一个椎间盘黏弹生物力学模型

椎间盘生物力学模型的研究,由于在临床医学中的重要应用价值而受到了广泛的重视,也是生物力学研究领域中最具挑战性的课题之一.2009年,根据椎间盘的解剖结构及生理特征,曾建立了一个椎间盘横观各向同性复合材料弹性模型,由于椎间盘髓核是流固二相体,因此该模型存在一定的缺陷.为了弥补这种缺陷,也为了使模型更加接近真实,应用弹性力学和渗流力学理论,在以前模型的基础上,建立一个人体椎间盘黏弹模型.结果表明新建的黏弹模型与以前的弹性模型以及相关文献等均具有良好的吻合度,从而证明了新建模型的有效性.新建模型可以合理计算椎间盘在不同体位下的受力和位移等,为临床医学提供最直接的指导和服务.     

高聚物黏弹性力学模型装置的研究

经典的高聚物黏弹性力学模型用理想弹簧和黏壶组成各种力学模型,但理想弹簧的弹性模量和黏壶的黏度没有具体值,只在方程中表示。自行研制的黏弹性力学模型装置可完成不同力学元件的组合。通过对实际的麦克斯韦模型和开尔芬模型测定,可计算出2个弹性元件的弹性模量为Ε1、Ε2和2个黏性元件的黏度为η1、η2。将其代入到4个元件力学模型的蠕变方程中,可得到一条蠕变曲线。再通过此装置组成一个实际的4元件力学模型,测定出一条蠕变曲线,与计算的蠕变曲线相比较,两种曲线基本吻合,因此证明具象的、实际的力学模型可以代替经典的、抽象的力学模型。     

软岩及混凝土材料损伤型黏弹性动态本构模型研究

 根据软岩及混凝土材料在动载下的应力–应变曲线特点,并结合损伤体与黏壶所具有的特性,建立一种适合软岩及混凝土材料的损伤型黏弹性动态本构模型方程。该模型的建立是以朱王唐模型为基础,采用损伤体代替朱王唐模型中的弹性元件对现有损伤型朱王唐模型进行改进而建立的一种损伤型黏弹性动态本构模型方程。为说明该模型方程的合理性,采用建立的本构模型方程对分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统下实测的应力–应变曲线进行拟和,拟和曲线和实测曲线具有很好一致性,因此,该模型可为软岩及混凝土材料的动态本构关系的进一步研究及其工程应用提供一定的参考。     

高黏弹沥青砂蠕变损伤模型

应用Kachanov损伤模型表征沥青砂损伤的增长变化律,将Burgers模型与损伤因子进行耦合,构建出能够描述高黏弹沥青砂3阶段蠕变全过程的蠕变损伤模型.借助高黏弹沥青砂的弯曲蠕变试验数据,利用最小二乘法,得到相关模型系数和蠕变损伤演化曲线.将此蠕变损伤模型曲线与试验结果及Burgers模型曲线进行对比研究.结果表明:该蠕变损伤模型能准确描述高黏弹沥青砂的蠕变3阶段特性,拟合相关系数达到0.998.     

张拉成形曲面的应力松弛分析

对膜结构施工中由裁剪片拼接张拉形成的膜面进行应力松弛分析,考察膜面应力随时间逐渐减小的变化规律。考虑膜材材料和几何双重非线性,采用广义Maxwell黏弹性模型建立积分型本构方程,推导增量本构方程,编制非线性有限元程序实现成形曲面的应力松弛数值分析过程。对聚氯乙烯 (PVC)膜材进行了不同初始应力水平下的单轴应力松弛试验和不同应力比下的双轴应力松弛试验,用5单元的广义Maxwell黏弹性模型对试验数据拟合,确定了膜材本构方程的黏弹性参数。进行十字形膜片的加载及应力松弛试验,对其试验过程进行数值分析,结果表明试验结果与数值分析结果基本一致,验证了成形曲面黏弹性数值分析方法的可行性。对PVC膜材马鞍形曲面算例进行黏弹性分析,结果表明,马鞍形曲面在张拉完成4 d后,膜面平均应力降低了44%。     

