轴向应力-轴向位移关系曲线

高等土力学部分学问总结第七章土的固结理论1.固结：所谓固结，就是在荷载作用下，土体孔隙中水体渐渐排解，土体收缩的过程。

更准确地说，固结就是土体超静孔隙水应力渐渐消散，有效应力渐渐增加，土体压缩的过程。

（超静孔压渐渐转化为有效应力的过程）2.流变：所谓流变，就是在土体骨架应力不变的状况下，土体随时间发生变形的过程。

次固结：孔隙压力完全消散后，有效应力随时间不再增加的状况下，随时间进展的压缩。

3.一维固结理论假定：一维（土层只有竖向压缩变形，没有侧向膨胀，渗流也只有竖向）；饱和土，水土二相；土体匀称，土颗粒和水的压缩忽视不计，压缩系数为常数，仅考虑土体孔隙的压缩；孔隙水渗透流淌符合达西定律，并且渗透系数K为常数；外荷载为均布连续荷载，并且一次施加。

固结微分方程：u为孔隙水压力，t时间，z深度渗透系数越大，固结系数越大，固结越快；压缩系数越大，土体越难压缩，固结系数就小。

土的固结系数，与土的渗透系数K成正比和压缩系数成反比。

初始条件：t=0，;边界条件：透水面u=0不透水面4.固结度：为了定量地说明固结的程度或孔压消散的程度，提出了固结度的概念。

任意时刻任意深度的固结度定义为当前有效应力和总应力之比U=平均固结度：当前土层深度内平均的有效应力和平均的总应力之比。

固结度U是时间因数Tv的单值函数。

5.太沙基三维固结理论依据土体的连续性，从单元体中流出的水量应当等于土体的压缩量由达西定律：若土的各个方向的渗透系数相同，取将达西定律公式代入连续方程：太沙基三维固结理论假设三向总应力和不随时间变化即：即6.轴对称问题固结方程砂井排水引起的土中固结，在一个单井范围内可以看成轴对称的三维问题，包含竖向和径向两个方向水的流淌。

依据纽曼卡里罗定理：多向渗流时孔隙压力比等于各单向渗流时孔隙压力比的乘积。

则可以分解为两个式子，7.Biot固结理论假设：均质/饱和/线弹性/微小变形/土颗粒和水不行压缩/渗流满意达西定律方程建立：1.单元体的平衡微分方程2.有效应力原理，总应力为孔隙水应力和有效应力之和，而孔隙水不能担当剪应力 3.本构方程（线弹性），也可以考虑弹塑性矩阵[D]，将应力和应变联系起来 4.几何方程，将应变和位移联系起来，最终代入得到位移和孔压表示的平衡微分方程（有效应力和孔压表示的拉梅方程） 5.连续性方程，土的体积变化＝土体孔隙的体积变化=流入流出水量差。

Gleeble-3800热模拟试验机压缩模块低应力加载试验设计胡加佳;熊自柳;薛峰;史远【摘要】A low stress loading test was designed based on single axial compression module on Gleeble-3800 thermal simulation test machine.The test scheme overcame the instability problem of low stress control of the Gleeble-3800 compression module,and realized the single-axial low stress loading under the fixed temperature,and the loading force was maintained between - 200 N and - 500 N.Through this test,the process of the bainite transformation could be measured under the condition of single-axial low stress loading at the same time.The test scheme provided a solution for the study of bainite transformation process under the low stress loading on the Gleeble-3800 thermal simulation test machine.%在Gleeble-3800热模拟试验机上,利用单轴压缩模块设计了一种低应力加载试验.该试验克服了Gleeble-3800试验机压缩模块低应力控制不稳定的问题,实现了固定温度下单轴低应力加载,加载力维持在-200~-500 N.通过该试验可以在完成材料单轴压缩试验的同时,测得材料在低应力加载条件下的贝氏体相变过程,为在Gleeble-3800热模拟试验机上实现低应力加载条件下研究贝氏体相变过程提供了解决方案.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2017(053)009【总页数】4页(P638-641)【关键词】热模拟试验机;低应力加载;单轴压缩试验【作者】胡加佳;熊自柳;薛峰;史远【作者单位】河钢集团钢研总院,石家庄 050000;河钢集团钢研总院,石家庄050000;河钢集团钢研总院,石家庄 050000;河钢集团钢研总院,石家庄 050000【正文语种】中文【中图分类】TG115.9随着物理热模拟技术的不断发展，热模拟试验机的功能也在不断完善。

