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狗牙根根系抗拉性能对水淹时长的响应

农业工程学报 2023年第6期39卷 103-110页

作者：夏振尧闫茹冰张伦张千恒朱志恩董欣慧向瑞代运肖海三峡库区地质灾害教育部重点实验室宜昌443002 三峡大学土木与建筑学院宜昌443002 三峡库区生态环境教育部工程研究中心宜昌443002 葛洲坝集团交通投资有限公司武汉430000

为明确水淹胁迫下植物根系对水淹时长的响应特征,该研究以三峡库区消落带优势植物狗牙根根系为研究对象,以未水淹为对照,分析不同水淹时长下(0,15,30,60,90,120,150和180 d)狗牙根根重密度、根系活力及抗拉性能的变化规律,明确根系抗拉... 详细信息

为明确水淹胁迫下植物根系对水淹时长的响应特征,该研究以三峡库区消落带优势植物狗牙根根系为研究对象,以未水淹为对照,分析不同水淹时长下(0,15,30,60,90,120,150和180 d)狗牙根根重密度、根系活力及抗拉性能的变化规律,明确根系抗拉性能对水淹时长的响应规律。结果表明:随着时间的增加,对照组根重密度和根系活力基本无明显变化,而淹没组根重密度与根系活力均随水淹时长增加呈先急剧减小后缓慢减小的变化规律,水淹初期(15 d)减小量分别占根重密度和根系活力总减小量的65.15%和75.86%。水淹环境会明显降低狗牙根根系抗拉性能,根系最大抗拉力和抗拉强度均随水淹时长的增加而下降,180 d水淹分别造成根系抗拉系数和抗拉强度系数减小了59.46%和59.48%。不同直径根系对水淹的响应程度有所不同,根系最大抗拉力下降程度随其直径的增加而增加,0.6~0.7 mm直径狗牙根根系最大抗拉力下降幅度最大,达7.56 N,抗拉强度下降程度则随根系直径的减小而增加,0.1~0.2 mm直径狗牙根根系抗拉强度下降幅度最大,达36.42MPa。因此,水淹显著降低狗牙根根重密度、根系活力和抗拉性能(P抗拉性能的变化。研究结果对进一步探究水淹胁迫下根系固土机理具有重要科学意义。

关键词：根系抗拉性能单根抗拉水淹环境根系活力狗牙根消落带

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超高性能混凝土受拉性能试验研究

铁道学报 2022年第5期44卷 157-165页

作者：方志周腾刘路明胡锐黄政宇湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

为研究超高性能混凝土材料的受拉性能,对强度等级150 MPa的15组共50个UHPC试件分别进行轴拉、弯拉和劈拉性能测试,获得钢纤维掺量和形状对UHPC轴拉试件应力-应变曲线、延性、耗能能力和裂缝发展的影响,以及轴拉、弯拉和劈拉强度间的关... 详细信息

为研究超高性能混凝土材料的受拉性能,对强度等级150 MPa的15组共50个UHPC试件分别进行轴拉、弯拉和劈拉性能测试,获得钢纤维掺量和形状对UHPC轴拉试件应力-应变曲线、延性、耗能能力和裂缝发展的影响,以及轴拉、弯拉和劈拉强度间的关系。结果表明:钢纤维体积掺量不超过1%时,UHPC轴拉表现出单缝开裂的应变软化特征,钢纤维掺量不小于2%时,则表现出多缝开裂的应变硬化特征;包括卸载曲线在内的UHPC轴拉应力-应变全曲线在初裂点、峰值点、极限点和卸载点等相邻特征点间基本呈线性变化,受拉与受压弹性模量相近,材料的塑性耗能能力基本由基体内纤维的塑性变形提供;端钩纤维仅对UHPC轴拉时的峰值点应变、塑性耗能能力及多缝开裂时的裂缝间距影响较为显著,对其他性能的影响较小;随着钢纤维掺量的增加,UHPC轴拉、弯拉和劈拉强度均近似线性增大且弯拉强度对其最为敏感,轴拉强度与弯拉和劈拉强度比逐渐降低。

