不同围压下混凝土受压弹塑性损伤本构模型的研究

在ＭＴＳ公司８１５０２型电液伺服系统上，完成了围压由０～４０ＭＰａ范围内混凝土受压试验，发现随着围压的增大，应力应变全曲线的峰值应力与峰值应变均有所提高，但弹性模量基本不变在此基础上，根据等效应变假定和内变量理论，建立了考虑不可逆应变影响的弹塑性损伤本构模型只要计及峰值应力和峰值应变的变化，该模型可以统一地描述不同围压下混凝土的力学性能     

新型单向岩体应力,应变匹配系列传感器的研制

新型单向岩体应力、应变匹配系列传感器，是最新研制的应用于岩体及相似材料模型等压力、变形量测量的匹配型系列传感器，其弹性元件的弹性模量与被测岩体的弹性模量相等，是岩体应力、应变定量测量型传感器它可以同时测得岩体被测点的压力和变形量，其测量范围为硬岩、中硬岩体、软岩、具有一定弹性模量的相似材料和土壤等的应力、应变测量经过在井筒及其围岩和相似材料模型上的应用，其重复性、稳定性等技术指标满足了岩体和相似材料模型的测试     

煤和岩石弹性模量测定结果计算探讨

探讨了煤和岩石变形参数测定结果非自动检测系统数据计算处理方法,提出割线模量、弹性模量、泊松比和体积应变计算方法,并对体积应变计算公式进行了探讨.     

桩头材料强度对高应变测试结果的影响

针对国际、国内较广泛使用的基桩高应变测试技术，通过理论分析和与其它试验方法的对比试验等，指出基桩桩头质量（材料强度）对高应变测试结果具有较大影响，高应变测试技术理论尚有待进一步提高和发展，采用高应变测试结果时，宜结合其它测试技术结果，以便更能反映基桩的实际情况。     

悬浇连续箱梁控制断面应变分析

挂篮悬浇连续箱梁控制断面应变监测与分析可以对设计进行复核与对施工质量进行检验，是保证桥梁顺利合拢投入使用的有效措施。描述了某悬浇梁0^#块控制断面应变监测重点及传感器埋设；分析了部分应变传感器数据；用数值方法模拟了6^#块预应力筋张拉，制断面应变的变化，并与实测分析结果进行比较。     

地表位移场的非线性应变分析

本文把地表变形视作大变形，把有限变形线性力学理论应用到地表应变分析中．模拟计算结果表明，该理论能更精确地描述地表变形。     

立井井壁破裂前后应变演化分析

 摘 要：通过对埋深在井壁内的传感元件对井壁应变状态进行长期监测,获取大量井壁应变演化数据,对井壁破裂前-破裂中-破裂后的不同层位、不同方位应变演化过程进行了分析,探讨了井壁破裂前后的应变演化规律,指出井壁濒临破裂时,应变累积速率加快;井壁破裂过程中由于应力的重分布使得应变出现一定程度的释放;破裂后井壁应变逐渐累积;不同层位、方位传感器实测应变释放量与井壁破裂程度及距破裂点的距离有关。该研究成果对于预测评估井壁安全状况具有重要的指导意义。     

基于DIC技术的煤样裂隙发育特征及应变演化规律分析

为了深入分析煤样单轴压缩下裂隙发育特征及应变演化规律,采用数字图像相关技术(DIC)分别获得试验过程中试件裂隙场、应变场的全程图像和数据,研究结果表明：试件应变演化与裂隙发育具有潜在的联系,裂隙发育处往往存在明显的应变集中现象,在弯曲裂隙中,当其张开程度较大时,受垂直压应力影响,诱导反方向的水平变形,出现裂隙闭合,以及垂直应变剧增、水平应变剧减等现象。当裂隙张开或扩展时,最大主应变增大,同时会出现明显的应变集中现象|当裂隙闭合时,最大主应变减小,应变集中程度也随之减小|最大主应变方向与裂隙张开方向基本一致,与裂隙扩展延伸方向基本垂直。试件加载后期,裂隙快速发育,而此后也表现出多处局部应变快速集中现象。当试件裂隙瞬间产生或破坏时,最大主应变方向也会发生较大变化,该试验结果可作为试件破坏预警的前兆信息之一。     

