基于间接拉伸试验的沥青-集料界面黏结性研究

为研究沥青-集料界面黏结性能,选取70号基质沥青及SBS改性沥青混合料在不同温度、老化、水分条件下进行间接拉伸试验,通过分析其峰值力、断裂能、开裂容忍指数(CT)来表征沥青与集料间的黏结性,揭示各影响因素对沥青-集料的影响特征。结果表明,沥青混合料的峰值力随温度升高而降低,但断裂能及CT指数随温度升高而增大,温度在本质上改变了沥青的黏弹性质,从而使得沥青与集料的界面黏结性能发生显著改变。随着老化程度的加剧,沥青混合料峰值力增大而断裂能、CT指数降低,在长期老化条件下,70号基质沥青与SBS改性沥青的峰值力分别增长31.1%,15.4%,而断裂能分别减少27.6%,19.1%,老化作用提升了沥青混合料的黏结强度,但抗裂性及延展性遭到削弱。长期高温浸水处理后,沥青混合料的峰值力、断裂能、CT指数均发生显著下降,在高温浸水4 d后,70号基质沥青和SBS改性沥青混合料的峰值力分别下降48.2%,33.1%,CT指数分别降低67.7%,32.5%,水分侵入沥青-集料界面造成了沥青膜的剥离,严重影响沥青-集料界面的黏结性。

冲裁工艺对超高强钢边部拉伸性能影响的试验研究

目的冲裁加工后的超高强钢板材在成形过程中会因边部开裂而显著影响生产的稳定性,针对这一问题,对超高强钢板材冲裁边部开裂行为的影响因素进行研究。方法选用DP980与QP980材料,采用模具冲裁拉伸试样,用DIC的剪切边拉伸试验研究了不同的冲裁间隙以及打磨试样边部、模具磨损情况对超高强度钢力学性能和边部拉伸能力的影响,并采用DIC方法追踪拉伸试验的断裂过程,分析边部裂纹的扩展过程和断口形貌。结果通过对比试验结果发现,冲裁试样很容易发生边部开裂,冲裁间隙越大,断裂时刻越提前,断裂伸长率越小,边部成形性能越低,在冲裁间隙为材料厚度的9%~10%时,2个钢种断裂应变均最大,边部拉伸性能相对优异,材料的边部断裂也容易受到轧制方向的影响,边部断裂最先沿着轧制方向出现在边界处。模具磨损使冲裁的试样在拉伸试验过程中更容易断裂,打磨冲裁试样边部可以提高拉伸性能。在断裂形式上,2个钢种的冲裁试样均容易从边部开裂,QP980形成横-斜裂纹,冲裁间隙增大使横向裂纹变长,而DP980试样断口则均为斜裂纹。结论相同强度等级QP980钢和DP980钢均对冲裁边敏感,冲裁边对边部拉伸性能的影响较大,可以通过选择良好的模具工况、合适的冲裁工艺参数以及增加打磨工艺等,提高材料的力学性能和边部拉伸性能。

基于半圆弯曲和间接拉伸试验的沥青混合料断裂性能研究

为揭示不同沥青混合料在中温条件下的断裂性能,文章通过半圆弯曲和间接拉伸试验对沥青混合料断裂性能展开了研究,从设计与生产的角度讨论了热拌与温拌生产工艺、结合料类型、老化等因素对沥青混合料断裂性能的影响。结果表明:半圆弯曲试验测得的临界应变能释放率(Jc)值与间接拉伸试验测得的韧性指标值(TI)具有良好的相关性;结合料类型和老化对沥青混合料断裂性能有显著影响;相对于常规沥青混合料,聚合物改性沥青混合料具有更强抗断裂性能,老化降低了沥青混合料的断裂性能,但提高了沥青混合料的强度;温拌技术对所生产的沥青混合料断裂性能无明显影响。

土体抗拉强度试验研究方法的综述

土体抗拉强度比抗压和抗剪强度数值更小,因此时常被忽略,造成理论及试验的落后。文中系统归纳了土体抗拉强度的间接和直接方法,对比分析了现有试验方法的优缺点,结果表明:(1)土体抗拉强度的单轴拉伸方法按照力的加载方向可以分为垂直法和水平法,而垂直法中土样破坏前上半部分的重量会影响试验的准确性;(2)常用的土样固定方式有粘结、锚固、摩擦力和夹持,它们各有优势,但夹持较前三者更便捷和可操作。最后,提出水平单轴拉伸试验的后续仍需优化的问题。如制样脱模中土样的损耗、土样受拉段应力分布差,无法适用于大骨料砾质土、土样固定方式繁琐、土样与平台间的摩擦力难以消除等。

