土工合成材料在加—卸循环荷载作用下的应力—应变特性研究
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循环加卸载下岩石类材料不同应变速率的力学特征研究摘要:本论文对岩石类材料的单轴试验进行研究,利用深部软岩非线性力学试验系统进行了不同岩性和相同试验条件的室内试验。
对花岗岩、砂岩、石膏及纤维石膏四种材料的试件进行单轴低应力水平的三种加载速率下的加载和卸载试验,进行两个应力水平下保载,控制应变(应力)不变,观察应力(应变)的变化。
为工程实际应用提供一定的理论依据。
关键词:单轴载荷,加载速率,破坏特征1概述岩体类工程在施工的过程中,岩石经常会处于循环荷载的作用下,如地下交通隧道掘进、水利工程水位变动、露天矿加固等,因此在工程作业时,岩石的周期性加载和卸载时有发生,因此岩石在循环载荷条件下的力学状态便成为了岩土工程稳定发展的重要因素之一。
岩石结构和构造等方面的差异,这些特征差异会引起岩石的力学参数的变化,对人类的生产和生活产生重大影响。
岩石强度和变形特征与形成的历史背景和处在应力场状况有紧密的联系,因此,研究岩样的变形和强度等性质具有一定的工程生产指导意义。
本论文以花岗岩和石膏、纤维石膏为研究对象,通过单轴压缩实验,研究岩石类材料在不同加载速率循环条件下的应力应变曲线等特征。
2试验前的准备2.1实验设备该实验采用的实验设备是深部岩土力学和地下工程国家重点实验室的“2000kN 岩石三轴试验机”,该设备是采用电伺服技术、电子传感器技术和计算机控制和处理技术开发的新一代岩石三轴试验系统,由主机(轴向加载装置)、电液伺服加载系统、电气伺服围压加载装置、测量控制系统、计算机控制和数据处理系统组成。
试验软件在WINDOWS 7/XP中文环境下工作,具有强大的数据处理功能,试验条件和试验结果自动存盘。
该系统具有多种基本波形信号,用户根据需要可设定包含有加载、保载、卸载环节的多种程序波形(三角波/正弦波/矩形波),加卸载和保载时间设置范围0~30小时。
2.2实验方案采用力或位移控制方式,对花岗岩试件进行了三组不同速率的加卸载实验,每一组循环加卸载过程中速率保持不变,每一组循环均在三个应力水平下(12.5 MPa、25 MPa、50 MPa)保载,时间约60s,三组循环加卸载速率分别为0.32kN/s、0.64kN/s、1.28kN/s,2.3实验步骤(1)制作Φ50×100mm的圆柱形花岗岩、石膏样品。
Science and Technology & Innovation |科技与创新2024年 第03期DOI :10.15913/ki.kjycx.2024.03.001考虑时间效应的加筋土挡墙筋材内力解析法与数值法*汪 磊1,2,熊勇军1,黄 琪3,朱道佩1(1.江西理工大学土木与测绘工程学院(南昌),江西 南昌 330013;2.江西理工大学江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室,江西 赣州 341000;3.江西省科学院,江西 南昌 330096)摘 要:土工合成材料是一种非线性的弹塑性材料,其长期刚度受到加载时间、应变、环境温度等因素的影响。
基于非线性弹性理论,推导了估算工作应力状态下竖直加筋土挡墙潜在破坏面筋材拉力的全量计算方法。
并在此基础上以竖直土工合成材料加筋土挡墙为研究对象,结合土工合成材料长期蠕变刚度的表达式,提出了考虑时间效应时估算直立加筋土挡墙筋材内力的解析法表达式。
另外还提出一种模拟筋材刚度随时间变化的数值法,将数值法与解析法筋材拉力进行对比分析,能看出两者均能反映筋材最大拉力随工作年限增长逐渐降低,且两者具有较好的一致性。
关键词:加筋土挡墙;土工合成材料;筋材拉力;解析法中图分类号:TU41 文献标志码:A 文章编号:2095-6835(2024)03-0001-04——————————————————————————*[基金项目]江西省教育厅科学技术研究项目(编号:GJJ200865);高层次人才科研启动项目(编号:jxncbs19002)加筋土挡墙的加筋材料分为金属筋材与非金属筋材。
非金属筋材主要为土工合成材料,由于土工合成材料具有筋材轻质高强、抗震耐久、低碳环保等优点,已被广泛应用于现代加筋土工程中。
土工合成材料是一种非线性的弹塑性材料,大量试验研究表明,土工合成材料的筋材刚度受到加载时间、应变、环境温度等因素的影响[1-5],并有学者结合试验数据对筋材刚度与影响因素之间的关系进行了公式拟合[6-7]。
研究材料的应变应力特性与其应用材料的应变应力特性是材料科学中一个非常重要的研究方向,它对于材料的应用性能以及工程设计具有重要的影响。
应变应力特性是指材料在受到外力作用下的变形和应力响应的关系,通过研究材料的应变应力特性,可以深入了解材料的力学性能,为材料的应用提供理论依据和指导。
一、材料的应变应力特性材料的应变应力特性是指材料在外力作用下的变形和应力响应的关系。
一般来说,材料的应变应力特性可以通过应力-应变曲线来描述。