复合材料层板动态力学性能和温度相关性的实验研究

在不同温度环境下，利用ＭＴＳ材料试验机，采用中等应变速率（１／ｓ）对玻璃布－环氧层板实施了冲击拉伸实验，测试了该材料在不同温度，不同应变速率下的应力应变曲线，确定了杨氏模量，拉伸强度和泊松比等力学参数，实验结果表明，玻璃布－环氧层板具有明显的应变率，温度效应，在室温以上温度环境下，该层板具有动态韧性，还分析讨论了复合材料拉伸试样设计的一些主要问题，给出了哑铃形式结合粘结幅中强片和销钉拉伸的复合材料     

井筒井壁应变自动监测系统及其工程应用

为了在工程中实测井壁附加力的演化,需要在井壁上设立监测测试系统,文章评论了差动电阻式传感器监测井壁附加应力的监测系统的设计及监测方法,并对已经在大屯、徐州等地实施的井壁自动安全监测系统做出评价,根据监测到的数据,分析了该监测系统的性状,并分析了监测数据的适用性、可靠性及有效性,提出了井壁运行后埋设的传感器测试到的数据为随时间变化的井壁附加应变和温度应变。     

大尺寸混凝土模型爆破试验与动态应变观测

通过三个模型多次爆破和动态应变测试,得出在不同的介质和不耦合系数时主炮孔峰应变表达式和爆破动态应力的半经验计算方法,提出了预裂参数和光面爆破参数的另一种计算方法,实测预裂缝降低主炮孔峰应变23.6%～60%。     

机械构件线应变电磁检测系统的研究

提出了基于等间距磁刻度应变电磁检测的新方法。设计了信号处理和波形转换电路,将对应变的检测转化成为对时间量的计测,推导了时间量与构件应变之间的数学表达式。以AT89C52单片机为核心,开发了应变检测系统的数据采集系统。利用上位机虚拟仪器完成对检测结果的显示、存储和打印等功能。     

考虑岩体及支护弹粘性的圆形巷道薄壁支护解析解

利用拉氏变换方法推导了圆形巷道处在平面应变情况下，在原岩的竖向和侧向应力相等时的薄壁筒支护弹粘性解析解，其中支护材料假设为马克斯韦尔体，岩体为包埃丁－汤姆逊体。以此为基础提出了考虑支护材料力学性质随时间变化的支护受力、变形计算方法，即把支护受力过程根据精度需要分成若干个首尾相接的时间区间，在每一区间内支护材料的力学参数取一定值，用不同区间内参数取值的不同，反映材料力学性质的变化，使用推得的解析计算     

桩基静载荷试验应变测量及应用

在桩基静载荷试验中引入应变测量进行桩的侧摩阻力qs及桩端阻力qp的划分,应用材料力学的复合截面理论分析在桩顶荷载作用下,桩身的应力状态,根据测得的复合截面应变ε推算出截面应力,根据静力平衡原理计算各测段的qs值,这样就得到了桩的侧摩阻力qs沿桩身分布情况。结合工程实际,测试桩基中某一截面以下桩的承载力,最后分析了应变测量误差。     

一种基于应变能理论的加速蠕变本构模型

采用连续介质应变能理论分析蠕变宏观力学行为突变的过程,定义临界应变能密度值作为预测加速蠕变发生时刻的控制参数,采用西原正夫元件模型与Perzyna黏塑性理论相结合,考虑应力状态对加速蠕变的影响,用过屈服应力比函数反映加速阶段蠕变应变速率变化,建立了一种能描述蠕变3个阶段全过程的加速蠕变本构模型。该方法确定的加速蠕变时刻不仅能反映累积蠕变应变量的影响,而且能有效反映应力状态对加速蠕变的影响,为实现预测加速蠕变提供了可能,并且确定本构模型参数所需试验数量大大减少,为实际运用提供了方便。最后结合三轴蠕变试验,采用D-P屈服准则结合塑性流动法则,分析了不同流动法则对预测加速蠕变发生时刻的影响规律,数值模拟结果与试验数据基本吻合。     

铜合金冷态流动应力数学模型

自行设计，制作平面应变压缩试验装置，对生产现场采集的两个品种的铜合金进行压缩实验，测定冷变形时的流动应力；通过对８种结构形式的流动应力数学模型的分析和比较，分析各种变形条件对流动应力的影响，获得结构简单，计算精度高，适合于现场计算机在线控制使用的数学模型。     