关键词：超高性能混凝土应力-应变曲线应变硬化抗拉性能

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水泥-纤维固化风积砂劈裂特性跨尺度研究

沈阳建筑大学学报：自然科学版 2023年第1期39卷 88-96页

作者：张向东庞帅李文亮李军梁立东辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000

目的研究水泥掺量、纤维掺量和纤维长度对固化风积砂劈裂强度的影响规律,揭示添加剂掺量,纤维赋存形态及长度对水泥-纤维固化风积砂劈裂强度的影响机理。方法将水泥、玻璃纤维作为添加剂掺入风积砂中,采用劈裂试验测定试样的劈裂强度... 详细信息

目的研究水泥掺量、纤维掺量和纤维长度对固化风积砂劈裂强度的影响规律,揭示添加剂掺量,纤维赋存形态及长度对水泥-纤维固化风积砂劈裂强度的影响机理。方法将水泥、玻璃纤维作为添加剂掺入风积砂中,采用劈裂试验测定试样的劈裂强度,采用CT断层扫描技术,获取水泥-纤维固化风积砂不同层位平扫切片,并借助Avizo图像处理软件对CT平扫切片进行内部形态三维重构。结果在掺量为0.3%的6 mm纤维及水泥掺量10%的组合条件下,试样劈裂强度达到最大值;当纤维掺量控制在0.3%时,纤维可均匀地赋存在试件内部,形成交错网状的三维结构;采用CT三维重构方法从细观证实了当纤维在试样内部达到理想赋存形态时,纤维对水泥-纤维固化风积砂的劈裂强度起到增益效果。结论掺入适量的水泥和纤维可改善风积砂的工程力学特性,研究成果可为水泥-纤维固化风积砂路基病害防治提供科学依据。

关键词：固化风积砂玻璃纤维劈裂强度抗拉性能 CT三维重构

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绳结涡旋对绳索抗拉性能的影响

机械科学与技术 2024年第3期43卷 526-532页

作者：王哲赵海涛刘扬陈吉安上海交通大学航空航天学院上海200240 上海航天技术研究院上海宇航系统工程研究所上海201109

PBO绳索具有优良的性能,被广泛应用于航空、航天等诸多领域。本文以PBO绳索的绳结为研究对象,通过打结绳索和未打结绳索拉伸实验对比,发现绳索打结极大地降低了绳索的抗拉性能。为了深入探究打结使绳索抗拉性能降低的原因,利用UG软件建... 详细信息

PBO绳索具有优良的性能,被广泛应用于航空、航天等诸多领域。本文以PBO绳索的绳结为研究对象,通过打结绳索和未打结绳索拉伸实验对比,发现绳索打结极大地降低了绳索的抗拉性能。为了深入探究打结使绳索抗拉性能降低的原因,利用UG软件建立了绳结模型,从绳结涡旋和等效长度的角度进行研究。经过对多种绳结的拉伸实验研究,提出了一种评估打结对绳索抗拉性能影响的方法,并用实验验证。结果表明:该评估方法能根据绳结等效长度和涡旋总边数的比值,实现对绳结的抗拉性能评估;为新绳结的设计及评估提供参考。

关键词： PBO绳索绳结涡旋抗拉性能

水平定向钻进钻杆接头螺纹承载能力分析及结构优化研究

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隧道建设（中英文） 2022年第S02期42卷 487-493页

作者：刘在政中国铁建重工集团股份有限公司湖南长沙410100

为解决长距离水平定向钻进过程中,钻杆螺纹接头部分易断裂失效,严重影响水平定向钻机钻进施工的问题,采用数值模拟的方法,建立水平定向钻进钻杆螺纹接头的二维数值仿真模型,揭示钻杆螺纹接头在上扣作用下的受力特征,分析不同拉力和压力... 详细信息

为解决长距离水平定向钻进过程中,钻杆螺纹接头部分易断裂失效,严重影响水平定向钻机钻进施工的问题,采用数值模拟的方法,建立水平定向钻进钻杆螺纹接头的二维数值仿真模型,揭示钻杆螺纹接头在上扣作用下的受力特征,分析不同拉力和压力作用下钻杆螺纹接头抗拉和抗压性能。最后,基于正交试验优化方法,对锥度、螺距、牙高、承载面角度和导向面角度等钻杆螺纹接头关键结构参数进行优化。研究结果表明,当钻杆接头螺纹参数组合为:锥度1∶16,螺距6.25 mm,牙高3.195 mm,承载面角度28°,导向面角度32°时,钻杆承载性能最佳;与优化前的钻杆螺纹接头相比,采用最优配置参数的钻杆螺纹接头抗拉性能提高了9.8%,抗压性能提高了15.2%。

