足尺毛竹梁长期蠕变性能研究

为研究足尺毛竹梁的长期蠕变性能,分析了已有的试验数据,进一步探究毛竹梁在长期荷载作用下的蠕变规律。从微观层次分析了竹材蠕变性能随环境湿度、温度变化而改变的机理;以强度储备、蠕变速率以及相对挠度作为控制指标,评估了毛竹梁的蠕变性能;对毛竹梁蠕变模型开展了适用性研究,并基于蠕变模型的挠度预测给出了毛竹梁的建议应力比。结果表明:环境中湿度和温度的变化会引起竹材的物理性质发生变化,从而改变竹材的蠕变性能;应力比较小的毛竹梁蠕变性能总体上符合工程使用要求;将Burger模型中表征黏性变形的线性函数改进为幂函数,改进的Burger模型结合了Burger模型和幂律模型的特点,能更好地模拟毛竹梁的蠕变性能。最后,基于蠕变模型的长期变形预测值,建议了毛竹梁应力比不应大于0.50,以防止原竹建筑在50年的设计基准期内产生过大的蠕变变形。

青藏高原多年冻土长期蠕变变形试验研究

为了研究青藏高原多年冻土的蠕变特性,在青藏高原北麓河盆地多年冻土区开展长期蠕变试验,长期蠕变试验采用土工原位测试中的承台静载试验。承载板埋设于多年冻土上限附近,由钻孔资料可知,承载板下多年冻土属高温–高含冰量冻土。综合承载板下岩性及含冰量大小,确定可压缩层厚度并提出冻土加权平均含水量的概念。通过对承台下地温资料分析可知:在年变化深度范围内,承台下不同深度年平均温度逐年降低,说明承台下冻土地基处于放热降温状态。由多年冻土蠕变变形特性分析可知:压缩层温度变化是影响多年冻土蠕变变形的决定性因素,随着温度的升高,蠕变速率增大,反之减小;当压缩层的温度受气温变化影响不大时,可以采用高温–高含冰量冻土的蠕变方程近似预测现场蠕变变形发展。多年冻土长期蠕变变形的发展对寒区工程结构的长期稳定性具有重大影响。

Udimet500镍基高温合金长期蠕变行为

系统分析 U dim et5 0 0合金经由 80 0℃和 90 0℃不同应力条件下的蠕变行为规律 ,并结合显微组织分析以揭示合金的蠕变变形行为。结果显示 ,合金很快达到稳态蠕变阶段 ,随后马上进入蠕变第三阶段 ,即蠕变过程主要由加速蠕变控制。组织分析表明 ,高温蠕变过程中γ′强化相粗化 ,晶界相的析出及加宽 。

玻璃纤维加固木结构的长期蠕变初探

指出木材作为建筑材料具有一定缺点,可通过玻璃纤维加固木结构使其力学性能得以改善,采用三点弯曲挠度测量法研究了玻璃纤维加固木结构的长期蠕变,经四组实验结果分析表明:玻璃纤维加固木结构在承受相同载荷时可以减小木结构的蠕变。

单级荷载下极软煤岩长期蠕变规律及本构模型研究

为探究极软煤岩的长期蠕变力学特性,利用自主开发的长期三轴岩石蠕变试验系统,开展单级荷载下极软煤岩单轴和三轴蠕变特性试验。结果表明:(1)单轴蠕变下极软煤岩历时232 h发生了衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变,累积蠕变量高达3.45%,是瞬时变形量的10.5倍;稳态蠕变速率高达8×10^(–5)~10×10^(–5)/h且长时保持不变;加速蠕变阶段最大速率高达0.043/h;蠕变全程速率变化呈现出典型的U形曲线分布特征。(2)相同轴压下,随着围压由0增大至0.6 MPa,极软煤岩抵抗长期变形的能力不断增强,表现为蠕变量显著减小、稳态蠕变速率呈数量级式大幅减小、蠕变破坏前的持续时间显著增长、蠕变与瞬时应变量的比值明显降低、加速蠕变破坏的强烈程度显著减弱。蠕变速度和蠕变量尤其对0~0.2MPa范围内的围压变化更加敏感。(3)极软煤岩的加速蠕变阶段表现为渐进式加速变形失稳,具有显著的时间过程,与普通岩石加速蠕变阶段突变式加速破裂失稳的特征不同。(4)引入关于加速蠕变启动时间的新型非线性黏塑性元件,与Burgers模型串联,建立了能描述单级荷载下极软煤岩衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变全程的非线性黏弹塑性蠕变模型;基于Levenberg-Marquardt优化算法对试验曲线进行了非线性拟合,辨识了模型参数,试验曲线与拟合曲线吻合度极高,验证了模型的正确性。该研究成果可为极软岩长期非线性大变形理论分析和支护设计提供参考。

