬化特征.沉积方向水平时松砂应力比数值比沉积方向竖直时的数值小,沉积方向水平时密砂应力比数值比沉积方向竖直时的数值大.沉积方向水平时孔压发展速度比沉积方向竖直时的更快.沉积方向竖直时松砂试样更容易破坏,沉积方向水平时密砂试样更容易破坏.

一种初始各向异性砂土本构模型的数值应用及试验验证

基于砂土颗粒的毛细效应特性制备砂土试样,在0°~90°范围内选取若干沉积方向,在中围压条件下进行三轴固结排水剪切试验。试验表明:沉积方向对试样强度和变形特性有显著影响。通过对试验数据进行拟合得到沉积方向和偏应力的关系,结合试验结果对Mohr-Coulomb屈服准则进行修正,建立一种密砂初始各向异性本构模型;对本构模型进行数值积分,并对密砂固结排水剪切试验进行数值模拟,分析偏应力、体积变化以及主应力方向的变化。将数值分析结果与试验结果进行对比,结果表明:二者相吻合,本构模型能够合理地预测试验结果。所建立的本构模型可用于砂土初始各向异性的研究工作中。

电阻热蒸发与磁控溅射对制备二维银纳米阵列的影响

利用纳米球刻蚀法制备二维银纳米阵列的过程中,不同的物理气相沉积方法得到的银纳米阵列结构形貌不同。其中电阻热蒸发沉积得到完整三角形状的二维银纳米阵列,而磁控溅射沉积得到蜂窝状银纳米阵列。同时在沉积过程中通过改变金属粒子沉积方向也可获得结构不同的银纳米阵列,其中将基片固定,使蒸发源垂直沉积时制备出的二维银纳米阵列更加致密、完整。最后吸收光谱验证了采用电阻热蒸发垂直沉积时得到结构完整且面积较大的银纳米阵列,以上研究为二维银纳米阵列的应用提供了条件。

鄂尔多斯及其邻近块体相对运动的黄土古地磁证据

针对我国北方风积黄土广泛分布、不同地点黄土 -古土壤序列可准确对比和黄土沉积剩磁稳定等特征 ,通过对不同地壳块体上相同层位的黄土样品沉积剩磁方向的测定 ,进一步探讨了应用“虚磁极法”研究鄂尔多斯块体与相邻块体的相对运动的可能性。初步的研究结果显示 :该方法有可能应用于块体相对运动的定量研究 ,并初步得到 ,在第四纪时期鄂尔多斯块体相对于邻近块体作逆时针转动 ,自 2 .5MaB .P .以来相对秦岭块体的转动约为 3 1 .5°± 1 1 .4°,自 1 .1 7MaB .P .以来相对西宁块体的转动约为 2 9.8°± 1 4.7°,自 0 .46MaB .P .以来相对太行山块体的转动约为 8.2°± 5 .8°,相对于西宁块体的转动约为 1 0 .5°± 6 .4°。本文还根据这些块体间相对转动的角度初步估算了鄂尔多斯块体与相邻块体之间的活动断裂带不同时期的水平位移总量。

基于特征滑动面的横观各向同性土强度特性研究

滑动面的概念旨在基于材料内摩擦,从几何与物理机制的角度来理解土体破坏的机理。基于特征应力的概念,提出了二维应力条件下特征滑动面,并推导得出特征滑动面与应力Mohr圆相对应的破坏应力条件。基于现有对横观各向同性土体强度特性的认识,并结合大主应力、沉积面法线以及特征滑动面法线之间的相对位置关系,将微观结构张量投影到特征滑动面与沉积面的相对位置向量上,推导得出横观各向同性土体的特征强度参数及其破坏条件。利用所提破坏条件对横观各向同性土体的强度方向性效应进行分析,并对照分析了沉积面法线与滑动面法线夹角ζ和沉积面法线与大主应力夹角δ对破坏条件的影响规律。更进一步利用开发的真三轴仪器的制样模具,并结合冷冻法,制作不同沉积面角度的试样并进行了真三轴试验。利用试验结果与文献中试验数据对所提破坏条件进行对比分析,验证了文中对横观各向同性土体强度特性的新认识。

制样工艺对3D打印制品的拉伸性能影响研究

本文选用PLA材料,选取FDM成型技术,对比不同的沉积方向和制样工艺对拉伸性能结果的影响,为3D打印产品的力学性能测试方法标准化研究工作提供指导。结果表明:采用FDM技术沉积的PLA制品的力学性能具有明显的各向异性,与堆积方向一致的方向上拥有最佳的力学性能,评价3D打印制品力学性能时,应充分考虑堆积方向对其造成的影响;直接打印测试样品与机械加工测试样品的测试结果存在较大差异,机械加工样品测试结果表现更佳,因此,应充分考虑不同的制样方式对结果的影响。

Provenance of the lower Es2 in the Shanghe area of the Huimin sag

The provenance of the lower Es2 in the Shanghe area was determined from an approach incorporating analysis, elemental ratios,paleocurrent direction,the typomorphic characteristics of detritus and the distribution of conglomerate and gritstone in the peripheral basin.Typical elemental ratios characteristic of the sedimentary area were compared with those from the source areas as abstracted from sediments of the Huimin sag using cluster analysis.The results show that the distribution pattern focuses on Mg/Mn,Fe/K,Al/Na,Ba/Mn and Al/Mg.Mg/Mn is the highest ratio,from 25 to 45.This is similar to the pattern from the Precambrian.Furthermore,paleocurrent direction was used to determine provenance by examining the distribution of gritstone and the seismic progradational reflections.The research results indicate that the provenance is to the northwest in the Precambrian strata where the sand grain size is rough.To the east there is siltstone,fine sandstone and mudstone.This is significant for the exploration of oil and gas within the study area.