标准应力路径三轴测试系统操作说明——安徽建筑工业学院STDTTS系统1.GDSLAB软件操作1.1.打开GDSLAB软件1.2.检查硬件的通讯参数点击Management，出现如下图并点击Object Display，出现系统硬件的连接图，8通道数据采集板Comm Port: 1Baud: 4800Parity: n(此处必须为None，否则无法正常通讯，这一点很重要)Data Bits: 8Stop Bits: 2设置上面的参数后，就开始设置压力/体积控制器 STDDPC V2，包括反压、轴压和围压的通讯参数，点击“Select STDDPC controller”，会弹出“GDS USB controller selection tool ”，然后选择下拉菜单下的文件，从3个控制器的通讯文件选择一个，之后点击“Selected”，系统就会为反压控制器选择通讯文件。

图29为反压控制器通讯设置正常后的状态。

轴向压力/体积控制通讯参数跟反压一样，当反压和轴向控制器选好后，一定要注意控制器与压力室的链接情况。

当三个图标的通讯参数设置好以后，就点击“Read”图标，查看各个传感器是否有读数。

注意，本系统在已经选好通讯文件，一般情况下，如果不出现系统错误，不需要再进行设置，只需要在实验前检查下就可以了。

在每个控制器后面有个序列号，反压为12813，轴压为12811，围压为12809，注意检查控制器与压力室管路连接是否正确。

选择控制的通讯文件STDDPC V2 连接状态1.3.传感器和控制器清零在装土样前，要对传感器和控制器清零1.3.1. 传感器清零，只能在软件上清零点击某个传感器所对应的眼睛图标，会出现对话框，点击Advanced，然后在“Soft Zero Offset”旁边点击“Set Zero”，观察传感器的读数就会变成0。

如果出现很小的波动为正常。

轴向力、孔压和轴向位移传感器清零都是如此。

1.3.2. 控制器清零需要在控制器上操作，否则会造成控制器上显示的读数跟软件显示的不一致。

654374213 天平：称量500 g ，分度值0.1 g 。

4 其他：切土盘、重塑筒、秒表、0.1 mm 精度卡尺、切土刀、钢丝锯、凡士林等。

19.0.4 试验操作应按下列步骤进行：1 按本规程第18.3节制备试样。

试样直径宜为35~50 mm ，高径比宜为2.0~2.5。

2 将已制备的试样置于下传压板上，开始转动转轮，使试样与上传压板刚好接触，并将轴向测力计和轴向位移计的读数均调整到零。

3 以每分钟1％~3%的应变速度（每分钟约5~15转）转动转轮，使整个试验在8~10 min 内完成。

4 轴向应变小于3％时，每增加0.5%记录测力计和位移计读数一次；轴向应变到达3％以后，每增加1％记录测力计和位移计读数一次。

5 测力计读数达到峰值或稳定值以后，应继续转动转轮，再继续进行3％~5％的应变值，即可停止试验。

当读数无稳定值时，则试验应进行到轴向应变达20％为止。

6 试验结束后，迅速反转转轮，取出试样，并描述破坏后试样的形状。

7 当需测定灵敏度时，应将已破坏后的试样刮掉表面上的凡士林，再加入少量切削下来的余土，包以塑料布，用手搓捏，以破坏其原来结构。

按本规程第3.2节制成与原状试样密度相等的重塑试样。

然后按上述步骤进行试验。

19.0.5 试验结果应按下列公式计算及制图： 1 轴向应变：10001⨯∆=h hε （19.0.5-1） 式中1ε——轴向应变(%)；h ∆——轴向变形(mm)； h 0——试样的初始高度(mm)。