关键词：水平定向钻机钻杆接头数值仿真抗拉性能抗压性能正交试验

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UHPC力学性能的多指标分级

中国公路学报 2021年第8期34卷 23-34页

作者：陈宝春杨简吴香国黄卿维福州大学土木工程学院福建福州350108 桥梁技术创新与风险防治国际联合研究中心福建福州350108 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

材料性能分级是结构设计方法建立的基础性工作。为探究超高性能混凝土(UHPC)合理的材料性能分级方法,以钢纤维掺量为主要参数,开展了3组试验,分别是抗压强度相同的UHPC单轴拉伸(直拉)强度测试、UHPC的抗拉性能(含初裂强度、抗拉强度与... 详细信息

材料性能分级是结构设计方法建立的基础性工作。为探究超高性能混凝土(UHPC)合理的材料性能分级方法,以钢纤维掺量为主要参数,开展了3组试验,分别是抗压强度相同的UHPC单轴拉伸(直拉)强度测试、UHPC的抗拉性能(含初裂强度、抗拉强度与峰值拉应变)测试和UHPC劈裂、抗折和直拉强度的对比试验。试验结果表明:UHPC抗拉强度与抗压强度不存在简单的线性对应关系,UHPC性能分级不能仅采用抗压强度这一单一指标,而应同时考虑抗压与抗拉性能;随纤维掺量的增加,UHPC初裂强度、抗拉强度与峰值拉应变的增强幅度并不相同,UHPC抗拉性能分级时,不应只考虑抗拉强度,而应同时考虑3项性能指标;劈裂强度、抗折强度与直拉强度间不存在简单的线性换算关系,抗拉强度应直接采用直拉试验测试。在试验研究的基础上,提出考虑纤维增强作用的UHPC力学性能多指标分级方法。根据大量文献数据的统计分析结果和工程应用情况,建议了UHPC力学性能的具体分级和相应的指标值。

关键词：桥梁工程超高性能混凝土试验研究钢纤维抗拉性能抗压强度弹性模量

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弧面竹青抗拉性能试验

林业工程学报 2022年第3期7卷 60-66页

作者：梅诗意赵东晖孟鑫淼齐晗笑高颖北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 北京林业大学土木系北京100083 隆德大学建筑与建筑环境学院瑞典隆德22363

为探究原竹弧面竹青的截面识别方式及其抗拉性能的影响因素,在竹根、竹中与竹梢3种高度取材,削去原竹表面蜡质层后,制作弧面竹青试件。基于Ostu算法对弧面竹青试件进行截面识别,计算截面面积、截面维管束面积占比等关键参数;开展抗拉性... 详细信息

为探究原竹弧面竹青的截面识别方式及其抗拉性能的影响因素,在竹根、竹中与竹梢3种高度取材,削去原竹表面蜡质层后,制作弧面竹青试件。基于Ostu算法对弧面竹青试件进行截面识别,计算截面面积、截面维管束面积占比等关键参数;开展抗拉性能测定,分析弧面竹青抗拉性能与维管束面积占比、取材高度、试件厚度及含水率之间的关系,分析竹青维管束和基质等细观构造的抗拉性能。结果表明:原竹弧面竹青试件的维管束面积占比与试件取材高度呈正相关,与试件厚度呈负相关,不同试件的离散性很高,弧面竹青自身条件和加工工艺都会对截面识别产生较大影响;试件的顺纹抗拉强度和弹性模量试验值,与试件取材高度呈正相关,与试件厚度呈负相关,经含水率修正后,12%含水率下竹青的抗拉强度增大,弹性模量减小。提出了不同含水率下基于截面维管束面积占比的竹青顺纹抗拉弹性模量计算公式,可用于弧面竹青弹性模量的预测;利用竹青细观构造与宏观力学性能的关系式,计算得维管束和基质的顺纹抗拉弹性模量分别为48.16和7.57 GPa。

关键词：原竹弧面竹青 Ostu算法维管束识别抗拉性能

短-连续碳纤维同步增强热塑性复合材料预浸线材制备及3D打印工艺分析

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机械工程学报 2024年

作者：王福吉王公硕王洪全付饶吴博王琦大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连理工大学辽宁省先进复合材料高性能制造重点实验室

