基于Griffith强度理论的空腔膨胀模型与应用研究

根据混凝土材料受高速冲击时产生大量碎裂的特点,假设其粉碎(塑性)区介质服从Griffith强度理论,发展了弹丸深侵彻混凝土靶的动态空腔膨胀模型,建立了弹丸深侵彻理论计算公式.对比表明:基于Griffith强度理论的球形动态空腔膨胀模型的计算结果与实验数据吻合较好.

Griffith强度理论在非金属材料断裂中的应用

本文讨论非金属材料在外力作用下产生的断裂类型,断裂机理和三种开裂类型的判别式,结合具体实例进行了计算,并与其它强度理论进行了对比,认为Griffith 强度理论对于非金属材料的断裂问题判据是适用的.

基于统一强度理论的扰损围岩巷道脆塑性解答

钻爆法施工常造成岩质巷道扰损区围岩性能劣化。针对扰损围岩、扰损外围岩的弹塑性状态下不同的扰损围岩巷道力学模型,采用统一强度理论、弹-脆-塑性模型和非关联流动法则,建立扰损围岩巷道有关应力、位移和塑性区半径的脆塑性解答,探讨巷道力学模型的转换路径及判定方法,并将结果进行对比、验证,获得各因素的影响规律。研究表明:提出的巷道脆塑性解答合理反映了中间主应力、围岩扰损范围和峰后强度、剪胀特性的综合影响,通过参数组合变换可退化为多种解答并得到正确性验证,具有重要的理论意义和应用前景;巷道力学模型判定与中间主应力、围岩扰损范围密切相关,显著影响巷道应力-位移分布和围岩特征曲线;支护压力和巷道稳定变形随着围岩峰后强度下降、剪胀特性参数增加而明显增大。

基于统一强度理论的自紧身管残余应力分析

基于统一强度理论,考虑材料拉压异性和鲍辛格效应的影响,采用双线性强化材料模型对身管进行自紧分析,推导了身管加载应力、卸载应力、残余应力及工作应力的解析解,得到了弹塑性交界面半径、反向屈服半径的计算公式,提出了最佳自紧度和自紧压力的计算方法,通过与实验数据进行对比,验证了本文理论解的正确性,分析了材料拉压强度比、中间应力系数等参数对身管残余应力、弹塑性交界面半径、反向屈服半径和最佳自紧压力的影响。结果表明,反向屈服半径、弹塑性交界面半径、弹塑性交界面处残余应力与材料拉压强度比成正比,与中间应力系数成反比;最佳自紧压力与材料拉压强度比成反比,与中间应力系数成正比。

饱和含盐冻土冲击能量分析及动态强度理论

本文利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置探究冲击加载下含盐量和应变率对饱和含盐冻土动态强度的影响。试验结果表明,当含盐量介于0%~2%时,土体的动态强度大约随含盐量每增加1%而减小1.5 MPa;随应变率每升高250 s^(-1)而增大2.0 MPa。从能量角度分析,土体冲击过程中的吸收能密度大约随含盐量每增加1%而减小0.1 J/cm^(3);随应变率每升高250 s^(-1)而增大0.2 J/cm^(3)。基于能量平衡和断裂理论,推导了饱和含盐冻土压缩膨胀拉伸破坏模型的动态强度理论计算式,计算结果与试验结果误差不超过10%,且能预测动态强度随含盐量和应变率的变化趋势,表明该理论可以揭示饱和含盐冻土的动态破坏机理,为工程实践提供理论基础和借鉴意义。

基于砌块软化理论的部分灌孔砌体抗压强度的预测

根据全灌孔砌体和部分灌孔砌体在加载全过程中表现出的相同和不同,发现影响两类灌孔砌体出现差异的原因是砌块外壁稳定性的不同.依据适用于全灌孔砌体的砌块软化理论,在原模型中考虑稳定性的变化,将砌块软化理论的应用范围拓展至部分灌孔砌体中,提出用于分析部分灌孔砌体的修正模型.计算结果表明,提出的修正公式能够较为准确地预测部分灌孔砌体的抗压强度;与未修正公式的计算结果相比,修正公式的计算结果精度有较为显著的提升.