基于间接拉伸开裂方法评价超薄磨耗层混合料抗裂性能

通过间接拉伸开裂(IDEAL-CT)试验方法,研究了不同级配及油石比条件下超薄磨耗层混合料的抗裂性能。结果显示,级配变密会导致混合料整体强度上升,抗变形能力下降,同时会加快裂缝扩展速度,混合料抗裂性能下降。油石比的增加会使混合料抗变形能力提升,延缓裂缝扩展速度,使得混合料抗裂性能增强。皮尔逊相关性分析结果表明,随着超薄磨耗层混合料的孔隙率和沥青膜厚度的增加,混合料整体强度降低,抗变形能力提升,裂缝开裂速度下降,混合料整体抗裂性能增强,因而超薄磨耗层混合料设计过程中可通过提升孔隙率和沥青膜厚度来增强混合料的抗裂性能。对于IDEAL-CT试验指标,断裂能不适用于评价超薄磨耗层混合料抗裂性能。

沥青混合料间接拉伸试验的数值模拟

为了阐释沥青混合料间接拉伸试验中马歇尔试件对荷载的动态响应规律,利用离散元方法(二维)数值模拟了马歇尔试件的间接拉伸试验过程。采用伺服控制机理对不同粒径的试件施加荷载,给出了颗粒间的接触力、颗粒的位移矢量及产生的裂缝数,得到试件的劈裂强度;对不同加载速率下试件的响应进行数值模拟,得出加载速率与劈裂强度的关系;选取一种粒径范围的试件,分析了试件中产生的裂缝随时间的发育和分布,再现了裂缝延伸的动态过程。结果表明:裂缝主要分布于加载方向试件直径的两侧,随着粒径的增大,劈裂强度增大,增长率最大为39.3%;裂缝数由最小粒径试件中的98条减至最大粒径试件中的6条;加载速率与劈裂强度呈对数增长关系。

层状大理岩间接拉伸试验及断口形貌和断裂机理分析

通过MTS815试验系统、激光扫描仪和SEM电镜对锦屏Ⅱ级水电站交通辅助洞的盐塘组互层状大理岩进行间接拉伸试验研究、断口形貌测试和细观断裂机理分析。结果表明:拉应力的作用方向与层理面的夹角显著影响岩石的抗拉强度及破坏机理,当拉应力平行层理面时,岩样的平均抗拉强度约为6.32 MPa,断口形貌较为粗糙,表面分维约为D=2.14~2.17;而当拉应力垂直层理面时,岩样的平均抗拉强度仅约2.57 MPa,断口形貌较为平缓,表面分维约为D=2.07~2.10。对于同一种岩石,断口形貌特征与其抗拉力学性能具有明显的对应关系,即断裂表面越粗糙,其分形维数越大,对应的抗拉强度也越高,反之亦然。通过SEM揭示了产生这种现象的细观断裂机理,当拉应力垂直层理面时,岩石主要发生沿晶断裂,穿晶断裂相对要少些;而当拉应力平行层理面时,岩样的断裂模式主要为沿晶和穿晶耦合断裂。研究表明,不同的微细观断裂模式是层状大理岩断口形貌迥异和力学性质差异的根本原因。

间接拉伸试验条件下沥青混合料变形特性

为分析沥青混合料的劈裂拉伸性能,采用数字图像测量方法,实现了试样表面轴向变形和径向变形的同步测定,得到了粗骨料沥青混合料和细骨料沥青混合料在不同温度下的宏观力学性能及应力-应变关系。结果表明:粗骨料沥青混凝土呈脆性破坏趋势,细骨料沥青混凝土在破坏前进入塑性屈服阶段;材料的弹性压缩和剪切膨胀与载荷历史紧密相连,反映了材料的结构性变形过程。该成果对沥青路面的拉伸开裂研究具有一定的参考价值。

