基于拉拔试验的加筋土界面摩擦特性

加筋土具有良好的工程性能,被广泛应用于加固路基和边坡支挡等领域,筋土界面摩擦强度对支挡结构的整体性和稳定性具有重要影响.为研究不同加筋土的界面摩擦特性,自制拉拔装置,对黏土-土工格栅、黏土-碳纤维布、黏土-土工格室和碎石土-土工格室等4种加筋土进行拉拔试验.研究结果表明,4种加筋土中,土工格室与碎石土的界面摩擦强度最高,构成的加筋体承受变形的能力最强;黏土-碳纤维布构成的加筋体界面摩擦强度最低,但具有筋土间相互作用发挥较快、允许变形小的特点;不同加筋体的允许变形差别较大,在实际工程中应充分考虑.提出了一种考虑土工格室加强区的无黏性土-土工格室界面最大摩阻力计算理论模型,研究结果可为加筋土工程筋材选取提供参考.

三轴加载条件下含水率对煤体力学特性影响的试验研究

含水率对煤体力学特性具有重要影响,为深入探讨三轴加载条件下含水率在煤体力学中的作用机制,选择平顶山矿区代表性煤样并设置不同含水率水平的试验组,开展了不同含水煤样的单轴压缩试验和不同围压条件下的含水煤样三轴压缩试验,并对不同含水煤样进行应力-应变关系、抗压强度等方面的综合性能测试。结果表明:不同围压条件下,含水煤体的应力-应变曲线呈现相同趋势。三轴加载条件下,含水煤体轴向方向的应力-应变曲线与单轴加载时的煤体轴向方向的应力-应变曲线形式相同。相同含水率条件下,不同围压的试验煤样出现应力峰值时的轴向应变略有不同,整体呈现围压越大,其出现应力峰值对应的轴向应变越小。整个加载过程中,试验煤样轴向应变始终为正值,即煤体轴向方向发生轴向压缩变形,与此同时,试验煤样径向产生膨胀变形。单轴/三轴加载条件下,随着含水率增加,峰值强度整体呈降低,含水率与峰值强度呈一元二次函数关系。随着围压增加,峰值强度整体呈下降趋势。随着含水率增加,岩石软化系数整体呈现降低趋势。含水率与软化系数呈一元二次函数关系。研究结果为平顶山矿区煤炭资源的合理开发和利用提供了科学依据。

混凝土内部受压力学性能试验与本构分析

为了精准测量受压混凝土内部应力-应变关系,通过在丙烯酸树脂杆上布置电阻式应变片,测量得到混凝土试块内部应变,研发大量程微型土压力盒实现混凝土内部应力测量。将相关测试装置预埋在混凝土试块内部,完成混凝土试块单轴压缩试验,获得精准的混凝土内部应力-应变关系数据。结果表明,混凝土内部本构模型相对于传统本构模型具有良好的延性,且峰值强度远高于传统本构模型。结合国内外几种具有代表性的混凝土本构方程对试验进行了有限元模拟,针对应力-应变曲线、峰值强度及峰值应变进行了对比分析。分析结果表明:实测的混凝土内部应力-应变曲线合理准确,相关测量方法具有良好的精度和可行性;基于我国规范模型的有限元模拟结果与试验结果吻合最好,可进一步推广使用。

某液体火箭发动机用起动器峰值压力时间超差故障研究

针对某液体火箭发动机用起动器峰值压力时间超差故障,进行了原因分析,提出了改进措施并对其有效性进行了试验验证。结果表明:造成起动器峰值压力时间超差故障的原因为起动器内膜片与端盖间的焊接强度不足,在高温燃气冲击下膜片过早脱落、烧蚀,从而导致压力提前泄放。提出将1圈焊接改进为2圈焊接、将点焊改进为连续焊接,焊接后增加气密性及承压性能检测,以及加强削弱槽深度检测等改进措施。验证试验表明上述改进措施可有效避免起动器出现峰值压力时间超差故障。