2 校正后的试样面积：101.01ε-a A A =（19.0.5-2）式中 A a ——校正后试样面积(cm 2)；A 0——试样初始面积(cm 2)。

3 试样所受的轴向应力：10a⨯⋅=A RC σ （19.0.5-3） 式中 σ——轴向应力(kPa)；C ——测力计率定系数(N/0.01mm)；5 灵敏度：uut q q S '=（19.0.5-4）式中S t——灵敏度；q u——原状试样的无侧限抗压强度(kPa)；q'——重塑试样的无侧限抗压强度(kPa)。

基于简化模型分析岩石第Ⅱ类曲线孔繁越【摘要】通过对先前学者关于岩石单轴压缩曲线研究的总结,结合自己的理解提出简化球单元模型,并对岩石的两类峰后曲线进行存在合理性的解释,进而讨论了第Ⅱ类曲线研究在实际工程中的重要意义.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2014(040)007【总页数】3页(P70-72)【关键词】岩石力学;单轴压缩;峰后曲线;简化模型;岩爆【作者】孔繁越【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TU458.41 概述岩石的单轴压缩试验一直是确定岩石基本力学特性的一种方法，由于该方法操作简单，经常最先用来判断岩石的基本性质。

1970 年，W.Wawersik 和 C.Fairhurst ［1］将全程应力—应变曲线的类型分为Ⅰ类和Ⅱ类。

第Ⅰ类岩石破坏传播过程是稳定的。

第Ⅱ类岩石的破坏是不稳定的或者说是可以自持续的，见图1。

关于岩石第Ⅱ类曲线的真正存在性，国内外学者存在两种截然不同的观点。

一派观点认为第Ⅱ类曲线的存在是可能的，这与岩石的不均一性，加载控制方式及加载速率等因素有关，并指出在加载方式为径向应变控制的情况下，出现第Ⅱ类曲线是完全可能的。

并以两类曲线的不同来区分岩石是否属于脆性。

另一派是以葛修润院士为代表的，认为第Ⅱ类曲线存在是由于采用的试验机不够先进，并且通过进行反复加载和卸载从而得到的第Ⅱ类曲线是不合理的，不应作为岩石固有的特性。

2 关于岩石第Ⅱ类曲线存在的观点2.1 基于能量观点的分析对于相同硬脆性岩石取样进行两种不同加载方式控制的试验。

试验一以轴向控制得到第Ⅰ类曲线，试验二以径向控制得到第Ⅱ类曲线。

对两类曲线能量变化进行分析可以导出以下公式:可以发现E1＞E2，由于硬脆性岩石达到峰值后破坏为自持续的，所以ΔE的能量将转化为动能，在实际试验一中加载的岩样都产生了爆裂现象。