基于土工格栅黏弹特性的加筋土本构模型研究

 将三参数黏弹性模型用于描述土工格栅在低应力水平下所表现出的蠕变特性,根据蠕变试验采用最优化方法确定有关模型参数,并证明三参数黏弹性模型能够较准确地反映土工格栅在低应力水平情况下的2个阶段衰减蠕变特性。然后,提出基于土工格栅黏弹特性的加筋土本构模型,得到土处于弹性和塑性阶段时加筋土的应力、应变计算公式。研究结果指出：加筋土中土工格栅应力与加筋土受力、格栅和土的特性、加筋层间距及时间有关;土体进入塑性状态后,土工格栅应力不变,主要表现出蠕变性,导致加筋土的应变随时间增加;随着时间的推移,土工格栅出现应力松弛,它与土体应力逐渐减小;土工格栅埋置于土中时的应力松弛量小于置于空气中的应力松弛量;加筋土塑性状态到达时间Tp受土工格栅的刚度系数E2、黏滞系数? 和土的内摩擦角? 的影响最大。     

端锚式锚杆-围岩耦合流变模型研究

针对端锚式锚杆-围岩结构体在长时条件下支护作用的演化机制,建立了端锚式锚杆-隧洞围岩耦合作用的结构模型。进行了结构模型的基本假设：①圆形隧洞;②深埋;③各向等压原岩应力;④均质且各向同性黏弹性围岩模型;⑤一维黏弹性锚杆模型;⑥锚杆对围岩作用力整体为面力。基于基本假设建立了端锚式锚杆-围岩耦合流变理论模型。假设围岩和锚杆均为Maxwell模型时,求解了圆形隧洞围岩应力和位移的径向分布随时间变化的解析解,获得了锚杆轴力随时间演变的理论公式。基于锚杆（索）流变模型,进行了FLAC^3D数值模拟软件的二次开发;并通过数值模拟与理论计算的对比分析验证了理论模型的合理性,分析了端锚式锚杆-围岩耦合流变规律及其影响因素。该模型对于研究地下隧洞的流变力学行为,分析锚固支护结构的长期稳定性,指导工程支护设计具有重要的基础理论价值。     

饱和正冻土水热力耦合模型的改进

在深入剖析已建立的饱和正冻土水热力耦合模型不足的基础上,结合冻土力学最新研究成果,基于连续介质力学和热力学定律对原模型进行改进以提高其实用性。首先,引入由冻融过程中的动态变量(应变速率)与温变速率构成的黏弹性耗散势,建立了考虑温度影响的冻土骨架的黏弹性本构关系;在此基础上根据多孔多相介质理论,建立了外载及温度共同作用下冻土骨架的质量守恒方程;其次,在考虑冻土骨架(冰)黏弹性耗散和热力耦合耗散以及水分迁移引起的热对流等主要因素的基础上建立了能量守恒方程;最后,综合各方程构建了准饱和正冻土水热力三场耦合控制微分方程,开发了相应的扩展有限元程序3GEXFEM,通过典型室内试验验证了改进后模型的合理性。     

基于模糊理论的软岩黏弹性模型识别及参数反分析

对岩石黏弹性模型进行总结，将复杂的黏弹性模型方程转化为统一的线性方程，基于实测数据运用回归分析法和模糊数学方法，通过对线性方程参数的反分析得到统一模型的参数，运用模糊关联度分析法对具体岩石黏弹性模型进行识别，进而根据统一模型参数可反求出黏弹性模型方程的参数。研究表明，对黏弹性本构模型采用线性化处理，用统一的线性方程表示复杂的本构方程简化模型的识别和参数的获取过程。最后利用一矿山软岩流变试验结果对其黏弹性模型进行识别和模型参数进行反分析。计算结果表明，样品Ⅰ-1，Ⅰ-2黏弹性模型服从麦钦特体，样品Ⅱ-1，Ⅱ-2黏弹性模型服从H-K体，通过计算出黏弹性模型参数，得出软岩黏弹性模型的回归方程，所得结果与实际情况比较一致。     

基于扰动状态概念的结构性软土蠕变模型

结构性和蠕变性对软土工程性质具有双重影响,有必要建立一种模型能够准确描述扰动带来结构性逐步破损的过程并同时反映软土蠕变特性对地基变形的影响。引入扰动状态概念,选取三元件广义Kelvin模型描述相对完整状态,3DEVP模型描述完全调整状态,扰动函数采用经验表达式,建立了一个基于扰动状态概念的结构性软土蠕变模型。从宏观试验结果和微观结构变化分析,说明扰动模型可以很好地描述在应力作用下软土结构性在蠕变过程中逐渐衰减的过程。模型中的参数都可通过等向压缩蠕变试验与三轴蠕变试验获取。通过黄石地区的结构性软土的三轴固结不排水蠕变试验数据对模型进行检验,结果表明该模型能较好描述结构性软土的蠕变特性。     