碳纤维增强热塑性复合材料3D打印技术，是实现先进复合材料复杂结构件一体化制造的有效途径。由于短纤维不连续、连续纤维间基体的载荷传递能力弱，3D打印短或连续碳纤维等单一形态纤维增强热塑性复合材料的力学性能提升进入瓶颈期。发... 详细信息

碳纤维增强热塑性复合材料3D打印技术，是实现先进复合材料复杂结构件一体化制造的有效途径。由于短纤维不连续、连续纤维间基体的载荷传递能力弱，3D打印短或连续碳纤维等单一形态纤维增强热塑性复合材料的力学性能提升进入瓶颈期。发展短-连续碳纤维同步增强热塑性复合材料(Short-continuouscarbonfibersynchronousreinforcedthermoplastic composites, S/C-CFRTP) 3D打印技术，是突破复合材料复杂结构件高质量制造技术瓶颈的重要途径。然而，由于含短纤维的基体熔融黏度大、3D打印温压时变性强，现有原位浸渍工艺难以保证基体对连续纤维的充分浸渍，导致3D打印S/C-CFRTP力学性能较差，无法满足工程应用需求。提高纤维-基体浸渍程度是实现S/C-CFRTP高质量3D打印的关键。基于离线浸渍方法，提出同步增强预浸线材制备及3D打印工艺。研究了同步增强预浸线材制备工艺路线、参数对其浸渍程度、纤维含量及抗拉强度的影响，提出了“混合-浸渍-定形”工艺路线、“小制丝速度-大出口直径”工艺参数的预浸线材高质量制造策略，其抗拉强度达448.70 MPa。同时，通过对比不同打印工艺成形样件的空隙、纤维含量和抗拉性能，发现预浸线材挤出工艺将S/C-CFRTP的空隙率降低近一半，纤维含量提高约7%，抗拉强度和模量提升约18.6%和11.6%，达约430.45 MPa和38.51 GPa。

关键词：短-连续碳纤维同步增强热塑性复合材料预浸线材 3D打印浸渍程度抗拉性能

工程用水泥基复合材料抗拉及抗弯性能研究与评估

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采矿与安全工程学报 2024年

作者：巩妮娜柳文淑蔡小宁范向前章鹏耿方方江苏海洋大学土木与港海工程学院南京工程学院建筑工程学院南京水利科学研究院南京工程学院土木工程与智慧管理研究所

为了研究工程用水泥基复合材料(ECC)的抗拉性能及抗弯性能，开展了9组ECC的抗拉试验、抗弯试验，探讨了水胶比、粉煤灰掺量对ECC力学性能的定量影响规律，分析抗拉强度、极限拉应变、弹性模量、抗弯强度、弯曲韧性等参数的变化规律，并... 详细信息

为了研究工程用水泥基复合材料(ECC)的抗拉性能及抗弯性能，开展了9组ECC的抗拉试验、抗弯试验，探讨了水胶比、粉煤灰掺量对ECC力学性能的定量影响规律，分析抗拉强度、极限拉应变、弹性模量、抗弯强度、弯曲韧性等参数的变化规律，并进行综合性能评估。结果表明：随着水胶比的增大，ECC的初裂抗拉强度和极限抗拉强度均呈现下降趋势，当水胶比大于0.35时，极限抗拉强度随粉煤灰掺量的增大逐渐减小；E5、E8试件极限拉应变超过4.5%，极限拉应变的变化规律与试件开裂模式相关性强。随着水胶比的增大，ECC的初裂抗弯强度和极限抗弯强度减小，极限挠度显著增大，涨幅最大可达229%；粉煤灰掺量取60%时，试件初始弯曲韧度比较高，峰前增韧效果较好，水胶比取0.35时，残余弯曲韧度比略高，峰后韧性较好。9组试件均满足多裂缝开裂机制的应力准则。基于雷达图评估，推荐E5(m水泥: m粉煤灰: m水: m石英砂= 0.40 : 0.60 : 0.35 : 0.36，PVA纤维体积分数2%)为综合性能表现优异的组别。

关键词：工程用水泥基复合材料水胶比粉煤灰掺量抗拉性能抗弯性能