再生粗骨料取代率及粒径对混凝土抗压性能影响试验研究

为研究单轴受压情况下再生粗骨料粒径范围、取代率对再生混凝土抗压性能的影响规律,分别以粒径范围5~10、10~20和20~31.5 mm,以及取代率分别为0%、10%、30%和50%为参量设计制作再生混凝土棱柱体试件,并对其开展单轴抗压性能试验研究。结果表明:在取代率相同时,粒径范围为5~10 mm时再生混凝土的抗压强度及峰值应变均比粒径范围为10~20、20~31.5 mm时的大;在粒径范围相同情况下,随取代率增大,再生混凝土抗压强度呈现出逐渐减小的变化趋势,而峰值应变则呈现出逐渐增大的变化趋势。根据试验数据,得出了再生混凝土抗压强度和峰值应变的函数关系式。

循环荷载作用下粉质黏土-混凝土界面强度预测研究

基于3D扫描和打印技术,制作了与混凝土灌注桩相同的界面混凝土试件,并进行了一系列粉质黏土-混凝土界面循环剪切试验。通过粉质黏土-混凝土界面循环剪切试验,揭示不同循环周期、循环幅值条件下界面强度的衰减规律。通过对循环幅值和法向压力幂函数拟合,对循环稳定后-土界面强度衰减系数进行表征,并结合黏土-混凝土界面峰值强度模型,提出粉质黏土-混凝土界面强度衰减模型。结果表明:在15次循环后,部分循环的剪切位移-剪切应力曲线近似重合;当循环幅值逐渐增大,剪切阶段与卸载阶段应力-应变曲线均呈现线性趋势,每个循环圈内加载与卸载的斜率基本保持一致,类似“平行四边形”;不同工况的循环稳定后界面剪切峰值强度折减系数D_(τ)存在相同的变化趋势,可通过循环幅值A和法向应力σ的无量纲非线性回归分析,提出循环稳定后黏土-混凝土界面剪切峰值强度折减系数D_(τ)表征方法,其拟合度较高。

加热速率对中心直裂纹巴西圆盘试样断裂行为影响规律研究

为了研究不同加热速率处理后花岗岩的断裂特性与损伤机理,对中心直裂纹巴西圆盘(CSTBD)试样在4组加热温度下分别进行4种加热速率的高温处理,冷却至室温后使用电液伺服压力机进行巴西劈裂实验,分析其静力学断裂过程。结果表明:(1)经过不同高温处理的花岗岩,从脆性破坏向延性破坏转变。(2)在同一目标温度下,经不同加热速率处理的花岗岩,峰值破坏载荷随着加热速率的增大而降低。表观颜色无明显区别,而表观裂缝逐渐增多。(3)不同加热速率下,200℃和400℃下的纵波波速和弹性模量变化较小,而600℃以上时,随着加热速率的增大,纵波波速和弹性模量显著降低。(4)花岗岩的断裂韧度随着温度升高呈现逐渐衰减特征,同一温度下花岗岩试样的I型断裂韧度值随加热速率的增大而减小,400℃下加热速率对花岗岩断裂韧度的影响最大。

人工气道患者咳嗽强度评估及应用的研究进展

咳嗽是机体的防御性神经反射,对清除呼吸道分泌物和有害因子有重要作用。人工气道患者咳嗽强度评估与气道廓清、误吸预防、机械通气脱机及气管导管拔除等结局密切相关,如何根据患者病情和临床特征进行个性化、科学的咳嗽强度评估是实施精准干预及疗效评价的基础。本文对目前国内外常见咳嗽强度评估工具的评估方式、特点及其应用现状进行综述,评估工具主要包括咳嗽呼气峰值流速、白卡试验、简化咳嗽试验、半定量咳嗽强度评分、反射性咳嗽强度分级、膈肌移动度、气囊压力变化值、腹内压变化值及胃内压变化值等,以期为人工气道患者咳嗽强度评估工具的开发和应用提供借鉴,为科学评估咳嗽强度、制订个性化干预措施提供依据。

