成都裂隙性黏土流变特性试验

以成都裂隙性黏土为对象,进行一系列室内试验,探讨了成都裂隙性黏土的流变特性。通过三轴固结不排水蠕变试验,得到不同围压下各级偏应力水平的全过程蠕变曲线和应力—应变等时曲线,对试验结果做了讨论,并建立了蠕变方程。其中应变—时间关系采用伯格斯模型,应力—应变关系采用指数函数的蠕变方程,拟和曲线与试验曲线很好的吻合,较好地表达了土体的应力—应变—时间关系。     

成都黏土蠕变试验及其蠕变模型研究

以成都黏土为研究对象,通过三轴固结不排水蠕变试验,得到了不同围压下各级偏应力水平的全过程蠕变曲线和应力-应变等时曲线,探讨了成都黏土的流变特性,并建立了蠕变模型。     

低应力水平下时间效应对岩石蠕变模型参数的影响

在岩石蠕变实验数据基础上,通过拟合分析,得到了蠕变模型的相关参数。通过对比理论计算数据与实验数据,结果发现:不考虑参数受时间尺度的影响将引起较大的误差,对于蠕变模型来说,其参数不是常数,而是随时间变化的量,时间尺度对模型参数影响较为明显;如考虑参数的时间相关性,建立非定常参数的蠕变模型方程,将比定常蠕变模型更能准确地反映岩石的蠕变变形特征。     

建筑垃圾粉土对水泥砂浆性能影响的研究

本研究采用正交试验法,开展建筑废弃物的再利用和绿色环保新材料的研发。试验中,将建筑垃圾破碎过筛筛选出细度小于75μm的粉土掺入水泥砂浆,探讨掺量对其抗压强度和流度值的影响。结果表明,水灰比和粉土掺量都会影响水泥砂浆流度值和抗压强度。建筑垃圾粉土掺量相同时,水泥砂浆的流度值随水灰比的增加而增大;水灰比相同时,水泥砂浆的抗压强度随建筑垃圾粉土掺量增加而降低;当建筑垃圾粉土掺量相同时,水泥砂浆的最佳水灰比在0.5~0.6取值。     

交通荷载下黏土改良尾矿砂动力非线性特性试验研究

为了研究交通荷载作用下黏土改良尾矿砂的动力特性,对尾矿砂和改良尾矿砂开展了一系列分级加载动三轴试验,分析了不同频率、围压和黏土掺量对改良尾矿砂动应力应变骨干曲线、动弹性模量和阻尼比的影响。结果表明：改良尾矿砂的骨干曲线呈非线性特征,随频率和围压的增加向上偏移,随黏土掺量的增加呈先升后降趋势;动弹性模量随频率和围压的增大而增大,随黏土掺量的增加先增大后减小;最大动弹性模量随频率和围压的增大近似线性增大,随黏土掺量的增加在掺量为30%时出现峰值;阻尼比随频率和围压的增大而减小,随黏土掺量的增加先减小后增大;黏土对尾矿砂的改良效果显著,最佳掺量为30%左右。     

冻结粉土的动蠕变强度

根据不同振幅动荷载的三组蠕变试验结果,比较了冻结粉土在不同动荷载作用下的蠕变变形和动蠕变强度特征,发现,当动荷载振动幅值不同时,动蠕变曲线变化规律以及动蠕变强度特征变化规律都相似,但数值上有较大差别;在相同静荷载基础上叠加不同振幅动荷载时,在整个蠕变过程中,振幅越大,变形越大。而对于卸载到零的动荷载试验来说,初始蠕变阶段和稳定蠕变阶段的变形较小,但由于蠕变速率很大,变形迅速增加,很快进入渐进流阶段,随后变形变得很大;冻土的动蠕变强度随时间有规律地衰减;动荷载的振幅越大,破坏时间越短,土体越容易发生破坏。     