基于可释放应变能的岩石扩容准则

针对当前扩容准则计算精度不高,且难以反映震源释放应变能对岩体扩容影响的问题,基于能量转化是物质物理过程的本质属性,通过理论分析和试验研究,从弹性应变能的角度对已有扩容准则进行了研究,并据此建立了广义扩容准则。结果表明,已有扩容准则将泊松比等于0.5看作是任意应力状态下材料扩容的前提;已有线性扩容准则未考虑中间主应力对扩容影响,且扩容应力随围压线性增加。在对扩容准则分析的基础上,从能量角度提出弹性应变能达到某一临界值时材料开始扩容,并据此建立广义扩容准则;该准则突破了材料扩容时泊松比恒为0.5的传统假设,且能反映中间主应力、弹性模量、泊松比及未知可释放应变能(或震源释放应变能等)等对岩体扩容的影响;当泊松比等于0.5时,该准则蜕化为既有扩容准则;应力水平相同时,泊松比越小,广义扩容准则计算的扩容应力越小;随中间主应力增加,广义扩容准则计算的扩容应力可能会降低。广义扩容准则为地震预报提供了理论支撑,既可计算受震源释放应变能影响的岩体是否扩容,又可计算发生扩容的岩体吸收应变能大小。三轴拉伸与三轴压缩条件下岩石扩容应力的计算表明,广义扩容准则可描述岩石的扩容特性,并分析了产生上述结果的内在机理。广义扩容准则对岩石扩容、地震预报、深部矿产资源的开采及地下工程的稳定性均具有重要意义。     

多孔低压注水过程松散层沉降研究

为改善因水位降而导致的地层持续沉降,采用多孔联合长期注水的方法使松散层失水沉降得到控制。用地层光纤光栅监测系统对地层应变进行实时监测,提出了松散层压缩量计算的应变量模型,由此可以掌握注水对地层沉降的影响效果。介绍了编号Z2,Z4,Z5,Z6四个注水孔在深度138.80~171.40 m区间的注水过程,以及编号Q下-1,Q下-3,Q下-4,Z1四个水文观测孔在深度114.00~176.40 m区间的水位变化,和对应地层应变的光纤光栅监测的结果。随着注水量的增加,松散层压缩状态得到改善,由压应力向拉应力状态发展,光纤光栅传感器波长变化与同层位的水位变化趋势具有同步对应关系,注水量每增加1 000 m 3,松散层微应变增大1.715。监测表明,注水单孔流量3.79~6.00 m 3/h,年注水量达到132 973.23 m 3,可以控制松散层的沉降发展。     

基于分段解除的深部空心包体应变计中非线性优化算法

随着浅部资源的日益枯竭,地下开采的深度不断增大,千米级乃至更深的矿产资源开采已成为常态。因此弄清深部岩体原岩应力的赋存环境是至关重要的,目前CSIRO地应力测量作为国际岩石力学学会建议直接测量方法,在世界各地广泛使用。在浅部岩体空心包体应变计地应力测量解析式中,弹性模量和泊松比都是通过室内双轴加载数据拟合获得的常数。进入深部岩体表现出高度的非线性,在对解除岩芯进行高压双轴加卸载试验中发现围压与应变的关系非线性,并且随着围压不断增大非线性关系尤为突出。传统的双轴加载试验设备最大围压加载值试验室内测得20 MPa,不能满足深部岩体解除岩芯的高压双轴试验模拟解除岩石在深部所受的应力环境。因此对传统的设备进行改造,研发了一套高压双轴加载试验装置,所承受的理论最大径向压力为200 MPa以上,目前试验测试的最大围压为100 MPa。对三山岛金矿埋深800 m的解除岩芯进行了高压双轴加卸载试验,分析应力与应变的关系提出一种平均应力与体积模量和剪切模量之间的非线性双曲线模型,明确了模型中3个拟合参数的物理意义,推导出平均应力与应变之间的非线性关系特征公式。基于弹性力学理论原岩应力分量计算在不考虑解除路径时,应用最小二乘法进行计算后获得最大主应力大小为53. 11 MPa,西北312°,倾角为8°。本文提出的考虑解除路径的优化算法,将整个解除过程分成多个阶段,每个阶段的变形模量计算参数与解除岩芯所受应力状态有关,且符合推导的应力与应变的非线性关系公式,各个阶段叠加计算的最大主应力大小为47. 78 MPa,西北311°,倾角为5°。