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1.
为了分析内蒙古南部鄂尔多斯市准格尔旗砒砂岩重塑土的力学性能,采用TSZ-6A全自动静三轴仪,在常温下进行不同冻融循环次数的三轴压缩试验,研究冻融对砒砂岩重塑土力学性能的影响.在不同冻融循环次数(0~7次)和不同围压(50~300 kPa)条件下,得到了砒砂岩抗剪强度、内摩擦角和黏聚力、弹性模量的变化规律.结果表明:在相同的冻融循环次数下,随着围压的增大,抗剪强度峰值呈线性增长.在相同的冻融循环次数下,砒砂岩黏聚力均随含水率增大而减小,内摩擦角随着含水率的增加呈现上下波动,因此冻融循环对抗剪强度的影响主要表现在对黏聚力的影响.在饱和含水率之前,弹性模量基本保持不变,含水率和冻融对其弹塑性的影响可以不考虑.达到饱和含水率后,偏应力-应变曲线不再存在直线段,砒砂岩弹性消失,全面进入塑性阶段.此研究可以为鄂尔多斯砒砂岩冻融侵蚀的破坏机理研究以及治理提供基础依据. 相似文献
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以内蒙古鄂尔多斯市南部准格尔旗作为研究区域,以当地紫红色砒砂岩重塑土为研究对象,使用TSZ-6A全自动静三轴仪,在常温下进行不同冻融循环次数、不同围压下的三轴剪切试验来分析砒砂岩的变形情况.研究结果表明:在每个冻融循环次数的不同围压下,砒砂岩重塑土试样的应力-应变曲线都呈现出应变硬化的特性,并且从应力-应变曲线分布上,大致都经历了3个阶段:近似完全弹性阶段、应变硬化阶段、屈服阶段.为了定量地分析了不同冻融循环次数下砒砂岩的强度参数,引入强度参数劣化系数KC和Kφ,通过劣化系数曲线拟合得出强度参数劣化趋势函数.通过比较不同冻融循环次数下,砒砂岩重塑土峰值强度与残余强度的大小关系,分析了砒砂岩重塑土的应力-应变曲线软、硬化特性,并引入系数Kq来更直观地分析砒砂岩的变形情况. 相似文献
3.
冻融作用一直是寒区渠道破坏的主要诱因,为探究冻融作用对饱和粉质粘土物理力学性质的影响规律,在低温环境模拟试验箱内,对饱和土进行0~11次冻融后,结合室内土工试验,并用灰色关联度对其各项性质间交互影响效应进行分析。结果表明:随冻融循环次数的增加,饱和土黏聚力以单指数函数形式逐渐降低,内摩擦角逐渐升高。冻融作用对黏聚力的影响在初次冻融后衰减明显;损伤比系数Kφ、KC与冻融循环次数关系可分别用对数函数和指数函数描述;导热系数、平均干密度与冻融循环次数呈负相关关系,而平均孔隙率、渗透系数与冻融循环次数呈正相关关系;与冻融作用相比,平均孔隙率对黏聚力、导热系数、平均干密度和渗透系数的变化影响相对较大;对于单个试样而言,物理性质对力学性质的改变影响由大到小为:平均孔隙率、平均干密度、渗透系数、导热系数。 相似文献
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为实现砒砂岩作为一种自然资源的潜在利用价值,提高砒砂岩有效利用,将鄂尔多斯市准格尔旗的红色砒砂岩加入不同掺量水泥制成砒砂岩水泥土,进行不同围压、不同冻融循环次数条件下的不固结不排水三轴试验,得到了砒砂岩水泥土的各力学参数的变化规律,并通过超景深三维显微镜对砒砂岩水泥土的细观结构进行观测.结果表明:砒砂岩水泥土的应力-应变曲线呈应变软化趋势,随水泥掺量的增加其黏聚力和内摩擦角呈线性增长的趋势.砒砂岩水泥土的内摩擦角受冻融循环影响较小,而黏聚力受冻融循环影响较大.水泥掺量越多,砒砂岩水泥土的抗冻性越好,但其脆性特征越明显.对细观结构的观测进一步验证了冻融使得低掺量水泥的固化土细观结构发生较大改变,导致内部空隙增大,而水泥土随水泥掺量的增加其内部结构更加致密,从而提高了水泥土的抗冻性. 相似文献
