平整机组暗纹缺陷形成机理

针对国内某双机架平整机组生产过程中带钢出现的暗纹缺陷,分析了暗纹缺陷的宏观形貌,推断出暗纹形成的原因为平整轧制过程中金属流动受阻,并对比机组在湿平整改造之后的暗纹缺陷消失情况,进一步证实了推断的准确性。首先,通过平整过程中带钢的整体受力情况分析,确定了影响暗纹生成的主要作用力为平整轧制力和带钢与工作辊的摩擦力。针对平整过程中辊系和带钢的受力与变形情况,分别建立了辊系弹性变形模型、带钢出口厚度模型和金属塑性变形模型,进一步确定了通过联立模型求解轧制力沿带钢横向分布的计算方法,根据平整过程中轧制力计算模型给出了摩擦系数的反算方法。在此基础上,采取半无限平面假设分析带钢暗纹的受力模型,并考虑带钢平整过程中受到的垂直集中力和水平集中力,给出了暗纹判定标准并命名为暗纹指数。最后,选取典型规格生产带钢的生产工艺进行计算,确定了不同取样厚度下的暗纹指数,分析了取样厚度与暗纹缺陷发生的关系。

基于光纤光栅传感技术的静压沉桩贯入特性及影响因素研究

针对黏性土中静压沉桩贯入特性方面的研究相对较少的状况,基于光纤光栅(fiber bragg grating,简称FBG)传感技术,考虑开口、闭口不同桩端形式和不同桩径,研究了静压沉桩过程中沉桩阻力、桩身轴力以及桩身单位侧摩阻力的变化规律。通过静压沉桩模型试验,分析了桩端形式、桩径、沉桩深度等因素对沉桩阻力、桩身轴力及桩身单位侧摩阻力的影响规律。研究结果表明:FBG传感技术对黏性土中静压沉桩阻力的测试性能优越,能够准确体现静压管桩的贯入特性。沉桩结束时开口和闭口试桩的桩端阻力分别约占沉桩阻力的66.7%、59.5%。沉桩过程不可忽略开口土塞效应和桩径对沉桩阻力的影响。桩身轴力的分布形式不会因桩端形式而发生改变。桩径140 mm试桩的桩身轴力传递性能优于桩径100 mm试桩,两试桩桩身轴力递减率分别为40.8%、34.2%。开口试桩内管和外管桩身单位侧摩阻力最大值分别为1.67、4.83 kPa,均小于闭口试桩。贯入深度为90 cm时桩身单位侧摩阻力最大值随着桩径增加而增大,同一深度桩径越大桩身单位侧摩阻力"侧阻退化"越明显。入土深度为30 cm时两不同桩径桩身单位侧摩阻力减幅相差0.93 kPa。确定静压贯入沉桩阻力时考虑基于黏性土的侧阻退化后实际值更为合理。

黏性土中静压沉桩贯入力学机制室内试验研究

对于静压开口管桩,其沉桩过程中桩身受力复杂,尤其是桩身内侧由于土塞效应产生的土塞阻力,对桩侧阻力有着显著影响。因此,对静压沉桩的力学机制展开全面试验研究,将开口管桩桩侧阻力分离进行研究,对静压桩施工和承载力的确定都具有重要意义。针对均质黏性土地层,通过室内模型试验对静压沉桩贯入力学机制进行研究,讨论了桩端形式对于其贯入力学机制的影响特征。通过研发双壁开口模型管桩,联合使用增敏微型光纤光栅应变传感器和双膜片温度自补偿型光纤光栅土压力传感器,分离沉桩阻力中的土塞阻力,获得开口管桩贯入过程中内管桩身轴力、桩内侧摩阻力的变化规律。结果表明:不同桩端形式不仅关系到桩端阻力的发挥,且对桩侧摩阻力亦产生显著影响;随深度的增加,闭口桩桩身轴力不断减小,开口桩距离桩底远的桩身轴力递减的速率逐渐增大,接近桩顶处轴力基本为0;桩身单位侧摩阻力随深度持续增加,开口桩外管桩身单位侧摩阻力发挥程度小于闭口桩;在同一深度处,随着贯入深度的增加,桩身单位侧摩阻力不断减小,即侧阻退化现象,且随着贯入深度的增加,该位置处桩身单位侧摩阻力减小的越大,这与已有的关于静压沉桩贯入力学特性研究结论一致。研究成果可为黏性土中静压桩施工设计提供一定的借鉴与参考。

管桩静压侧摩阻力及桩土界面滑动摩擦机制研究

为了探究静压沉桩力学机制,开展了饱和黏性土中静压沉桩的室内模型试验,获得了静压沉桩过程中不同壁厚、桩端形式及桩径下桩侧阻力和桩身单位侧摩阻力的变化规律.同时,结合摩擦学中的黏着-犁沟理论,分析了静压沉桩过程中桩侧阻力和桩身单位侧摩阻力的的变化机制.通过室内模型试验和理论分析表明:随着贯入深度的增加,桩侧阻力逐渐增大,且桩侧阻力均随着壁厚和桩径的增加而增大,但开口桩桩侧阻力小于闭口桩;开口管桩沉桩过程中形成的土塞,对外管和内管单位侧摩阻力产生显著影响,开口桩外管单位侧摩阻力小于闭口桩,开口桩外管和内管单位侧摩阻力均随着壁厚的增加而增大;闭口桩桩径越大桩身单位侧摩阻力越大;在同一深度处,随着贯入深度的增加,桩身单位侧摩阻力不断减小,即"侧阻退化"现象.黏着-犁沟理论分析了沉桩引起的桩侧阻力和桩身单位侧摩阻力模型试验结果,揭示了饱和黏性土中静压沉桩的力学机制.