孔隙水压力作用下岩石蠕变及损伤特性实验

采用RLW-2000M煤岩流变仪,以细粒砂岩为研究对象,进行孔隙水压力作用下岩石三轴压缩蠕变试验,并研究其蠕变及损伤特性,重点分析不同轴向应力时蠕变条件下岩石的体应变(应变速率)和等效孔隙体积(体积速率)演化曲线,同时对其孔隙率的损伤变量演化规律进行分析.试验结果表明:利用孔压水体积揭示了蠕变过程孔隙率演化规律且符合蠕变三阶段规律;利用Rabotnov模型蠕变损伤演化方程的损伤变量,对比宏观标量(蠕变时间)和细观标量(孔隙率)的损伤变量演化规律,克服传统的蠕变损伤定量分析的缺陷,弥补传统蠕变试验研究的不足.     

渗流水压力分级加载岩石蠕变模型

采用RLW-2000M微机控制煤岩流变仪,以细粒砂岩为研究对象,对三轴压缩条件下岩石孔隙水压力分级加载蠕变试验进行了蠕变特性及模型研究.重点分析了孔隙水压力分级加载时蠕变条件下岩石的应变、渗流体积演化曲线,同时对不同渗流水压力分级加载条件下的岩石蠕变演化曲线进行了模型分析和对比.试验结果表明,逐级加载孔隙水压作用下细粒砂岩的蠕变曲线符合蠕变演化三阶段特征;利用西原体模型进行理论与实验蠕变曲线对比,蠕变方程曲线与实验曲线的演化规律吻合.     

PdSi合金与金属Cr膜压痕蠕变研究

蠕变变形是薄膜和微机电系统应用中普遍存在的可靠性问题,因此有必要考察薄膜材料和小体积材料的蠕变行为。采用深度敏感纳米压痕方法对单晶PdSi合金和金属Ni基体上沉积Cr膜进行了室温压痕蠕变研究,分析蠕变应力指数和蠕变机制。结果表明:随硬度减小,蠕变深度增大,在不同应变率下计算得出应力指数PdSi合金在26.3~47.1之间;金属Cr膜在4.1~22.5之间。蠕变变形机制是位错的滑动和攀移,在高应变率下保载阶段瞬时影响更显著。     

基于三轴循环的纤维加筋路基土的变形特性

利用DSZ-2型动三轴对固定纤维及石灰掺量的纤维加筋石灰土开展了循环加载试验,以探究其在交通循环荷载作用下的累积变形特性,重点分析了纤维加筋石灰土累积塑性应变随循环动应力水平以及循环次数的发展规律。试验结果表明纤维加筋石灰土的累积塑性应变在不同动应力幅值下均随着循环次数的增加近似呈指数规律增长。基于试验结果并结合指数函数建立了可以同时考虑循环动应力和循环次数的纤维加筋石灰土应变累积模型。     

海相沉积结构性软土一维大应变固结分析（英文）

目的:天然沉积的结构性软土分布广泛,但能考虑结构性影响的大应变固结理论鲜有报道。本文考虑结构屈服压力随初始有效应力的变化及土体结构性对压缩与渗透特性的影响,建立结构性软土的大应变固结模型。研究结构性及初始有效应力对大应变固结性状的影响,并探讨结构性软土大、小应变固结性状的差异,以提高软土固结计算的精准度。创新点:1.建立考虑天然沉积软土结构性影响的一维大应变固结模型,且该模型能考虑结构屈服压力随初始有效应力的变化;2.分析天然结构性软土大、小应变固结性状的差异,为实际工程中的软土固结计算提供理论依据。方法:1.总结结构性软土对压缩和渗透特性的影响及结构屈服压力与初始有效应力间的关系;2.通过理论推导,构建考虑结构性影响的软体一维大应变固结模型(公式(15)和(16));3.通过对模型进行数值求解,分析软土结构性对大应变固结性状的影响,以及考虑结构性影响的大、小应变固结性状的差异。结论:1.大应变假定下结构性软土中超静孔压的消散速率要比小应变假定下快,且这种差异随着土层应变增大而增大;当应变值超过15%时必须采用大应变假定。2.如果土层的初始有效应力计算方法相同,则大、小应变不同假定下土层的最终沉降值是相同的。3.相同几何假定下,初始有效应力计算方法对超静孔压消散速率几乎无影响,但对沉降变形影响明显。4.大、小应变假定下固结性状间的差异随结构屈服压力的增大而减小。     