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<正>1电杆裂纹产生的原因(1)电杆内充水结冰使电杆壁破裂。如果电杆内积存水量在土壤冰冻层以上,则结冰后体积增大(一般增大8%—10%),它可使电杆涨裂或使混凝土结构间粘着力消失而损坏。这种结冰损坏的关键在于冰冻初期及冻冰融化次数,对考虑了结冰影响的水工建筑物来说,一般冻融50—200次才会被破坏,而电杆由于不考虑结冰的影响,充水后冰冻破坏就更为严重。根据几年来的运行观测,电杆内充水2—3年就出现裂纹,原因就在于此。同时,电杆内充水的继续存在,结冰、融化次数的继续增多,可导致电杆完全崩裂。 相似文献
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《中国农村水利水电》2017,(3)
岩石Ⅱ型断裂韧度(KⅡC)的大小在预测岩石复合断裂破坏中起着重要的作用,其测试方法应考虑控制裂尖的拉应力,使Ⅱ型断裂先于I型断裂发生。对现有剪切盒断裂模型测试锦屏砂岩Ⅱ型断裂韧度方法的分析,发现其理论模型的裂尖仍存在较大的拉应力,不能实现纯剪破坏,甚至出现Ⅰ型收拉失效,这影响到KⅡC的测量。于是提出了改进的测试新方法,该方法让岩样受力均匀且对称,加载角45°更加符合正方体岩样的受力特性,且更适合岩石KⅡC测试。此外,利用有限元软件ABAQUS建模,同时修正了新剪切试验方法的Ⅱ型断裂韧度计算公式,大大降低了其裂纹尺寸效应的影响。最后通过开展室内砂岩KⅡC测试试验,获得了砂岩的KⅡC,其均值约为3.1MPa·m0.5,比原有的剪切盒模型的测量值2.65 MPa·m0.5大。该测试研究对于锦屏水电站工程实践具有一定的参考与应用价值。 相似文献
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为了了解宁夏地区压砂地在冻融循环作用下,不同水质处理对其元素淋溶释放规律的影响,通过电感耦合等离子体发射光谱仪及电感耦合等离子体质谱仪测定了宁夏中卫市微咸水的元素含量,并通过冻融循环试验探索不同水质对压砂砾石元素淋溶释放的影响,结果表明:当水质相同时,随着冻融循环次数的增加,元素淋溶总量呈增加趋势;当冻融循环次数一定时,蒸馏水处理下的元素淋溶释放总量大于微咸水处理,微咸水在一定程度上抑制冻融循环下的压砂砾石元素淋溶释放. 相似文献
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在单轴压缩条件下，分别研究分析了天然含水、浸水饱和和施加渗流岩石的声发射特性。研究表明：在低应力阶段，渗流不能引起AE活动，一般在单轴压力达到岩石强度的60%～80%左右、临近破坏时，加渗流和停止渗流的瞬间均会产生较大的AE事件，从稳定渗流到停止渗流一般接收不到明显的AE信号；岩石在荷载作用下的变形破裂特性与该过程中的声发射现象紧密相关。从平均意义的能量和形变角度分析，得出平均能量和平均形变在试件破裂过程中的变化是同步的，浸水饱和岩石较天然含水岩石的平均能量小、平均形变大的结论，并根据岩石破裂损伤机理给以解释。 相似文献
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双粗糙面滑动摩擦过程应力与应变分析 总被引：1，自引：0，他引：1
建立了具有分形特征的二维双粗糙表面滑动接触模型,考虑材料的弹塑性变形及滑动过程中损伤失效,运用有限元方法动态探讨相嵌微凸体在滑动过程中应力与应变的变化情况.结果显示不同位置的等效塑性应变沿深度的变化规律不同,最大等效塑性应变量发生在摩擦次表层的某一深度处;随着塑性应变的增大,导致材料表层下微观裂纹的萌生,在外载荷持续作用下,表面一定深度处存在着一交错的剪切应力区,这一应力区阻止了裂纹沿深度方向扩展,但却促使了裂纹沿平行于摩擦表面方向的延伸裂纹扩展乃至发生断裂. 相似文献
10.