基于厚板理论下向进路充填假顶强度模型及应用

充填假顶作为下向进路式采场的直接顶板,其稳定是该法成功应用的关键,以充填假顶所需强度为研究对象,通过分析下向进路式采矿法典型工艺特征,确定了假顶危险力学状态,并将其简化为四边简支的厚板模型,借助厚板理论符拉索夫基本解答,分析了充填假顶拉应力分布状态,据此建立了下向进路充填假顶强度模型。通过实测大屯锡矿下向进路式采场充填体上覆压力,以最大监测结果0.35 MPa作为基础计算参数,分析确定了假顶底部极限拉应力为0.23 MPa,为保障假顶稳定,考虑1.5的安全系数,设计假顶抗拉强度0.345 MPa。采用FLAC 3D构建了3-1矿体下向进路式采场物理模型,并模拟分析了充填假顶在设计强度参数条件下服务矿体回采过程中应力分布及稳定性状态,矿体回采至最后一分层,假顶拉应力分布于0.10~0.23 MPa,最大值为0.23 MPa,与理论分析结果一致,假顶服务至分层回采结束,未出现塑性破坏。根据模型计算结果与数值模拟分析结果,推荐满足强度指标的最优配比为废石∶尾砂=8∶2,水泥添加量210 kg/m^(3),质量分数85%,并指导完成大屯锡矿3-1矿体下向进路式采场11万m^(3)充填实践,假顶服务矿体回采过程中未出现失稳引发安全事故,为矿体安全回采提供了强度保障,与矿山原设计相比,模型设计强度更加合理且经济,推荐的废石+铜渣尾砂膏体配比较矿山原充填配比节约32.30元/m^(3),累计节约充填成本355.30万元。

一种基于材料细观特征量的PBX拉伸强度理论模型

为给塑性黏结炸药(PBX)的力学强度设计提供支撑、探索材料细观特征量与材料强度之间的定量规律,应用微裂纹扩展区理论,将PBX炸药的单轴拉伸过程中力学响应特征的变化归结为扩展裂纹取向角度的增加,将扩展裂纹最大取向角与拉伸强度相关联,构建了基于材料细观特征量的拉伸强度理论模型,并采用不同温度的单轴拉伸实验验证了该理论模型的有效性。研究表明:该拉伸强度理论模型可以实现对PBX炸药拉伸强度与炸药微裂纹密度、颗粒/黏结剂界面性能以及颗粒/黏结剂体系的表观杨氏模量、泊松比等细观特征量之间关系的定量描述。

基于灰色理论的CBC单面冻融后抗压强度与孔结构参数关系研究

通过对水泥基材料(CBC)进行以NaCl溶液为冻融介质的单面冻融试验,探究CBC抗压强度及含气量、气泡间距系数、气泡比表面积、气泡平均弦长、气泡弦长大于20μm的弦长频率等微观孔结构参数随冻融循环次数增加的变化规律,并运用灰色理论对抗压强度与各孔结构参数的内在联系进行分析。利用灰色相对关联度筛选出微观孔结构参数中与抗压强度关联最大的参数,对其进行了相关模拟和预测,并建立宏观性能与微观孔结构参数间的定量关系。结果表明:随冻融循环次数增加,CBC抗压强度逐渐降低,冻融循环后期下降速率加快;试验过程中试件内部含气量、气泡间距系数、气泡平均弦长逐渐增大,而气泡比表面积逐渐减小;灰色Verhulst模型相较于GM(1,1)模型更适用于气泡弦长大于20μm的弦长频率的模拟;采用灰靶决策模型定义的综合孔结构参数与抗压强度关联性更强,基于综合孔结构参数建立的模型精度更高。