一种基于蠕变应变弛豫的S30408深冷容器应变强化保载时间预测方法（英文）

目的:奥氏体不锈钢(ASS)在深冷压力容器中应用广泛。ASS较高的应变硬化特性有助于其产生应变强化。在应变强化过程中,保载时间是影响材料最终变形量的关键参数。基于室温蠕变应变弛豫理论,本文旨在提出一种S30408深冷压力容器应变强化过程中的保载时间预测方法。创新点:1.根据室温蠕变应变弛豫理论,保载过程即为材料在室温蠕变中应变速率逐渐减缓、材料结构逐渐稳定的过程;本文据此获得了保载时间的计算模型。2.结合材料试验与容器试验,将计算模型中涉及的多个微观变量转换为唯一宏观变量——圆柱壳上的最大环向应力,可为常规工业生产提供定量的、具有实际可操作性的技术支持。方法:1.根据室温蠕变应变弛豫理论,建立蠕变本构关系,得出保载时间计算模型。2.通过材料试验,考虑实际生产中的特定条件,将保载时间计算模型的多个微观变量简化为唯一宏观变量。3.通过在多个工业规模的容器上进行实验,比较验证所提计算方法的可靠性。结论:1.室温蠕变应变弛豫理论可以用于描述应变强化保载过程中的材料变化。2.容器保载时长,即材料应变弛豫时长,与其所承受的最大应力有关。3.所提出的保载时间计算方法可以为容器保载时间提供可靠预测;其平均绝对误差为7.53%,且绝大部分情况下偏于保守。     

正常固结饱和粘性土孔隙水压力性状分析

通过正常固结饱和粘性土的三轴固结不排水试验,分析了在正常固结饱和粘性土在三轴固结不排水应力路径下考虑土应力应变非线性的孔隙水压力方程,根据有效应力路径唯一性原理,推导出适用于其他应力路径下正常固结饱和粘性土的孔隙水压力方程,并通过一个工程实例验证方程的工程实用性。     

煤气化渣改良黄土的力学特性试验分析

为解决煤气化渣存量逐年增多且利用率低与黄土地区路基填料缺乏的双重难题,提出用煤气化渣改良黄土作为路基填料,改良土的力学性能直接决定其是否适用。通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、固结试验、黄土湿陷试验,分析和研究不同煤气化粗渣掺量和不同养护龄期下煤气化粗渣改良黄土的力学特性。结果表明：当煤气化粗渣掺量为6%且养护龄期为28 d时,黄土的无侧限抗压强度由364 kPa提高到568 kPa,增长了56%,黄土的黏聚力由42.1 kPa提高至81.8 kPa,增长了94.3%;煤气化粗渣掺量为6%时,黄土的压缩系数由0.33 MPa^-1降为0.11 MPa^-1,降低率达66.7%;煤气化粗渣改良黄土的湿陷系数随煤气化粗渣掺量的增加先降低后逐渐升高,当掺量为6%时,黄土的湿陷系数由0.035降低到0.016,降低率为55%。即在煤气化粗渣掺量为6%且养护龄期为28 d的条件下,煤气化粗渣改良黄土的无侧限抗压强度和抗剪强度得到显著提高,煤气化粗渣改良黄土的压缩系数和湿陷系数则显著降低。     

双掺陶粒混凝土强度试验研究

以粉煤灰与硅粉替代水泥的总替代量、龄期和水胶比为变化参数,完成了不同龄期不同双掺掺量和不同水胶比下陶粒混凝土的单轴抗压强度试验,分析了双掺掺量、水胶比和龄期对陶粒混凝土的抗压强度的影响。试验表明,在同一龄期下,水胶比为0.30时强度最大,随着龄期的增长,混凝土试块的抗压强度也随之增加;不同龄期下,水胶比为0.28和0.30且粉煤灰与硅粉掺量比为3∶4时抗压强度最大;对陶粒混凝土的应力-应变曲线进行拟合,拟合结果与试验结果基本一致。     