CP91钢焊接接头650℃时长期蠕变行为

马氏体P91钢（9Cr-1Mo-V-Nb）已被用于高温部件在高压力蒸汽超临界电站。该钢蠕变行为的蠕变强度和焊接接头最小蠕变速率受控于细晶热影响区（FGHAZ）。确定和讨论了在650℃减少蠕变持久强度和提高最小蠕变率的影响因素。发现焊接接头之间的主要区别在FGHAZ区原奥氏体晶粒大小。原奥氏体颗粒越细，位错回复率越高，亚晶界结构粗化和Cr晶间颗粒，因此，抗蠕变性能较低。

基于砂岩长期蠕变的隧道施工全过程动态模拟

以四面山隧道砂岩段为依托工程,对砂岩试样进行单轴不等距分级加载蠕变试验,研究砂岩长期蠕变特性.根据试验数据,选择ANSYS隐式蠕变11号方程,将其作为砂岩持续变形的本构方程,继而对四面山隧道施工全过程进行动态模拟分析.结果表明:应力加载第一阶段出现典型的减速蠕变阶段和等速蠕变阶段,减速蠕变阶段持续时间较长,应变率随时间增加而变小并逐渐趋于定值,等速蠕变阶段蠕变率保持不变;通过动态模拟获得隧道施工过程水平收敛、拱顶沉降及应力变化曲线,水平收敛和拱顶沉降分别于26和24 d左右变形趋于稳定,其对应值为11.2和11.5 mm,拱腰及拱脚处应力分别稳定于2.26和4.44 MPa;锚杆受最大拉应力为229.97 MPa,衬砌受最大压应力为3.41 MPa,均小于最大允许值,处于安全范围;经验证,模拟结果与现场实测数据基本吻合.

真实水环境下高水材料三轴蠕变特性研究

为研究采空区中的高水充填材料的活动规律,利用自行设计、加工、制造的轴压水压联合作用岩石流变试验系统,进行真实压力水环境下高水材料的蠕变试验。结果表明:水环境有利于高水材料强度的保持和发展,水压力可以提高材料的承载能力和长期强度;同时,水压力可以抑制高水材料的蠕变发展,且水压力越大,材料稳定蠕变的极限蠕变量越小;水压力对高水材料蠕变试验的初始应变率有显著影响,并影响进入到稳定蠕变阶段所需的时间长度。

低荷载水平下土工格栅加速蠕变试验

由于常规蠕变试验持续时间长,且对试验环境的温度、湿度等条件具有严格要求,因此常规蠕变试验方法耗时长、费用高;同时常规蠕变试验不能预测设计使用年限内的蠕变特性,为此提出了加速蠕变试验的短期时温叠加法。运用短期时温叠加法原理,通过利用室内三头电子蠕变试验机,对高密度聚乙烯(HDPE)土工格栅进行了10%,20%,30%荷载水平下3组短期蠕变试验,预测了该土工格栅在低荷载水平下的长期蠕变特性。结果表明:土工格栅在10%,20%,30%低载荷水平下的长期蠕变应变值较低,其中在10%载荷水平下的长期(106h)应变值维持在2%以内;短期时温叠加法可以用相对更短的时间来预测土工格栅的长期蠕变应变及刚度值。该研究可为工程实际应用提供依据。

PMI泡沫的耐高温压缩蠕变性能

聚合物泡沫芯材的耐高温压缩蠕变性能对复合材料泡沫夹层结构的共固化成型有重要意义。本文介绍了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫耐高温压缩蠕变性能的研究现状,分析了PMI泡沫耐高温压缩蠕变性能的材料和环境影响因素,最后对可应用于泡沫耐高温压缩蠕变性能测试的几种方法进行了比较。