内养护混凝土技术的研究进展

低水胶比混凝土因其内部自干燥,早期产生显著的自收缩变形,进而导致混凝土早期开裂。在混凝土中掺入内养护材料,这种材料通过先吸水再释放水这个过程对混凝土的内养护具有积极的作用。混凝土中的胶凝材料进行水化反应时需要充足的水分,当水分不足时,内养护材料就会释放水分补给水化所需水分。这使得水化反应能够连续不间断地进行,从而能有效地降低混凝土的自收缩和早龄期的自干燥。阐述了国内外混凝土养护技术的现状,分析了内养护对混凝土性能的影响。     

混凝土内养护技术研究进展

高强混凝土水胶比低、渗透性差,外部养护水难以进入混凝土内部,造成传统外部养护效果变差,由此产生的自收缩会导致材料的开裂敏感性提高.通过在混凝土配合比中引入高吸水性材料来实现内养护是解决此问题的有效途径.综述了目前混凝土常用的内养护材料及其物理力学特征和用量,阐述了混凝土内养护理论基础、自收缩产生机理和内养护减缩机制,总结了不同内养护材料对减少混凝土收缩和影响力学性能的规律：一般来说,内养护可以减少自收缩,但对干燥收缩的影响与引入水量有关,对混凝土强度和弹性模量则会产生不利影响.最后,提出了当前混凝土内养护技术研究存在的问题及未来可能的研究方向.     

混凝土干-湿热法养护的机理研究

探讨一种砼构件新的快速养护方法－干－湿热养护,以达到改善快速养护砼构件的质量,节约能源,加快模板周转率,提高生产率的目的。     

高性能混凝土内养护技术的研究现状

高性能混凝土由于其低水胶比和高胶凝材料用量,易产生收缩开裂现象.采用内养护可以改善混凝土内部的湿度场,提高混凝土内部的含湿量,从而有效地控制混凝土收缩裂缝的产生.本文阐述了国内外内养护技术的现状,分析了内养护技术的作用机理,以及内养护材料的选择,总结了饱水轻集料(LWA)和超强吸水剂(SAP)两类内养护材料对混凝土性能的影响.     

混凝土同条件养护等效龄期影响因素研究

混凝土同条件养护等效养护龄期影响因素众多,本文对其中的两个因素——混凝土的凝结时间及其所用水泥种类的影响作了模拟试验研究,以期为工程应用作参考。     

养护制度对特种水泥砂浆性能影响研究

论文主要研究了养护制度对特种水泥砂浆性能的影响。研究表明:烘养时间增加,水泥砂浆强度迅速增长,6h后强度增长减缓,在总养护时间相同时,烘养时间增加砂浆抗折强度下降;砂浆自然养护的收缩率是先标养后自然养护的2倍;先烘养后标养的试件膨胀率小,后期收缩率大;表面密封养护可以明显减少水泥砂浆的收缩率。     

柴油型冷补沥青混合料成型特性研究

该文研究了冷补沥青混合料的成型特性、强度形成原理和过程,提出了冷补沥青混合料试件的处理方法;掺加消石灰的冷补沥青混合料具有较大的初始强度和成型强度,分析了养生时间与稳定度及残留稳定度的规律;发现标号低的基质沥青制备的冷补沥青混合料具有较大的初始强度和成型强度;实际拌制混合料时发现,低标号的混合料施工可操作性较差;冷补沥青中柴油含量基本与初始强度呈现负相关的线性关系,实际混合料生产过程中一定要优选出合适的柴油含量;110℃下烘箱养生温度能够较为理想地模拟冷补沥青混合料的成型。     

沸石粉对自密实混凝土内养护效果的试验研究

论文主要研究沸石粉对自密实混凝土的强度和内养护效果的影响。通过六组108块胶砂龄期分为7d、28d、90d的试块的抗折和抗压强度以及5组90块混凝土试块的龄期为7d、28d、90d抗压强度的研究显示:掺有0~4%沸石粉对自密实凝土的胶砂体系强度的内养护效果和强度及掺有0~2%沸石粉对提高自密实凝土的内养护效果和强度效果最佳;在掺有沸石粉的自密实混凝土的强度和内养护性能可以协调发展,即在改善混凝土内养护性能的同时,提高混凝土的强度。     

自然环境条件对天津滨海新区盐渍土固化强度及耐久性影响研究

国家标准《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)规定,当土中的易溶盐含量达0.3%,并具有盐胀性、溶陷性和腐蚀性,称为盐渍土。盐渍土是一种特殊土,按照含盐类型,盐渍土分为硫酸盐渍土、碳酸盐渍土和氯盐渍土;按照所处的地理位置,盐渍土分为内陆盐渍土和滨海盐渍土。滨海盐渍土主要