农业上市公司研发强度、税收优惠与创新绩效的关系研究——基于资源基础理论

农业是我国社会经济发展的基础性产业,提升农业上市公司的创新能力是推进农业现代化、实现乡村振兴的重要基石。资源是影响企业研发创新的重要因素,基于资源基础理论分析我国农业上市公司研发强度对创新绩效的影响及其作用机制,并将税收优惠纳入模型,进一步研究在不同土地资源禀赋条件下研发强度与创新绩效之间的关系是否存在差异,为农业上市公司制定研发战略和提升创新绩效提供经验数据与决策支持。以2011—2020年A股农业上市公司为研究对象,根据Hausman检验结果,采用双重固定效应模型实证分析研发强度与创新绩效的关系,并检验税收优惠在其中的调节作用。结果表明:农业上市公司研发强度与创新绩效之间存在倒U型关系,研究期内大多数样本公司处于曲线的上升阶段,而且税收优惠正向调节研发强度与创新绩效的倒U型关系。进一步进行机制检验发现,农业上市公司研发强度通过影响沉淀冗余资源作用于创新绩效;对于较高土地资源禀赋地区的企业,研发强度对创新绩效的作用更为显著。合理的研发强度对农业上市公司创新绩效增长有重要影响,因此我国农业上市公司应立足自身资源禀赋和发展实际,加强区域间研发合作,因地制宜地拓展农业多功能和增值增效空间,增加研发强度以更好地提升创新绩效,进而形成企业核心竞争力。未来要警惕研发强度过高带来的消极影响,政府相关部门应动态调整税收优惠政策,最大程度地发挥税收优惠的激励作用。

基于均匀化理论与上限分析的膨胀土滑坡稳定性分析

在膨胀土和滑坡共同作用下,隧道洞口段施工更容易引发地表开裂甚至滑坡等工程灾害,在隧道内采用微型桩群防治滑坡比抗滑桩具有优势。本文基于均匀化理论与上限分析对某高速公路隧道洞口段膨胀土滑坡的稳定性进行计算,并评价微型桩群和削方卸载不同组合方式的处置效果,计算时将微型桩群及桩周土通过均匀化理论等效为符合摩尔库仑强度准则的等效加固体来,以此提高计算效率,最后通过对现场削方+微型桩群加固处置后的滑坡变形监测来验证计算的合理性,得出如下结论:相较于土的强度参数,等效加固体内摩擦角保持不变,黏聚力从26kPa提高到85.36kPa。处置前后的滑坡稳定性评价结果表明,不做处理时,滑坡滑动面从滑坡上方岩土交界面延续到隧道洞口前;仅采用微型桩群加固时,滑坡安全系数在1.17左右,滑动面从岩土交界面延续到隧道洞口后;同时采用微型桩群加固和削方卸载时,滑坡安全系数提高到1.26~1.28,滑动面上缘由土石交界面前移。现场变形监测表明地表变形与深层土体变形均不超过3mm,该措施能保障滑坡的稳定性,同时也验证了计算方法的合理性,可为同类工程提供参考。

基于应力-强度理论的角接触球轴承可靠性分析

角接触球轴承广泛应用于航空、航天和精密机床等转子系统,其可靠性对整个机械系统十分重要。文章通过对随机变量进行抽样,将抽取样本带入轴承力学模型以获得相应的最大接触应力,基于应力-强度理论建立了轴承可靠性分析的极限状态方程,使用主动学习Kriging模型(Active learning Kriging,AK)结合蒙特卡洛模拟法(Monte Carlo Simulation,MCS)的AK-MCS方法对角接触球轴承进行可靠性分析。