而采用更稳妥的径向控制试验，试件随径向速度的加载有一定的卸载，吸收岩样储存的应变能使得能量不转化为动能而稳定破坏，从而得到第Ⅱ类曲线。

轴向拉伸实验报告轴向拉伸实验报告引言轴向拉伸实验是一种常见的材料力学实验，用于研究材料在受力下的变形和破坏行为。

本实验旨在通过对不同材料进行轴向拉伸实验，探究材料的力学性能和变形特点。

本报告将详细描述实验过程、结果分析以及实验中遇到的问题与解决方案。

实验方法1. 实验材料选择本次实验选取了三种常见的材料进行轴向拉伸实验，分别是金属材料（铝）、塑料材料（聚乙烯）和纤维材料（碳纤维）。

这三种材料具有不同的力学性能和变形特点，可以用来进行对比研究。

2. 实验仪器和设备本次实验使用了万能试验机作为拉伸实验的主要设备。

万能试验机具备精确的力量测量和位移测量功能，能够实时记录材料在拉伸过程中的变形情况。

3. 实验步骤（1）准备工作：将实验材料切割成标准的试样，并进行表面处理，以保证试样的质量和一致性。

（2）实验设置：将试样夹持在万能试验机上，调整试样的初始位置和试验速度。

（3）开始实验：启动万能试验机，开始进行轴向拉伸实验。

在实验过程中，实时记录试样的受力和位移数据。

（4）实验结束：当试样发生破坏或达到预设的拉伸极限时，停止实验，并记录实验结果。

实验结果与分析1. 金属材料（铝）的实验结果金属材料在受力下具有较高的强度和韧性。

实验结果显示，铝试样在拉伸过程中呈现出线性的应力-应变关系，直至达到屈服点。

在屈服点之后，铝试样的应力开始逐渐下降，直至发生破坏。

这种应力-应变曲线表明，铝材料具有较好的可塑性和变形能力。

2. 塑料材料（聚乙烯）的实验结果塑料材料在受力下具有较低的强度和韧性。

实验结果显示，聚乙烯试样在拉伸过程中呈现出非线性的应力-应变关系。

在初期阶段，聚乙烯试样的应力增长较快，但随着应变的增加，应力增长逐渐减缓。

聚乙烯试样的断裂点较低，表明其抗拉强度较弱。

3. 纤维材料（碳纤维）的实验结果纤维材料具有较高的强度和刚度，但韧性较低。

实验结果显示，碳纤维试样在拉伸过程中呈现出线性的应力-应变关系，直至发生破坏。

沥青混合料压实度试验报告一、引言二、试验目的1.了解沥青混合料的压实度指标；2.评估混合料的密实性和稳定性。

三、试验仪器和材料1.试验仪器：压实度测定仪、沥青混合料样品制备机；2.试验材料：沥青混合料样品。

四、试验步骤1. 样品制备：将沥青混合料样品按照标准要求制备成直径为152 mm，高为200 mm的圆柱形样品；2.试验前准备：将试验仪器校准并预热至设定温度；3.开始试验：将样品放入试验机中，设定合适的压实度试验参数（包括温度、轴向应力等），启动试验机进行压实；4.压实度测定：根据试验仪器的要求，记录不同压实度级别下的轴向位移和轴向应力数据；5.数据处理：绘制出轴向位移与轴向应力的关系曲线，并计算出压实度指标。

五、数据处理与分析1.绘制压实度与轴向位移的关系曲线，观察不同压实度级别下的变化趋势；2.计算压实度指标，如最大压实度值、弹性模量等；3.根据试验结果评估沥青混合料的密实性和稳定性。