应力-应变曲线是指在外力作用下,材料的应力和应变之间的关系曲线。
根据应变应力曲线的形状,可以判断材料的力学性能和变形行为。
材料的应变应力特性与材料的组织结构、化学成分以及制备工艺等因素密切相关。
不同的材料具有不同的应变应力特性,例如金属材料、陶瓷材料和聚合物材料等。
金属材料通常具有良好的塑性和韧性,其应变应力曲线呈现出明显的屈服点和断裂点。
陶瓷材料则具有较高的强度和硬度,其应变应力曲线呈现出线性或非线性的特点。
聚合物材料的应变应力曲线通常呈现出较大的非线性变化,其力学性能受到温度和应变速率等因素的影响较大。
二、材料的应变应力特性与应用材料的应变应力特性对于材料的应用具有重要的影响。
首先,通过研究材料的应变应力特性,可以评估材料的力学性能和变形行为,为材料的选用和设计提供依据。
例如,在工程设计中,需要选择具有合适应变应力特性的材料,以满足工程结构的强度和刚度要求。
其次,材料的应变应力特性对于材料的加工和成形具有指导作用。
通过了解材料的应变应力特性,可以选择合适的成形工艺和参数,以实现材料的预期变形效果。
此外,材料的应变应力特性还对于材料的耐久性和寿命具有重要影响。
例如,在材料的疲劳寿命研究中,需要考虑材料的应变应力特性对疲劳损伤的影响,以预测材料的寿命。
三、材料的应变应力特性研究方法研究材料的应变应力特性通常需要使用一系列实验方法和测试技术。
常见的方法包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验和扭转试验等。
应力控制疲劳载荷作用下循环硬化的应变响应(精选文档)(文档可以直接使用,也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载)第22卷第11期岩石力学与工程学报 22(11:1807~18102003年11月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov . ,20032003年3月3日收到初稿,2003年6月19日收到修改稿。
* 地震科学联合基金、教育部高等院校博士学科点专项科研基金(10003联合资助项目。
作者席道瑛简介:女,1940年生,现任教授、博士生导师,主要从事岩石物理及本构模型方面的教学和科研工作。
Email :xdy@ 。
应力控制疲劳载荷作用下循环硬化的应变响应*席道瑛刘小燕张程远(中国科学技术大学地球及空间科学系第三世界科学院地球科学及天文学高级研究中心合肥 230026摘要南京砂岩、合肥砂岩在频率为0.5~25 Hz的循环加载实验中取得了滞回曲线,其非稳定部分主要由加工硬化阶段产生的微损伤引起,且滞回曲线随频率的增高朝稳定滞回圈发展,随循环数增加,滞回圈由稀变密,滞回圈面积减小。
从3方面阐明了循环加载的应变硬化和软化响应:在恒应力控制下轴向应变幅值减小,应变振幅随应力振幅的增大逐渐增大,随应变振幅的增大其模量减小。
关键词岩石力学,非线性滞回圈,微细观损伤,应变硬化分类号 O 347.1,TD 315 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(200311-1807-04 STRAIN RESPONSE OF CYCLIC HARDENING UNDER FATIGUELOADING ON SATURATED ROCKXi Daoying,Liu Xiaoyan,Zhang Chengyuan(Department of Earth and Space Science,University of Science and Technology of China;Advanced Center for Earth Science andAstronomy ,USTC ,Third World Academy of Science, Hefei 230026 ChinaAbstract Through the cyclic loading (0.5~25 Hz experiment on Nanjing and Hefei sandstone,it is found that the unstable behavior of hysteresis is mainly caused by micro-damages growing in processing-hardening period. It is observed that hysteresis loops become small and stable as frequency or cyclic number increasing. The effects of strain hardening and softening are suggested on the basis of strain-amplitude decreasing under constant