间接拉伸试验条件下沥青混合料的疲劳行为

采用间接拉伸试验方法(IDT)分别在10,20,30℃温度条件下对AC-13,AC-20,AC-25 3种典型沥青混合料进行应力控制模式下疲劳试验,分析了温度对材料疲劳性能、疲劳特征参数的影响;提出以计算横向应变建立应变疲劳方程,并采用应变-温度-作用次数三维疲劳曲面公式对材料疲劳性能进行预估。研究表明:双对数坐标下应力与疲劳寿命存在良好的线性关系,随着温度升高,同一应力水平下3种沥青混合料的疲劳强度、疲劳寿命对应力水平的敏感性均减小;3种温度条件下建立的统一拟合应变疲劳曲线有很好的相关性,能消除温度对疲劳寿命的影响;应变疲劳曲面方程能为沥青混凝土疲劳寿命的预估提供很好的依据。

半圆弯拉试验与间接拉伸试验的比较

该文对表征热拌沥青混合料抗拉强度的半圆弯拉试验和间接拉伸试验结果采用数值分析方法进行了对比分析。半圆弯拉试验可以显著减少加载带下的永久变形,与间接拉伸试验相比,它更适用于评价热拌沥青混合料的抗拉性能。研究结果表明,半圆弯拉试验与间接拉伸试验完全可以相比较和转换,半圆弯拉试验可以替代间接拉伸试验来评价沥青混合料的强度性能。

耐久性高模量混合料间接拉伸模量试验影响因素研究

采用耐久性高模量沥青混合料,分析研究影响间接拉伸模量试验的各因素,包括:试件的存放时间、试验温度、高模量剂比例、油石比、沥青的类型等,得到了各相关因素与混合料间接拉伸模量之间的相关关系:随着存放时间的延长,添加剂比例的增大,试件的间接拉伸模量逐渐增大;随着试验温度的升高,油石比的增大,试件的间接拉伸模量显著下降;同时,沥青类型不同,混合料的间接拉伸模量均存在差异,即使是相同标号的沥青,间接拉伸模量值也不完全一样,也可能存在较大的差异。通过该研究为用间接拉伸模量试验评价耐久性高模量沥青混合料时参数的选取提供一定的借鉴意义。

间接拉伸虚拟试验模式下沥青混合料的应力分布

为了更准确地评价间接拉伸模式下沥青混合料的二维应力分布状态,利用X-ray CT扫描沥青混合料试件,获取混合料内部真实三维细观结构(集料、砂胶和空隙),根据三维重构理论和重构算法,建立沥青混合料三维虚拟试样。在此基础上,对沥青混合料虚拟试样进行低温、快速加载条件下的间接拉伸虚拟试验仿真。结果表明:不同于以往基于弹性理论解的二维应力均匀分布结论,混合料试件水平轴向和竖直轴向上的应力都不再均匀对称分布,最大应力也不再出现在试件中心处。间接拉伸虚拟试验方法克服了以往忽略混合料内部细观结构的缺陷,可以更为真实地模拟试件受荷作用下的力学状态。研究方法是对计算机数字化设计沥青混合料目标的有益探索。

动荷载作用下的沥青混合料间接拉伸试验参数研究

基于动态测定方法确定的沥青混合料的参数能真实反映沥青混合料对运动车辆荷载的响应,正确表现沥青混合料本身的粘弹性性质的优点。利用英国多功能气动沥青材料试验机CooperNU-14测定了6种沥青混合料在5、10、15和20℃时的动态间接拉伸试验参数,用二次多项式对试验结果进行了拟合,重点分析了试验温度对动态间接拉伸试验参数的影响。结果表明,6种沥青混合料动态间接拉伸劲度模量值均在一定范围内,而试验荷载、劲度模量与温度回归方程的相关系数均达到0.9812以上,试验荷载与劲度模量回归方程的相关系数均达到0.9986以上。

金属材料拉伸试验中断面收缩率的间接测量方法

1 引言 金属材料的"断面收缩率"是常规五种拉伸性能指标之一,也是一项重要的拉伸性能指标.冶金产品,尤其是棒材等冶金制品的产品标准都规定"断面收缩率"为必测性能指标.因此,拉伸试验试样的断面收缩率应列入经常测定项目之一.