黏土岩各向异性轴向延伸试验

黏土岩具有极低的渗透性、裂缝的自密闭潜力及高吸附性的等优点,被运用于核废料封存主基岩。为了研究层理面对黏土岩的峰值强度、破环模式及弹性模量的影响,针对各向异性的黏土岩,通过实施一系列不同层理角度试样的轴向延伸循环加卸载试验。轴向延伸试验是在恒定的平均应力下同时增加径向应力和减少轴向应力来完成。试验结果表明,黏土岩轴向峰值强度与层理面有关。在与层理平行和垂直的方向达到最大,而在钻样取芯与层理方向的夹角θ=45°方向表现最低,不同层理分布试样的强度曲线呈U形。不同角度的岩石破环准则能较好地描述黏土岩轴向峰值强度特征。黏土岩破坏模式也因层理面而异,试样破坏主要以拉伸断裂为主,而在θ=45°方向表现压缩破坏。弹性模量在不同的层理角度表现出较大差异性,垂直和平行于层理方向的弹性模量数值明显大于其他方向。

亚高温作用对钢-PE混杂纤维水泥基复合材料压缩性能的影响

为研究亚高温作用对钢-聚乙烯混杂纤维水泥基复合材料(S/PE-HFRECC)压缩性能的影响,开展了其经历亚高温冷却后的静态压缩试验。以控制纤维体积总掺量为2%并改变两种纤维掺量的方式,将钢纤维和PE纤维混杂掺入水泥基材料中,制成PE2、S0.5PE1.5、S1PE1、S1.5PE0.5和S2类型的试件。对经不同温度作用后的各纤维配比试件静态压缩试验结果进行分析,结果表明:(1)钢纤维主要发挥增强作用,PE纤维主要发挥增韧作用。(2)当试验温度在200℃及以下时,试件的静态抗压强度不会因温度的上升而有明显变化;在300℃时,各类试件的静态抗压强度均有不同程度的提升,其中S1.5PE0.5和S2试件的抗压强度最高;在400℃时,除S2试件外其他试件的抗压强度均存在下降现象。(3)各类型试件的峰值应变均随温度升高逐渐增大。当温度相同时,各类型试件的峰值应变与PE纤维的掺量呈正相关,说明PE纤维的加入能提高试件的变形能力。(4)S2试件的应力峰值前韧度随着温度的升高而升高,其他试件随着温度的升高表现为先增大后减小的趋势;S2试件在400℃时应力峰值前韧度达到最大值,其他试件则在300℃时韧度最大;当温度≯300℃时,S1.5PE0.5的试件应力峰值前韧度高于其他试件。

自密实沙漠砂贫混凝土饱水软化后的力学特征与工程应用

基于饱水软化试验,对不同配合比下自密实沙漠砂贫混凝土饱水后的力学性能及变形特征进行了试验研究,结果表明:(1)饱水软化后抗压强度降低了约30%~40%,弹性模量降低了约12%~29%,与传统的压实土相比,饱水后的强度和刚度参数依然保持在较高的水平;(2)随着水泥含量的提高,其峰值应力对应的轴向应变略有增加,说明其延性在增强;(3)用自密实沙漠砂贫混凝土对沙湖750 kV变电站地面塌陷进行了灌注浆处理,现场试验取得了成功。

异性结构面剪切特性及抗剪强度计算方法

天然结构面常存在两侧岩体岩性不一致的情况,对该类异性结构面抗剪特性进行研究有利于更全面地分析复杂地层中岩石的稳定性。首先,通过光学扫描技术获取天然结构面形貌点云数据并构建结构面网格模型;其次,将模型进行3维实体重构以浇筑多组含不同异性结构面的人工试样;然后,开展不同法向应力及剪切方向条件下的直剪试验;最后,通过有限差分仿真模拟软件FLAC3D进行数值模拟。基于JRC–JCS(joint roughness coefficient–joint wall compressive strength)结构面剪切模型,采用2维剖面法量化处理结构面粗糙度系数JRC,引入结构面组合壁面强度CJCS(combined joint wall compressive strength)及壁面强度系数比λ的概念以体现不同强度组合情况下的结构面抗剪特性差异。结果表明:数值模拟与直剪试验结果的规律性表征情况较为一致;在结构面单轴抗压强度较高或者较低一侧被确定时,强度较低侧对结构面峰值抗剪强度起主要的控制作用,强度较高侧则起到一定的增强作用,且壁面强度系数比λ对峰值抗剪强度的影响与法向应力的数值成正比。基于上述现象,利用相关函数对试验结果进行非线性曲面拟合,推导出一种表征不同岩石强度组合情况下的结构面峰值抗剪强度计算公式,并得出有效影响岩石结构面强度的强度比区间。该公式是对JRC–JCS模型的扩展且可在工程实践中广泛应用。