stress,strain-amplitude increasing with stress-amplitude increasing,and modulus decreasing with strain-amplitude increasing.Key words rock mechanics ,nonlinear hysteresis loop,microscopic damage,strain hardening1 前言岩石是一种或多种矿物的集合体,有很强的非线性弹性行为,而且呈现滞回特性,文[1]将这种由不同成份组成的非均匀材料的模型的宏观弹性性质与许多细观的滞回弹性单元联系起来,再利用这种细观的模型单元,采用统计学的方法导出材料的动态力学性质以及准静态下的力学行为,并将它的准动态特性与波的传播联系起来。
2022年-2023年二级建造师之二建市政工程实务通关题库(附带答案)单选题(共30题)1、当建设项目只有一个单项工程时,应采用()。
A.一级预算编制形式B.二级预算编制形式C.三级预算编制形式D.四级预算编制形式【答案】 B2、根据《混凝土外加剂应用技术规范》有关规定,低温施工时,终凝时间不得大于( )h。
A.10B.12C.13D.15【答案】 A3、为排除燃气管道中的冷凝水和石油伴生气管道中的轻质油,管道敷设时应有一定坡度,以便在最低处设()。
A.阀门B.排水器C.放散管D.补偿器【答案】 B4、下列关于双侧壁导坑法特点的描述错误的是()。
A.分块多,扰动小B.初次支护全断面闭合的时间长C.施工较为安全,但速度较慢D.成本较高【答案】 A5、生活垃圾填埋工程中,泥质防水层施工技术的核心是()。
A.选择最佳配合比B.拌合均匀C.控制含水量及压实度D.掺加膨润土的拌合土层【答案】 D6、现代城市污水处理技术,按照处理程度可分()。
A.一级和二级处理B.普通处理及特殊处理C.一级、二级和三级处理D.排放处理和回用处理【答案】 C7、给水排水混凝土构筑物防渗漏构造配筋设计时,尽可能选用()。
A.大直径,大间距B.大直径,小间距C.小直径,大间距D.小直径,小间距【答案】 D8、先张法预应力施工中,放张预应力筋时应()地放张。
A.分阶段、对称、交错B.分阶段、顺序C.一次性、对称、交错D.一次性、顺序【答案】 A9、预应力混凝土不得使用()。
A.硅酸盐水泥B.普通硅酸盐水泥C.矿渣硅酸盐水泥D.粉煤灰硅酸盐水泥【答案】 D10、污水三级处理是在一级、二级处理之后,进一步处理可导致水体富营养化的()可溶性无机物。
A.钠、碘B.钙、镁C.铁、锰D.氮、磷【答案】 D11、大体积混凝土质量控制措施不包括()。
A.优化混凝土配合比B.分层浇筑C.选用水化热较高的水泥D.控制入模温度【答案】 C12、浇埋暗挖法中,适用于小跨度,连续使用可扩成大跨度的是()。
土工合成材料加筋土动力特性研究现状及展望作者:徐振华霍兵兵郑海艳潘越来源:《建材发展导向》2014年第01期摘要:从试验和数值分析方法两个方面阐述了目前土工合成材料加筋土动力特性的研究现状及其在在的问题。
并提出今后要从减小尺寸效应,建立贴近实际的动本构模型入手,研究出更具有参考性的动力参数,使其在工程结构设计应用中更合理。
关键词:加筋土;动力特性;试验研究;数值研究土工合成材料加筋土技术已广泛地应用于工程建设中。
早期人们是将天然植物如稻壳、茅草等掺入土体中来改善土体的整体稳定性,但并无理论基础。
后来法国工程师Vidal提出了加筋土概念及其设计理论,从而为加筋土技术研究奠定了基础。
土工合成材料加筋土技术的应用提高了加筋结构的力学性能。
研究在动荷载作用下加筋结构的动力特性已至关重要,这是因为加筋土的动力特性指标在加筋土工程结构设计中至关重要,直接影响了加筋土结构的安全稳定性。
1 加筋土动力特性概述加筋土结构的应用已引起国内外岩土工程界人士的极大关注,随着加筋土技术应用领域的拓宽,对加筋土技术进行动力方面的研究已成为一个不可回避的重要课题。
加筋土的动力特性研究思路大多是以试验为基础,研究土的动应变、阻尼比、动强度与振动孔压等特性。
目前还出现了用数值模拟来研究加筋土动力特性的方法,这种方法的可使用性已得到研究人员的证实。
大量的研究数据表明土工合成材料加筋土的动力特性与动荷载、频率、振动周次及筋材物理性质密切相关。
2 加筋土动力特性研究现状2.1 加筋土动力特性试验研究纵观各大文献,加筋土的动力特性试验有动三轴试验、共振柱试验、动扭剪试验、动直剪试验以及动单剪试验等。
其中,动三轴试验和共振柱试验是目前研究土工合成材料加筋土动力特性最常见的方式。
2.1.1 动三轴试验研究。
动三轴试验能较好的模拟加筋土的实际受力状态,至今已有许多学者采用动三轴试验研究了加筋土的动力特性,为工程结构设计提供了依据。
谢婉丽等通过对不同加筋层数的黄土试样进行了不同动应力和不同围压作用下的动三轴试验,发现在动荷载作用下对土体加筋可以约束其侧向变形,使土体的抗震性能得到增强,并且随着动应力和围压的增大,加筋土体的轴向累积动应变越大。