不同级配类型沥青混合料间接拉伸试验研究

文中对两种沥青、三种不同级配类型组成的六种沥青混合料分别进行0℃、15℃的劈裂试验研究,测定了沥青混合料在规定温度和加载速率时劈裂破坏或处于弹性阶段的力学性质,并对间接拉伸试验三个试验参数(劈裂抗拉强度、破坏应变、劲度模量)的结果进行了分析。

弹塑性材料滤波作用的研究——间接杆杆型冲击拉伸试验装置产生加载脉冲的三维弹塑性动力学有限元分析

本文对旋转盘式间接杆杆型冲击拉伸试验装置建立了产生拉伸加载脉冲的三维弹塑性动力学模型 ,使用ANSYS/LSDYNA程序模拟了该装置产生加载脉冲的过程 ,分析了弹塑性材料的滤波作用。数值模拟得到的入射脉冲与实验结果吻合 ,表明该数值模型和方法是有效的。分析结果表明 ,相对于直接连接系统 ,间接连接系统中的前置金属短杆的弹塑性变形直至断裂使锤头与撞块只发生一次撞击 ,即滤去了多次撞击 ,同时滤去了金属短杆与撞块界面扰动力的高幅抖动 ,使扰动力变成幅值较低的平稳脉冲。总之 ,前置金属短杆的作用相当于一个低阈值的低通滤波器。

OLSM-25间接拉伸试验数值分析

为了弥补现有沥青路面结构设计理论中将沥青混合料当作完全弹性体进行计算分析的不足，以AC-16、AC-20、开级配大粒径沥青碎石混合料OLSM-25（Open—graded Large Stone Asphalt Mixes，OLSM）的劈裂强度为研究对象，采用离散元方法，运用二维颗粒流程序（PFC2D），从细观角度入手，对AC-16、AC-20、OLSM-25的劈裂（间接拉伸）试验进行数值模拟，对比分析AC-16、AC-20、OLSM-25圆柱体试件内部集料颗粒之间的接触力、位移矢量、微裂缝数量及其分布规律。结果表明：在峰值轴向力作用下，当沥青混合料圆柱体试件开裂破坏时，随着沥青混合料公称最大粒径、空隙率的增大以及油石比的减小，试件内部集料颗粒之间的接触力由基本均匀趋于相对离散分布、位移矢量存在显著差异、微裂缝数量逐渐减少。与AC-16、AC-20相比，OLSM-25的间接拉伸抗裂效果显著。

沥青混合料半圆弯拉试验与间接拉伸试验对比分析

抗拉强度和断裂能密度是评价沥青混合料开裂的重要指标。半圆弯拉试验（SCB）和间接拉伸试验（IDT）是测量沥青混合料抗拉强度和断裂能密度的常用方法。试验采用AC-16上、中、下级配，相同级配分别采用不同的沥青用量制备沥青混合料标准马歇尔试件。所有种类的沥青混合料分别进行SCB和IDT试验，对比两种试验方法得到的抗拉强度和FE的差别。试验结果表明：由于试样几何尺寸差异和确定抗拉强度公式不同，两种试验方法得到的抗拉强度值相差很大，IDT试验得到的断裂能密度略小于SCB试验得到的断裂能密度，但两种试验方法得到的抗拉强度和FE随着沥青用量和级配的变化规律是相同的。

沥青混合料间接拉伸疲劳试验损伤特性分析

本文依据损伤力学的观点,通过间接拉伸疲劳试验,建立沥青混合料疲劳损伤模型,定义损伤过程损伤变量D,建立损伤变量与疲劳试验过程动态模量关系。通过研究动态模量变化规律,揭示沥青混合料在疲劳过程中损伤变化情况。借助动态模量在损伤变量与疲劳寿命的纽带作用,建立损伤变量D 与疲劳过程N/Nf 之间预测方程。结果表明预测方程具有良好相关性,该方法预测损伤变量提供参考。

沥青混合料间接拉伸疲劳试验损伤特性分析

为研究沥青混合料的疲劳损伤特性,本文通过建立疲劳损伤模型,制备AC-13C沥青混合料试件,通过设计间接拉伸试验,测定了沥青混合料的劈裂抗拉强度。根据推导得出的动态模量公式,得出随疲劳过程的动态模量拟合公式,反映出沥青混合料疲劳过程中的衰减情况。建立损伤变量与疲劳寿命关系,分析损伤变量在疲劳试验过程中的变化规律,建立能预测损伤变量的公式。以应力水平0.3频率10Hz条件下的动态模量为例,将动态劲度与损伤变量建立了联系,通过疲劳作用次数推出沥青混合料所累积的损伤变量,得出损伤变量与疲劳寿命的关系,为定量研究沥青混合料损伤提供参考。