一个修正的蠕变系数及其在软黏土黏塑性模拟中的应用(英文)

研究目的:提出一个更优的描述黏土非线性蠕变的方法。创新要点:1.提出了一个修正的蠕变系数,该系数与土体的密度相关,物理意义明确;2.将修正的蠕变系数嵌入到新开发的一个黏塑性模型中,实现了基于ABAQUS的本构二次开发;3.为工程实例的计算提供更为有效的模型。研究方法:1.总结广泛的调查土体蠕变试验结果,提出修正的蠕变系数(图3);2.给出修正的蠕变系数表示方法以及力学特性(图4);3.将所提系数嵌入到有限元程序中,验证了其准确性(图5)。重要结论:1.修正的蠕变系数可以很好地描述软黏土蠕变系数随孔隙比变化的规律;2.通过工程案例证实了修正系数的优越性。     

火电厂耐热钢的非线性局部化蠕变损伤研究

针对火电厂中蒸汽管道与汽包一类承压部件常用耐热钢材 ,在经历长时间高温高压作用后 ,处于蠕应变Ⅲ阶段过程时 ,发生非线性局部化 (大变形 )蠕变损伤问题 ,给出损伤本构描述 ,提出非线性局部化蠕变损伤本构模型及其数值变分原理与有限元离散化形式 ,从而形成另一种弹塑性蠕变损伤理论与数值变分新方法     

火电厂耐热钢的弹塑性蠕变损伤本构模型研究

针对火电厂蒸汽管道与汽包一类承压部件常用耐热钢材 ,由于长时间承受高温高压作用 ,处于蠕应变Ⅱ阶段过程中 ,发生弹塑性蠕变损伤问题 ,给出完整的损伤本构描述 ,建立起弹塑性蠕变损伤本构模型及其数值变分原理与有限元离散化形式 ,从而形成完整的数值变分新方法     

NaCl溶液改良膨胀土动力特性试验

为研究改良膨胀土在循环荷载作用下的力学特性,以陕南膨胀土为研究对象,基于GDS动三轴试验,得到了不同条件下土体的骨干曲线和动阻尼比、动弹性模量、动强度的演化规律曲线,并分析了膨胀土动力学参数随应变、围压和NaCl溶液浓度的变化规律。结果表明：随着动应变(ε_d)的增加,骨干曲线经过弹性、弱弹性和塑性3个阶段。动弹性模量曲线先急速下降、后缓慢减小并趋于平稳状态。动阻尼比曲线呈现3个阶段,ε_d<0.1%,增长速率较快;0.1%≤ε_d≤1.5%,增速逐渐减小;ε_d>1.5%,曲线趋于平缓。随着围压和NaCl溶液浓度的增大,骨干曲线呈现不同程度的上升,动弹性模量和动强度均增大,动阻尼比减小;改良膨胀土动应变与动弹性模量关系可用Hardin-Drnevich修正线性模型描述;改良土动黏聚力随NaCl溶液浓度的增加不断变大,而浓度对动内摩擦角的影响较小。比较了改良前后膨胀土动变形和动强度特性参数,结果表明：经NaCl溶液改良后膨胀土的动力特性得到显著提高;1.0 mol/L NaCl溶液改良效果最为明...     

一种基于瞬时蠕变效应的棘轮行为研究

针对316L不锈钢进行了大量的单轴棘轮和蠕变试验,建立了描述该材料单轴短时蠕变演化模型。根据已有的棘轮效应研究结论,该材料的蠕变变形的多项特征与棘轮变形规律一致。提出了棘轮效应和蠕变变形机理一致的假设,认为棘轮变形实质上是材料在应力循环中的瞬时蠕变变形累积所致,在此基础上进一步推导出一套棘轮变形的蠕变算法以计算材料的棘轮变形,取得了较好的预测结果,证实该假设在一定条件下成立。