六、结果与讨论通过试验得到了不同压实度级别下的轴向位移与轴向应力数据，并绘制了相应的关系曲线。

从曲线图中可以观察到随着压实度的增加，轴向位移逐渐减小，轴向应力逐渐增大。

根据计算得到的压实度指标，可以得出结论：样品在其中一压实度级别下具有较高的密实性和稳定性。

七、结论本次试验通过对沥青混合料的压实度试验，评估了混合料的密实性和稳定性。

通过数据处理和分析，得出了样品在不同压实度级别下的轴向位移与轴向应力关系、压实度指标等结果，并得出了样品具有较高密实性和稳定性的结论。

八、建议根据试验结果，建议在实际道路施工中，应控制压实度，确保沥青混合料的密实性和稳定性，提高道路的承载能力和使用寿命。

[1]XX标准[2]XXX技术规范。

第四章 应力应变关系前一章引进了应力和应变的概念以及应力分析和应变分析的公式。

应力分析仅用到力的平衡概念，应变分析仅用到几何关系和位移的连续性。

这些都没有涉及到所研究物体的材料性质。

本章开始将研究材料的性质。

这些性质决定了各种材料特殊的应力－应变关系，显示出材料的力学性能。

下面将着重描述低碳钢的力学性能，介绍各向同性材料的广义胡克定律。

作为选读材料，将介绍各向异性的复合材料单层板的应力－应变关系。

§4-1 低碳钢的拉伸试验在分别考虑了应力和应变后，从直觉上知道这两个量是互相关联的。

事实上，在第一章的绪论里已经提到过应力应变之间的胡克定律。

它描述了很大一类材料在小变形范围，在简单拉伸（压缩）条件下所具有的线性弹性的力学性能。

低碳钢Q235是工程上常用的金属材料。

这一节着重介绍低碳钢的力学性能，然后简单介绍其他一些材料的性能。

有关材料性能的知识来自于宏观的材料试验，以及从这些试验得出的宏观的、唯象的理论。

固体物理学家一直在从原子和分子量级上研究这些力学性能的微观基础。

力学家也已开始从细观尺度来分析材料的力学性能，并已经取得了很大进展。

材料力学作为固体力学的入门课程，将只限于材料的宏观力学性能的描述。

为了确定应力与应变关系，最常用的办法是用单向拉伸（压缩）试验来测定材料的力学性质。

这种试验通常是在常温（室温）下对试件进行缓慢而平稳加载的静载试验。

805l d =一、低碳钢拉伸试验按照我国的国家标准 “金属拉伸试验试样” （GB6397－86），将试件按规定做成标准的尺寸。

图4－1所示是一根中间直径为d 的圆杆型试件，两端的直径比中间部分大，以便于在试验机夹头上夹持。

试件中间取一段长度为l 的等直部分作为标距。

对圆截面标准试件，规定标距l 与直径d 的关系为 ，或，分别称为10倍试件和5倍试件。

试件也可制成截面为矩形的平板型，平板试件的10倍与5倍试件的标距分别为10l d==l和l =，其中A 为试件的横截面面积。

MTS815.03电液伺服岩石试验系统MTS815.03电液伺服岩石试验系统（MTS815.03 Electro-hydraulic Servo-controlled Rock Mechanics Testing System）是我校2001年重点试验室强化建设从美国购置的最大型成套试验设备（总价值54.9万美元），该系统是目前国内大陆配置最高、性能最先进的岩石力学试验装备。

设备2001年初定合同，2001年底到货，2002年3月份初步安装、调试、培训完毕，但当时发现做渗透试验时的压差传感器有问题，加上围压增压器漏油，所以一直到七月底才正式通过验收。

一、基本配置及技术指标1．基本配置①315.04型加载框架（Loading System）②656.06型三轴室（Triaxial Cell）③286.20-09型围压增压系统（Confining Pressure Intensifier）④286.31-01型孔隙增压系统（Pore Presswre Intensifier）⑤Test Star Ⅱm控制系统（Controller）⑥505.07/.11动力源（Hydraulic Power Supply）⑦计算机系统（Computer System）⑧Ø50mm和Ø100mm两种带孔与不带孔压头以及Ø300mm压头2．主要技术指标1）轴压（Axial Load）≤4600kN2）围压（Confining Pressure）≤140MPa3）孔隙水压（Pore Water Pressure）≤70MPa4）水渗透压差（Permeability Delta P）≤2MPa5）机架刚度（Stiffness of Load Frame）10.5×109N/m6）液压源流量31.8L/min7）伺服阀（Servo Valve）灵敏度290HZ8）数采通道数（Channels of Data Acquisition）10 Chans9）最小采样时间（minin mum Sampling time）50s10）输出波形：直线波、正弦波、半正弦、三角波、方波、随机波形11）试件①全程计算机控制，可实现自动数据采集及处理；②配备三套独立的伺服系统分别控制轴压、围压与孔隙（渗透）压力；③实心钢制荷重架只储存很小的弹性能从而实现刚性压力试验；④伺服阀反应敏捷（290HZ），试验精度高；⑤与试件直接接触的引伸仪（美国MTS公司专利）可在高温（200℃）、高压（140MPa）油中精确工作，可对岩石破坏前后的应力应变进行最精确测量；⑥试验可采用任意加载波形与速率，三种控制方式试验中可自动转换；⑦调节范围宽广的闭环加热系统可提供均匀的温度场。