考虑温度效应的片麻状花岗岩三轴蠕变试验研究

随着地下洞室开挖深度的增加,温度已成为影响洞室长期稳定的重要因素。为有效反映温度对深埋地下洞室围岩长期稳定的影响,依托某水电站引水隧洞工程,开展了不同温度和不同加载应力路径条件下片麻状花岗岩的三轴蠕变试验,系统分析了温度、围压、轴压对片麻状花岗岩蠕变变形特征、蠕变强度和蠕变破坏模式的影响。通过蠕变试验发现:片麻状花岗岩的蠕变性能随着加载应力的增大和温度的升高而呈指数变化;片麻状花岗岩存在蠕变应力阈值,且温度越高,蠕变应力阈值越低,蠕变破坏时间越短;片麻状花岗岩稳态蠕变速率随温度的升高而增大,符合指数关系,其蠕变长期强度和蠕变破坏强度均随温度的升高而降低;在温度效应条件下,片麻状花岗岩蠕变破坏模式主要为沿斜截面的剪切破坏。试验研究成果为水电站引水隧洞围岩长期稳定性分析与设计、施工提供了重要的试验依据。

非饱和泥质粉砂岩蠕变特性及其模型

以南宁第三系泥质粉砂软岩为研究对象,开展非饱和三轴压缩蠕变试验,分析含水率对岩石蠕变特性的影响;再在既有五元件蠕变模型中,引入非线性黏塑性元件,构建泥质粉砂岩的七元件非饱和压缩蠕变模型,分析相关蠕变参数的变化规律。结果表明,随着含水率增加,泥质粉砂岩的蠕变变形和蠕变速率显著增加,且蠕变长期强度明显降低,表明水对泥质粉砂岩蠕变变形影响显著;新建七元件模型较好地拟合了非饱和泥质粉砂岩全过程蠕变曲线。

碳钼钢蠕变石墨化的研究

由于碳钢中的石墨化会导致材料性能的退化,因此应避免碳钢中的石墨化。安全管理标准规定,碳钢和碳钼钢的石墨化发生在698K,但也有一些标准规定,碳钼钢的石墨化发生在738 K以上。然而,最近发现,在673 K时,0.3C钢的蠕变断裂发生了石墨化。在此,我们研究了0.3C、0.2C和0.5Mo钢的蠕变断裂的石墨化行为。结果表明,0.3C和0.2C钢的石墨化发生在指定温度673K以下,0.5Mo钢的石墨化发生在指定温度723K以下。此外,还得到了所有钢的石墨化的时间-温度-析出图(TTP图)。在0.3C和0.5Mo钢中,石墨被证实为细长石墨和球状石墨,而在0.2C钢中,石墨被证实为球状石墨。这表明,细长石墨和球状石墨的形成机理是不同的。高碳含量、高钼含量和高应力有利于长形石墨的形成,而高钼含量对球形石墨的形成有抑制作用。此外,为了准确评估石墨化的风险,必须考虑时间和温度以及应力水平和两种类型石墨的形成机制。

一种新型的岩石蠕变模型

摘要岩石在一定恒定压力荷载作用下可以承受长期的变形，也就是蠕变。虽然关于岩石蠕变研究的现有文献数量比混凝土蠕变研究的文献少得多，但是很多学者已经对这种现象进行了研究和模拟。本文的研究目的是通过改进众所周知的混凝土蠕变模型来研究软岩，以估算岩石的长期蠕变。上述研究中最常见的问题是实验室测试时间短和对已有结果的外推。为了进行岩石物理和力学特性的测试（包括超声、孔隙率、密度以及恒定应力荷载下的强度和蠕变），我们选取了10个直径54mm、高100mm的圆柱形岩样，用蠕变试验来研究软岩的长期蠕变行为。根据CEB-FIP规则得到初期蠕变特性的混凝土样品与被试岩样相比呈现出类似的蠕变特性。文中提出了基于流变学的Kelvin元件和CEB．FIP规则的特定模型用来研究软岩，模型与研究期被测岩样的真蠕变性非常近似。我们注意到蠕变曲线与被测岩样曲线接近的混凝土在荷载作用下产生的单轴压缩强度与干岩石在测试中得到的强度事实上是相等的。这也暗示我们可以通过改变CEB-FIP模型来重现测试期岩石的蠕变性。

塑料土工格栅力学行为研究——Ⅱ.长周期力学行为的预测

对塑料土工格栅长期蠕变行为进行了预测。预测以有限周期内的蠕变数据为依据，采用适当的数据处理方法来进行。数据处理方法有多种，现采用了一种线性外推的方法来处理数据，得到实验温度下格栅的长周期失效时间和蠕变极限强度数据；然后再根据时温等效原理，采用WLF方程将上述结果扩展到其他温度下。预测结果显示约5～120年后，格栅的蠕变极限强度下降到原来的2１％～２６％。