基于反复直剪试验的强膨胀土强度特性研究

利用ZJ型四联应变控制式直剪仪对南水北调邯郸段不同初始含水率的重塑强膨胀土进行反复直剪试验,设置初始含水率分别为15%、20%、25%、饱和4种状态,研究含水率对其抗剪强度的影响。研究结果表明:初始含水率相同时,峰值及残余强度均随竖向应力的增长而增长;竖向应力相同时,强度随含水率的增长而降低。强膨胀土的抗剪强度指标随着含水率的增长而降低,且可能存在一个含水率的临界值使强度发生明显衰减,强度指标快速降低,研究区膨胀土强度受初始含水率的影响在实际工程中应当引起重视。

玻璃纤维改良对浙西山区红黏土力学性能的影响

为了解决高液限红黏土在浙西地区工程施工中引起的路基不均匀沉降、滑坡等工程地质灾害。文中采用玻璃纤维加筋技术改良红黏土,通过直剪试验、无侧限抗压试验对不同长度、掺量的玻璃纤维红黏土力学性能进行研究,分析其力学性能指标演变规律。试验结果表明,在红黏土中掺入定量的玻璃纤维对土体的抗剪强度有明显的提升作用,可使土体的黏聚力相比于素土提高1.68~2.22倍,黏聚力随着掺量和长度的增加先增大后减小。玻璃纤维红黏土的无侧限抗压强度相比于素土提高了1.47~1.95倍,纤维土的无侧限抗压强度随掺量、长度的增加而增强。通过分析应力—应变关系曲线发现素土应力峰值出现在2.5%~3.0%之间,而纤维土应力峰值出现在3.5%~4.5%之间,说明玻璃纤维的掺入提高了土体的残余强度。改良后的纤维土体可满足路用性要求,为纤维加筋土体治理提供参考。

粉煤灰对水泥土三轴剪切峰值强度的影响性分析

针对考虑粉煤灰影响的珠三角水泥土三轴峰值剪切强度尚未得到深入研究这一问题,采用室内试验方法,对胶凝材料总掺入比、龄期、围压和粉煤灰掺入比等因素及其对三轴剪切强度之间的影响性进行分析,并揭示各因素与强度之间的影响规律。研究结果表明:试样的峰值强度均随围压逐渐增加,且呈现出相关性很好的线性相关关系。总体上试样的峰值强度随胶凝材料总掺入比逐渐增加。试样的峰值强度均随龄期逐渐增加,但并未表现出很好的线性关系。试样的峰值强度均先随粉煤灰掺入比逐渐增加,当粉煤灰掺入比超过一定程度后,峰值强度随粉煤灰掺入比有所下降。试验围压对峰值强度的影响没有明显的规律,峰值增量大部分处于0~1.5 MPa范围内。龄期也表现出类似的影响规律。试样的峰值强度增量均先随粉煤灰掺入比逐渐增加,当粉煤灰掺入比超过一定程度后,峰值强度增量随粉煤灰掺入比有所下降。研究结果可为珠三角软土区水泥土处理的设计与施工提供试验依据。

自密实沙漠砂贫混凝土的力学特征及其工程应用研究

基于室内模型试验,对不同配合比下自密实沙漠砂贫混凝土的强度和刚度参数进行了标定,结果表明:(1)自密实沙漠砂贫混凝土中水泥含量与单轴抗压强度和弹性模量近似呈线性增长关系;(2)水泥含量在11.9%~21.3%时,单轴抗压强度为1.5~7 MPa,弹性模量为120~360 MPa;(3)与普通混凝土相比,自密实沙漠砂贫混凝土峰值应力处的应变约为普通混凝土的10倍,表明其延性较好;(4)与传统压实土相比,自密实沙漠砂贫混凝土具有强度高和变形模量大的优势;(5)在适宜的水灰比下,沙漠砂贫混凝土可实现自密实,提高了施工速度和机械化水平,可用于公路快速拓宽、管廊回填、桥台台背快速回填和高边坡整体式路基等工程。