混凝土材料的SHPB实验技术研究张柱;晋艳娟【摘要】In order to improve the precision and comparability of SHPB testing results of concrete materials,some studies on the SHPB technique for concrete are carried out by combining with the experimental process of concrete in this paper,which include the dispersion effect of waveguide bars,the analysis of stress and strain uniformities in specimen and the radial inertial effect of specimen.The results show that experiments meet the requirements of one-dimensional stress wave assumption andstress/strain uniformity assumption.Whether there is enough time to achieve stress and strain uniformities or not depends on the maximum strain and strain rate of concrete specimen.Pulse shaping technique and constant strain rate test technique are used in the experiments,and the experiment data is processed by using the formula of three waves,which can increase the effective loading time of concrete and reduce the inertia effect of specimen on experiment results.When the strain rate is close to or more than 104,it is necessary to consider the radial inertia effect of specimen.%为提高混凝土材料的SHPB实验结果的精度和可比性,结合混凝土的实验过程,对波导杆的弥散效应、试件内应力应变均匀性和试件的径向惯性效应进行了研究。

圆筒许用轴向压缩应力在工程实际应用中，圆筒是一种常见的结构，例如油罐、蒸汽锅炉、水坑等。

对于圆筒的设计，最重要的考虑因素之一就是其许用轴向压缩应力。

因此，在本文中，我们将专门探讨圆筒许用轴向压缩应力这一问题。

首先，让我们来了解一下圆筒的基本概念。

圆筒是一种长得像圆柱体的中空结构物。

由于其形状的特殊性，圆筒有着较高的强度和刚度，而且很容易进行大规模的制造和加工。

一般情况下，圆筒由两个闭合的底部和一个连续的侧边构成，底部通常是平面、弧形或球形的，而侧边则是曲线形的，可以是直线、圆弧、椭圆弧等。

对于圆筒的建模一般会采用纵向切割的方式，把圆筒切割成若干个扇形板和侧面板，然后将这些板拼合在一起，以模拟圆筒的结构。

当圆筒受到外部压力时，其内部会产生轴向压缩应力。

轴向压缩应力是指沿着圆筒轴线方向的应力，即长度方向的应力。

根据欧拉-杆公式，轴向压缩应力σ 与轴向应变ε 成正比，而轴向应变ε 则是轴向位移ΔL 与圆筒长度 L 的比值，即：ε = ΔL / L因此，圆筒的轴向压缩应力σ 可以表示为：σ = Eε其中，E 为圆筒材料的弹性模量。

显然，当圆筒所受的外部压力增加时，其内部的轴向应变和轴向压缩应力也会随之增加。

因此，为了保证圆筒的安全工作，必须对其许用轴向压缩应力进行规定，即圆筒所能承受的最大轴向压缩应力值。

通常情况下，许用轴向压缩应力的确定是基于圆筒所用的材料类型和工作环境的具体要求来进行的。

一般情况下，圆筒所用的材料越坚固，其许用轴向压缩应力值就越高，反之亦然。

最后，需要注意的是，圆筒的许用轴向压缩应力一定要小于其材料的屈服极限。

如果许用轴向压缩应力超过了材料的屈服极限，就会引起圆筒的永久塑性变形或破坏，严重影响圆筒的安全性和稳定性。

因此，在圆筒的设计和使用过程中，一定要充分考虑这一问题，并采取相应的安全措施。