数字化对制造业企业碳排放强度的影响研究:理论建模与机制检验

“双碳”目标背景下,数字化与绿色化协调发展已成为我国经济高质量发展的重要抓手。首先,基于内生增长理论框架,拓展了夏皮罗(Shapiro,2018)提出的企业污染减排模型,区分了数字化影响制造业企业碳减排强度的技术进步效应和绿色创新效应,并提出相应的理论假设。其次,以2011—2019年沪深A股制造业上市公司数据为基准数据,实证检验了数字化对制造业企业碳排放强度的影响,证实了数字化生产率提升和绿色创新两条机制的存在性。再次,异质性研究发现,区域层面东、中部地区数字化抑制了企业碳排放强度的提升,但在西部地区该抑制作用并不明显;行业层面数字化对于技术和资本密集型制造业减排的影响更深;进一步,绿色创新机制在东部地区、技术和资本密集型制造业企业群都显著存在,但生产率提升机制在分组回归中并未表现出来。研究结论为精准评估数字化的减排效应、统筹制定差异化的数字赋能制造业绿色低碳转型政策提供经验证据。

基于强度理论的内聚力模型的有限元实现及应用

在对基于强度理论的内聚力模型(ST-CZM)进行二维整理及三维拓展的基础上,使用Abaqus用户单元子程序(UEL)对该模型进行有限元实现.通过经典界面破坏算例验证ST-CZM有限元模型的有效性和准确性,建立纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土模型,采用ST-CZM模拟FRP与混凝土界面间的黏结破坏过程,实现ST-CZM在复杂工况下的应用.相较于传统基于牵引力准则的内聚力模型,ST-CZM具有更灵活的混合模态耦合方式,且其切向和法向的强度模型相互独立,ST-CZM的收敛性更好,对强度的预测更准确.所有算例表明,相较于传统基于牵引力准则的内聚力模型,ST-CZM有限元模型能够更好地实现黏结界面峰值应力的预测和损伤阶段的模拟.

灌注桩桩—土界面粗糙度及强度理论研究

文章开发了可模拟实际灌注桩成型过程的混凝土浆液-土固化成型装置,开展不同灌注桩深度处混凝土浆液-土固化成型试验,探究浆液自重应力对灌注桩表面粗糙度的影响规律,进而提出考虑粗糙度特征的桩—土界面强度理论。结果表明:随着混凝土浆液自重应力增加,混凝土浆液对桩周土体的挤压、劈裂作用更为显著,使得桩—土界面粗糙度随深度增加而近似线性增长的规律;而后引入界面剪切系数i来表征桩—土界面粗糙度对界面间发生桩—土相对滑移破坏或土自身剪切破坏的影响,与已有试验结果对比表明,考虑粗糙度的强度理论可以较好地预测不同粗糙度下桩—土界面极限强度;最后探讨了理想粗糙面情况下界面剪切系数i与剖面长度比、凹槽形状的数学关系。

基于紧密堆积理论的深水低密度三元固相水泥浆体系

深水浅表层固井作业过程中由于海底低温导致水泥环早期力学强度发展缓慢、内部密实度不高,易引发水气窜流,进而导致固井质量低劣甚至密封失效等复杂情况。为此,采用分形特征方程对G级油井水泥、纳米CaCO_(3)(NC)和漂珠(CS)进行紧密堆积,然后结合室内实验评价,优选出了一套密度为1.50 g/cm^(3)的具有低温早强性能的三元固相水泥浆体系,并利用抗压强度测试、XCT、SEM等方法对紧密堆积体系的增强机理进行了表征和分析。研究结果表明:(1)三元紧密堆积体系早期力学强度发展快速,在10℃的低温条件下,24 h抗压强度可达3.5 MPa以上;(2)相比于相同密度的NC二元体系和CS二元体系,孔隙率降低了19.10%~33.05%,抗压强度提高了7.0%~21.1%;(3) NC可以为水泥水化提供成核位点、填充细化孔隙,CS可以部分替代水而提高体系致密性,在两种材料的协同作用和紧密堆积效应下可实现早期力学强度的快速发展。结论认为,三元固相级配水泥浆体系利用紧密堆积理论发挥了3种材料的各自优势,进而实现了早期力学强度的快速发展,对于深水井表层套管固井作业防止水气窜流具有很好的理论指导意义和应用推广价值。

