一种间接拉伸强度仪研制与应用

摘要

在考虑岩土材料非均匀性的前提下，针对以往的研究成果存在着无法进行高强度间接拉伸的缺陷，采用三角锥棒代替圆形锥棒的方式克服了原有不足，研制出一套可与工业CT配套使用的岩土材料间接拉伸强度测试仪。通过试验测试与有限元分析相结合的方式确定了该试验装置的摩擦系数，利用该摩擦系数开展了与实测试验相对应的数值计算。采用两种不同缝宽的加载模块，开展了重塑黄土间接拉伸试验，并与劈裂试验、双轴贯入试验和圆环液压试验的测定结果进行了对比。利用所研制的试验装置，分别开展了低温条件下的沥青混凝土抗拉强度及沥青混凝土开裂规律的试验研究。创建了非均匀沥青胶结颗粒材料试样模型，按试验要求对其进行了虚拟力学仿真，并对沥青胶结颗粒材料试样内部细观力学特性的影响因素进行了分析。
　　利用数值计算的结果得到了对应不同缝宽加载模块的岩土材料间接拉伸强度计算公式。利用重塑黄土开展相关测试，验证了已得到的的抗拉强度计算公式及试验方法的可靠性。利用所研制试验装置开展的低温试验研究，得出了低温状态下沥青混凝土的抗拉强度及开裂规律。通过对沥青胶结颗粒材料内部细观力学特性进行虚拟仿真分析发现，所研制设备与CT配套后有可能成为一种连接岩土材料细观结构和宏观力学性能的新的检测手段。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 研究方法与技术路线

2 间接拉伸强度仪相关参数的确定及数值分析

2.1 试验设备的设计与加工

2.2 摩擦系数的确定

2.3 间接拉伸强度计算公式的确定

2.4 小结

3 试验验证对比

3.1 材料及属性

3.2 试验验证

3.3 试验结果分析

3.4 小结

4 间接拉伸强度仪的初步应用

4.1 不同低温状态下沥青混凝土抗拉强度的测试

4.2 不同低温状态下沥青混凝土的开裂规律的研究

4.3 小结

5 不规则试样圆环拉裂虚拟仿真初步实现

5.1 二维不规则颗粒模型的创建

5.2 不规则试样圆环拉裂试验虚拟仿真

5.3 小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录