滑坡的成因机制和力学特征是指导滑坡防治策略的重要依据,在当前库岸滑坡仿真模拟中存在滑带土强度弱化假设不能反映土体的结构性损伤特征及未考虑变形参数同步弱化的问题,因而揭示的滑坡成因机制和力学特征失真。提出以应力水平代替塑性剪应变表征结构性损伤程度构建新的强度折减法,基于此分析了不同类型滑坡的渐进破坏过程、应力位移特征及稳定性衰减规律,揭示不同类型滑坡的成因机制,所得主要结论有:(1)推移式滑坡中部首先发生滑移导致上部土体失去支撑随之滑移并与之一起挤压下部土体,使下部土体剪切力增大明显进而产生较大剪切变形,最终形成整体剪切破坏面;因而推移式滑坡的主滑段在中部,牵引段在滑坡上部,抗滑段在滑坡下部;(2)牵引式滑坡中下部抗剪力不足以平衡剪切力率先滑移,使临近土体失去支撑抗滑力降低随之滑移,并依次迅速引发滑坡的"多米诺骨牌"式破坏,因而牵引式滑坡的主滑段在中下部,其上土体均为牵引段,其破坏面为剪切-拉剪-张拉复合型破坏面;(3)当发生一定剪切变形后,牵引式滑坡位移增长迅速并呈不可控态势,并由稳定迅速降低至失稳状态;而推移式滑坡则在发生较大剪切变形后长时间处于欠稳定状态,破坏前有较长的缓冲时间;(4)从灾害防治角度,推移式滑坡应注重"强腰",牵引式滑坡应注重"固脚"。 相似文献
11.
甘蔗属于一年生或多年生宿根热带和亚热带草本植物,宿根切割质量对于甘蔗来年的长势有重要影响。本文探究甘蔗茎秆的切割机理并基于断裂力学理论研究甘蔗裂纹的起裂与扩展过程,为提高宿根切割质量提供理论基础。基于根切器与茎秆的相互作用关系,构建刀具切割茎秆的力学模型,探究切割力等影响因素并基于高速摄像技术观察茎秆切割过程;发现影响切割性能(弯矩、切割力等)的因素主要与甘蔗茎秆及根切器的机械力学特性(直径、密度及茎秆倾斜角度等)、根切器的运动参数(切割频率、切割深度)以及土壤情况等因素有关。高速摄像试验结果表明,多刀切割会增加甘蔗宿根破头、拔根的概率,其由于在一刀切割完成后,茎秆产生凹坑、裂纹等缺陷,在茎秆自身重力及外载的作用下缺陷发生扩展,导致宿根发生破坏。基于断裂力学理论从茎秆内部裂纹入手,分析裂纹起裂条件和影响断裂角的因素并探究裂纹参数对于裂纹尖端应力强度因子以及扩展量的影响。研究结果表明：裂纹角度及数量的改变导致裂纹的开裂类型为复合型裂纹,其中Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹为主要开裂类型;应力强度因子随裂纹角度的改变有较大的波动以及裂纹开裂方向和扩展量的变化是由于裂纹角度的改变影响了最大主应力与裂纹扩展面... 相似文献
12.