照片呈现图式对旅游幸福感的影响研究——基于存在本真性的中介作用和社交媒体强度的调节作用

分享旅游照片是一种普遍的游后行为,是游客自我景观化呈现的方式之一。但鲜有文献探究旅游照片分享对旅游幸福感的影响。文章以自我知觉理论为指导,旨在探讨游客在社交媒体分享的风景图式和自我景观化图式旅游照片如何通过存在本真性的中介作用影响旅游幸福感(享乐主义和实现主义幸福感),以及社交媒体强度的调节作用。文章设计了3个实验,揭示了内省框架下不同游客照片呈现图式对旅游幸福感的影响机制。结果显示:风景图式会带来更好的享乐主义幸福感,自我景观化图式预示着更高的实现主义幸福感,存在本真性在以上关系中发挥中介作用,社交媒体强度调节上述两条中介路径。文章深化了自我知觉理论,丰富了旅游照片呈现和社交媒体支持对旅游体验影响的相关研究。

基于三剪应力统一强度理论的条形地基承载力计算

基于三剪应力统一强度理论,推导得到条形地基考虑侧向压力系数不为1、中间主剪应力及最小主剪应力影响时,地基临塑荷载和临界荷载精确理论计算公式,并对公式进行了退化分析,探讨了中间主剪应力影响系数b、最小主剪应力影响系数c和侧向压力系数k 0对条形地基临塑荷载和临界荷载的影响规律。研究结果表明,临塑荷载和临界荷载随b、c的增大均非线性增大且增大的幅度逐渐减小,随k的减小而减小;Mohr-Coulomb理论解和双剪统一强度理论解均为三剪应力统一强度理论解的特例,三剪应力统一强度理论解考虑了地基土的真实侧向压力系数、中间主剪应力及最小主剪应力的影响,具有较广泛的适用性,可为实际工程提供一定的理论参考。

各向异性复合材料强度失效判据综述

失效判据在复合材料的渐进损伤模拟和极限强度预测中具有极其重要的意义.针对各向异性复合材料的损伤-破坏问题,根据理论架构与发展脉络,对现有失效判据进行了分类汇总和全面综述,重点总结了破坏模式无关判据和破坏模式相关判据,分析了基于破坏面假设的相关理论成果,阐述了基于应力不变量进行判据构建的基本理论、方法和模型,并论述了基于应变能和基于损伤参量的两类失效判据.研究表明,各向异性复合材料强度理论发展的基础和主线仍然是二次应力判据,高阶唯象失效判据的合理性和适用性尚需验证;能量判据和损伤判据对于非线性-准脆性复合材料显示出了合理性和适用性,但表达式较为复杂.在深入分析研究的基础上,对复合材料强度理论的发展趋势进行了展望,提出了“损伤-断裂协同理论”这一重点与难点方向,以期对复合材料及其结构的设计、评估与应用提供更有价值的参考.

钢渣细骨料泡沫混凝土制备及抗压强度计算

为实现钢渣资源化利用,以钢渣作为细骨料,采用不同钢渣粒径、钢渣取代量和水胶比制备了钢渣泡沫混凝土试块,通过7 d无侧限抗压强度确定出最优配合比为1.18 mm钢渣粒径、20%(与水泥质量比,下同)钢渣取代量、0.45水胶比。根据分形理论建立了最优配合比下钢渣泡沫混凝土抗压强度与孔隙率的关系式,试样的分形维数D可由盒计数法算出。此分形模型计算的抗压强度预测值与试验值吻合度较高。通过对比其他文献中泡沫混凝土抗压强度的实测值,证明了分形计算模型能够准确预测出泡沫混凝土的抗压强度,具有良好的应用前景。