加筋土筋材工程特性试验研究

通过对常用于加筋土工程的 4种典型筋材——土工格栅、土工带、土工网和土工布进行不同法向荷载作用下的拉拔试验、加—卸载多循环应力—应变关系试验、长期加载蠕变试验 ,得出了这 4种典型筋材的工程特性指标 ,对实际加筋土工程具有重要参考作用。

轻工标准抢先知

耐热聚乙烯(PE-RT)管道产品以其优良的耐热性、柔韧性、长期蠕变性、耐慢速裂纹增长和抗冲击性等卓越性能广泛运用于建筑给水系统、地暖系统等领域,且随着耐热聚乙烯(PE-RT)Ⅱ型材料的不断升级换代,近年来也逐步应用于城镇集中供暖二次管网系统和温泉管道系统等领域。我国对耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统标准的研究由来已久,早在2002年就参考了德国标准DIN 4721:2001标准制定并发布了CJ/T 175-2002《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》。

高温作用后砂岩蠕变试验及PSO-BP神经网络单轴蠕变长期强度预测研究

为了研究高温作用后黄砂岩的蠕变强度及变形特征,对高温作用后的黄砂岩开展单轴蠕变试验,系统地分析了高温损伤、轴压对黄砂岩蠕变变形特征、蠕变强度、蠕变速率的影响。利用PSO-BP神经网络算法对不同力学参数进行训练,预测高温作用后黄砂岩的单轴蠕变长期强度。研究结果发现:高温作用后黄砂岩存在蠕变应力阈值,低于阈值时仅发生稳定蠕变,高于阈值后发生不稳定蠕变;蠕变试验中试件处于低应力状态时,随着温度的增加,蠕变变形程度与稳态蠕变率呈线性变化关系。处于高应力状态时,温度对二者影响程度增大。使用PSO-BP神经网络预测高温作用后黄砂岩蠕变长期强度,发现比传统BP神经网络模型训练速度快、预测精度高。本文研究成果可为地下岩体工程高温后灾变重建提供一定的技术支撑和借鉴。

胶合竹梁桥蠕变及承载力试验研究

通过对足尺胶合竹梁桥试验模型3年半时间的蠕变观测,得到了10m跨胶合竹CFRP加强桥梁在均布荷载作用下的跨中挠度的长期量测数据,并进行了相关分析。试验结果显示,竹桥3年半的蠕变变形约为7.98mm,且高温和潮湿气候会增加其蠕变速率。对经过3年多蠕变的桥梁进行了静力加载短期破坏试验,在185 kN的均布荷载下,桥梁发生了整体垮塌。试验结果和相关分析表明,CFRP能提高竹梁受力性能,大跨度CFRP加强竹梁能充分满足实际工程中强度和耐久性的需求,但是经过长期受荷之后的竹梁强度和刚度均存在一定程度的下降。研究结果为竹结构桥梁的设计提供了依据,对竹结构桥梁的构造措施也提出了相应的设计建议。

木塑复合材料蠕变特性及预测方法的研究进展

木塑复合材料(WPCs)已广泛应用于建筑外墙板、户外铺板、室内装饰、园林景观、汽车内饰等非承重结构材料领域,但由于线型或支链型热塑性聚合物固有的粘弹特性决定了WPCs在受到长期力载荷时易发生蠕变变形,严重影响其作为承重结构材使用。因此抗蠕变是木塑产业界面临的重大技术瓶颈,也是学术界关注的核心科学问题。为更好地了解并改善WPCs的蠕变现象,本文综述了WPCs蠕变行为的研究进展,讨论了原材料、结构和环境条件等因素对其抗蠕变性能的影响,并对WPCs抗蠕变的改进方法进行了总结和分析。WPCs长期蠕变行为测试是评价其耐久性和安全性的必要手段,但传统的长期蠕变测试方法耗时且成本高昂。通过蠕变与时间、温度和外界应力等因素存在的经验关系,可以实现蠕变的加速测试。最后讨论了玻耳兹曼叠加原理、时间-温度-应力叠加原理、分步等温度法和分步等应力法等加速测试方法在WPCs长期蠕变预测中的应用。