为了研究粉煤灰对砒砂岩水泥土力学性能、破坏模式、微观结构和细观构造的影响,对不同粉煤灰掺量、不同龄期的砒砂岩复合水泥土进行了无侧限抗压试验,通过扫描电镜(SEM)和超景深三维显微镜对复合粉煤灰砒砂岩水泥土的微观结构和表观形貌进行分析观测.结果表明:适量掺入粉煤灰对砒砂岩复合水泥土的强度形成具有一定的促进作用;复合粉煤灰砒砂岩水泥土的应力-应变曲线可分为压密阶段、弹性阶段、塑性屈服阶段和破坏阶段;粉煤灰的掺入有利于水泥土变形模量的增长,能够促进砒砂岩复合水泥土的变形控制;扫描电镜和超景深三维显微镜分析表明,粉煤灰玻璃体中的活性物质在碱环境下与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成致密且稳定的C-S-H凝胶和AFt构成网状结构,促使试件内部胶结更加紧密,并对表观的沟壑孔洞进行填充和密实,从而提升砒砂岩复合水泥土的强度性能以及抑制其裂缝扩展和破坏作用. 相似文献
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牦牛肉经过冻融处理后(T0:新鲜牦牛肉;T1:冻融1次;T2:冻融2次),分别在4℃冷藏7 d,并在1、3、5、7 d测定其表面色泽(L*、a*、b*)、肌红蛋白氧化状态、高铁肌红蛋白还原能力、硫代巴比妥酸值、解冻损失率、蛋白质降解程度和肌纤维微观结构的变化。结果表明:T0组牦牛肉在冷藏过程中a*值和b*值显著降低,氧合肌红蛋白逐渐氧化为高铁肌红蛋白,高铁肌红蛋白还原能力显著降低,硫代巴比妥酸值和解冻损失率明显升高(P0.05)。同时,肌球蛋白重链(200 k Da)、副肌球蛋白(97 k Da)、肌动蛋白(45 k Da)发生降解。随着冻融次数的增加,T1组和T2组牦牛肉在冷藏7 d后a*值分别比T0组显著降低了13.42%和20.02%,b*值则降低了9.94%和16.22%,氧合肌红蛋白相对含量降低了26.30%和53.53%,高铁肌红蛋白相对含量升高了18.03%和45.46%,硫代巴比妥酸值升高了20.55%和30.30%,解冻损失率升高了43.71%和121.14%(P0.05)。T2组肌肉中蛋白质降解更明显,而肌纤维结构破坏程度也随冷冻-解冻次数增加而加重。综上可知,冻融循环会促进牦牛肉色劣变和脂质氧化、加速蛋白质降解、破坏肌肉结构、加剧汁液流失从而降低牦牛肉的品质。因此,减少运输和贮藏过程中的温度波动对保护牛肉品质具有重要意义。 相似文献
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为了分析鄂尔多斯市准格尔旗不同粒径砒砂岩的力学性能,进行不同干湿循环次数试验,得到了砒砂岩收缩变形和强度特性的变化规律.结果表明:<2.00 mm(原状砒砂岩)试样在3次干湿循环后收缩变化最大;0.50~1.00 mm试样一直缓慢收缩沉积;0.25~0.50 mm和<0.25 mm试样在第3次循环后土体的密实度达到最强.在此基础上,利用直剪仪测定其抗剪强度.在相同的垂直荷载下,发现<2.00 mm试样随着循环次数的增大,1~3次循环的过程中抗剪强度增加最大,之后小幅度增加;0.50~1.00 mm试样随循环次数的增加呈现出缓慢增长的趋势;0.25~0.50 mm和<0.25 mm试样随着循环次数的增加而先略有降低,之后稍有增加并逐渐保持稳定.砒砂岩内摩擦角变化,<2.00 mm和0.50~1.00 mm粒径随干湿循环次数增加而递增;而0.25~0.50 mm和<0.25 mm粒径内摩擦角几乎不变化.黏聚力变化,<2.00 mm 和0.50~1.00 mm试样呈现出先增大逐渐平缓的趋势;0.25~0.50 mm和<0.25 mm试样呈现先减小随后小幅度增大的趋势. 相似文献
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含沙水流中空化促进磨损破坏机理 总被引：1，自引：0，他引：1
在对翼型试件进行空蚀、磨损及联合作用破坏研究的基础上,结合空化流场的测试及处理,研究含沙水流中水力机械过流表面空化行为促进磨损破坏的机理.对翼型表面不同位置空蚀、磨损及联合作用破坏微观形貌进行对比分析,得到了3种试验条件下微观形貌的破坏模式,确定了造成破坏模式的流场作用因素.对空化场图像进行了分析和处理,获得了翼型表面空化行为变化规律及特征.结合翼型表面破坏方式和空化场的分析,提出了在空化过程的空穴结构生长和空泡云溃灭两个阶段中,空化行为促进泥沙颗粒磨损破坏翼型试件的不同机理.在空穴结构生长阶段中,空穴结构推动颗粒加速;而在空泡云溃灭阶段,压力波或微射流则显著增大泥沙颗粒的运动速度.在两个阶段各自对颗粒速度的影响增大了联合作用的破坏能力.对翼型表面磨损及联合作用时破坏深度测量的试验结果验证了该观点. 相似文献