冻融循环下秸秆纤维改良土抗剪强度研究

为研究冻融作用下水稻秸秆纤维改良土的抗剪强度特性,向素土中加入不同纤维长度、掺量的水稻秸秆纤维进行抗剪强度和抗冻融作用分析,结果表明当纤维配比为长度9 mm,掺量0.6%时,改良效果最显著;经历冻融作用后,黏聚力随冻融次数增加呈指数降低趋势,在前3次冻融作用下降低明显;冻融作用使加筋土内摩擦角降低,但内摩擦角随冻融循环次数增加变化不大。结论可为纤维改良土应用到实际工程中提供理论指导。

侧向冲击下高强圆钢管动力响应及参数分析

文中对高强圆钢管在侧向冲击载荷作用下的整体和局部变形以及冲击力结果进行分析,探讨钢管在不同径厚比、冲击位置和冲击高度条件下的动力响应特性,以此研究其对钢管动力响应的影响规律。结果表明冲击高度和径厚比是影响钢管冲击力峰值和跨中变形的重要因素,冲击高度越大,冲击力峰值及跨中变形都越大,径厚比越大,冲击力峰值越小,跨中变形越大。分析结果为抗冲击结构设计和防护提供参考依据。

2型糖尿病患者峰值摄氧量与临床资料的相关性研究

目的:探究2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者峰值摄氧量与临床资料的相关性。方法:选取2019年3月—2022年3月天津市第三中心医院收治的138例T2DM患者作为研究对象,探究心肺运动试验(cardiopulmonary exercise test,CPET)检测的峰值摄氧量与临床资料的相关性。相关系数用r表示,0<|r|≤0.3提示相关性较弱,0.3<|r|≤0.7提示相关性中等,0.7<|r|≤1提示相关性较强。采用多元线性回归分析方法分析T2DM患者峰值摄氧量的独立影响因素。结果:T2DM患者的峰值摄氧量与体质量指数(BMI)、腰围、T2DM病程呈弱负相关,差异有统计学意义(r=-0.214、-0.250、-0.230,P<0.05),与男性和HDL-C呈弱正相关,差异有统计学意义(r=0.120、0.220,P<0.05),与握力/体质量呈中等强度正相关,差异有统计学意义(r=0.389,P<0.05),与左心室舒张功能障碍(LVDD)呈中等强度负相关,差异有统计学意义(r=-0.321,P<0.05)。多元线性回归分析结果显示,LVDD、腰围是T2DM患者峰值摄氧量的独立危险因素,握力/体质量、男性性别是T2DM患者峰值摄氧量的独立保护因素。结论:LVDD、腰围是T2DM患者峰值摄氧量的独立危险因素,握力/体质量、男性是T2DM患者峰值摄氧量的独立保护因素,T2DM患者握力/体质量降低会增加心肺耐力受损的发生风险。本研究提供了一种简单、方便的预测T2DM患者心肺耐力受损的方法,并为预防及治疗T2DM患者心肺耐力受损提供了理论依据。

高强灌浆料加固灌注桩桩头研究

加固的桩头承载能力对静载试验成功与否至关重要,常规做法是采用混凝土进行桩头加固,但周期较长,且有时效果不好。统计表明,用混凝土加固的试验桩桩头,压爆数量占试桩总破坏数量的20%左右,基于此采用了高强灌浆料代替混凝土进行桩头加固。设计了水泥基高强灌浆料的配合比,制作了三组试块,轴心抗压强度试验结果表明,该材料短期强度发挥较快,1、3、7 d的平均抗压强度可以达到35.3、51.5、68.5 MPa。大量现场试验证明该材料加固混凝土试验桩在技术上是可行的,且具有很大的时间优势。针对不同承载力灌注桩,给出了桩头加固形式和龄期的建议。