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汽轮机叶片断裂机理分析 总被引：1，自引：0，他引：1
对汽轮机断裂叶片进行了现场调研、断口扫描电镜、能谱及金相组织分析。结果表明,在安装过程的焊接工序时,汽轮机叶片前缘与电焊条瞬时接触,导致局部组织过热、过烧。工作时,在交变离心拉应力作用下该损伤区域成为裂纹源。在交变载荷的持续作用下,裂纹从源区缓慢疲劳扩展至一定深度,而后在其前沿形成的平面应变应力状态下快速脆性扩展,直至在巨大离心拉应力作用下作极快切向扩展而导致最终的瞬时断裂。 相似文献
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《中国农村水利水电》2017,(2)
为研究白鹤滩进水塔秋季施工的温控防裂问题,采用三维有限单元法对进水塔秋季施工过程与温控措施进行模拟。运用ANSYS软件将保温、通水时长、绝热温升、浇筑温度等对秋季多层混凝土施工期温度和温度应力的影响进行了仿真计算。以底板为例,分析比较各方案下底板特征点的温度应力和最小抗裂安全系数,得到结论:多层混凝土浇筑施工过程中通水时间不宜过长,否则会增大混凝土前期应力;降低浇筑温度能使混凝土的温度均匀降低,而选择低热混凝土对于不同部位的温降效果不同。 相似文献
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采用三点弯曲法对大庆红旗泡水库淡水冰试样进行弯曲试验.冰梁发生破坏时,主要经历三个阶段:第一阶段是在杂质和气泡边缘首先产生微裂缝;随着荷载的增加,出现新的微裂缝,并且受拉区达到抗拉强度,此为第二阶段;此后荷载继续增加,冰中微裂缝扩展延伸为宏观裂缝,当施加的荷载大于冰梁的杭拉强度时,冰梁即被破坏,这是第三阶段.在分析上述淡水冰破坏机理的基础上,对试验结果进行研究.结果表明,水库淡水冰弯曲强度与应力速率和冰温有着密切关系.在小于2 kPa/s的应力速率范围内,随着应力速率的增大,弯曲强度减小.冰温在-5℃～15℃范围内,对应的应力速率在30～70 kPa/s范围内时,冰梁弯曲强度达到极限,同时也揭示了极限弯曲强度对应的应力速率随着温度的降低逐渐向低应力速率转化.达到极限弯曲强度后,应力速率继续增加,弯曲强度值呈减小趋势.弯曲强度随着冰温的降低呈增加趋势,且弯曲强度在-15℃时达到最大值2 270 kPa. 相似文献
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为了研究混流式水轮机转轮应力及变形情况,基于单向流固耦合理论,利用Workbench平台对其进行数值模拟.在模拟过程中首先利用ANSYS CFX软件,采用标准k-ε湍流模型对水轮机三维流态进行计算,其次通过Static Structural将流场水压力传递到转轮表面,进而进行耦合计算并得到了转轮应力和变形分布规律,最后通过试验结果对数值计算结果进行验证.研究表明:在100%开度下,从最低水头到额定水头、从额定水头到最高水头,转轮最大主应力与等效应力分别增大了9.8%,15.9%.另外在不同导叶开度下,水轮机转轮叶片瞬态较大变形、最大主应力以及最大等效应力均主要集中在叶片出水边与泄水锥交界处和叶片出水边靠近下环处,且随着导叶开度增大这些值均逐渐增大,特别在叶片出水边靠近下环处,由于该位置较薄,且在交变应力的反复作用下,该位置易发生疲劳破坏,因此更易出现裂纹和断裂. 相似文献
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为了研究红黏土心墙和反滤层的接触流失破坏,采用ST 30-3渗透仪进行了不同干密度的红黏土和反滤砂层在三种水流方向情况下的接触流失破坏试验,探讨接触流失的发生和发展过程,得出了渗透流速和渗透系数随水力坡降的变化规律,以及水流方向和红黏土干密度对接触流失破坏的影响规律。试验结果表明,接触流失的发展过程依次分为稳定阶段、过渡阶段、次生反滤层形成阶段和破坏阶段。随着水力坡降的增大,渗透系数先维持不变或微增,达到启动坡降后明显增大,在次生反滤层形成阶段又趋于稳定,达到破坏坡降后突然增大。红黏土干密度的增大和水流方向与接触面夹角的减小都有助于提高红黏土和砂抵抗接触流失破坏的能力。 相似文献