轴压试验

摘要： 寒区土木工程设施建设为组合结构的应用提供了发展空间.本文为研究方高强钢管-混凝土组合柱的低温轴压性能,开展了寒区低温下10个采用Q690、Q960方高强钢管-混凝土组合柱轴压试验,揭示了该组合柱低温轴压下的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、极限抗压承载力以及延性等力学性能,分析了低温、钢管壁厚、及钢管强度等参数对该组合柱轴压性能影响.试验结果表明:低温环境下方高强钢管-混凝土组合柱破坏形态为钢管局部屈曲、混凝土压碎及钢管角部焊缝开裂.低温下方高强钢管-混凝土组合柱荷载-位移曲线与其常温曲线相似,包括线性、非线性和衰退阶段.在构件达到峰值承载力时发生混凝土压碎;在荷载-位移曲线衰退阶段,高强钢管发生局部屈曲以及角部焊缝开裂.低温水平对高强钢管-混凝土组合柱极限抗压承载力及刚度均有改善,但削弱其延性.增加高强钢管壁厚及提高钢管材料强度可改善方高强钢管-混凝土组合柱低温轴压性能.该研究构建了考虑低温影响的方高强钢管-混凝土非线性有限元数值分析模型.验证结果表明该有限元模型可较好地模拟高强钢管-混凝土组合柱的低温轴压性能.最后,该研究基于国内外规范计算公式对比分析了高强钢管-混凝土短柱的极限抗压承载力,发现中国规范(GB 50936—2014)对承载力的评估偏于保守,而美国规范(AISC 360-10)的计算结果准确性更高.

摘要： 开展了3根圆台形钢管混凝土短柱和1根圆柱形钢管混凝土短柱轴压试验,保持核心混凝土中部截面直径不变,以钢管混凝土短柱核心混凝土上表面与下表面直径比α为试验主要研究参数,对短柱的破坏特征和轴压力学性能进行了分析。试验结果表明:圆台形钢管混凝土短柱最终破坏形态为上端部钢管鼓屈,钢管与核心混凝土发生分离,试验过程中核心混凝土产生裂缝最终被压碎,α越大,核心混凝土加载后形态保留越完整;圆台形钢管混凝土短柱和圆柱形钢管混凝土短柱的轴向荷载-应变曲线基本相同,圆台形钢管混凝土柱具有较大的延性;短柱的极限承载力随着α的增大而增大。基于钢管屈服准则利用极限平衡静力法推导了考虑α和钢管内壁与地面夹角θ的圆台形钢管混凝土短柱轴压极限承载力计算公式,并验证了公式的合理性。

摘要： 为了研究碳纤维布(CFRP)约束型钢混凝土矩形柱的轴压性能,对29个构件进行静力加载试验,考虑配筋率、预载水平、截面圆角半径和高宽比、纤维布加固率和加固方式共6个参数.结果表明:所有约束柱均以核心区混凝土压碎和纤维布断裂为破坏标志;随着预载水平提高,布的有效拉应变不断减小,柱承载力降低;随着圆角半径增大和高宽比减小,纤维布环向应变更高且分布趋于均匀;随着加固率增加,柱破坏模式由弱约束转成强约束,纤维布加固效率降低;在同等用量布的加固下,当条带宽度和间距减小时,构件承载力增幅增加.基于各因素对约束应力的影响,确定了区分大尺寸柱强弱约束模式的界限值;采用叠加法建立了多参数的约束型钢柱轴压承载力计算式.

摘要： 依据《再生混凝土结构技术标准》(JGJ/T 443—2018),按照再生粗骨料(RCA)掺入量0%、50%和100%制作18个试件并进行轴压力学性能试验,研究RCA取代率对圆钢管约束再生混凝土(RACCST)试件承载力和应力-应变关系的影响。结果表明:RACCST试件轴压极限荷载随RCA取代率增加而略有下降,基于Mander模型和试验数据,给出建议的RACCST应力-应变关系表达式。

摘要： 为了深入研究工程建设中几种C25~C40强度等级混凝土经历火灾高温后的力学性能变化规律,提出了相对精确的剩余强度计算方法和受压本构方程,以经历温度、混凝土强度等级、恒温时间为变化参数,设计并完成了120个棱柱体试件的轴压试验,分析了各变化参数对其峰值应力、轴压刚度及耗能能力的影响规律,并给出了相应的剩余强度计算公式和轴压应力-应变本构方程的参数取值。结果表明:各试件的峰值应力、轴压刚度及耗能能力均随经历温度的升高而逐渐降低,随混凝土强度等级的提升呈现先小幅降低而后升高的变化趋势;增加恒温时间对试件的轴压力学性能不利,但影响程度不大。

摘要： 为研究结构工程中高强铝合金轴心受力构件的局部稳定性能,对7个7075-T6铝合金H型截面短柱开展了轴心受压试验,测量了7075-T6铝合金的材料力学性能和试件的局部几何初始缺陷,分析了试件的破坏形态、局部屈曲承载力、极限承载力.试验结果表明,7075-T6铝合金材料平均名义屈服强度达到536 MPa;试件翼缘与腹板的平均局部几何初始缺陷幅值分别为0.29%和0.04%,属于《铝合金建筑型材第1部分:基材》(GB/T 5237.1—2017)中的高精级构件.采用基于板件应变的“应变反转法”与基于板件位移的“N-w^(2)法”确定了构件的局部屈曲荷载,板件宽厚比越大,构件局部屈曲应力与极限应力越小,同时局部屈曲应力与极限应力的比值也越小,说明对于宽厚比大的板件,其局部屈曲后强度提升明显,设计中应予以利用.将构件的极限承载力的试验结果与各国规范计算值进行了对比,现行《铝合金结构设计规范》(GB 50429—2007)和欧洲规范(EN 1999-1-1:2007 Eurocode 9)均采用“有效厚度法”对铝合金板件屈曲后强度进行设计,美国规范(The Aluminum Design Manual 2015)基于全截面计算,通过材料强度折减,以考虑局部屈曲引起的截面承载力的降低.3个规范计算值与试验结果的平均比值分别为0.840、0.824和0.923,表明现行国家规范和欧洲规范均对7075-T6高强铝合金轴压构件的极限承载力的计算偏于保守,美国规范的计算结果更加准确.

摘要： 目前桥梁橡胶支座的健康监控通常采用定时手工和目测检测方法。针对手工和目测方法存在操作不便、危险性较高、无法完全确定支座可靠性等问题,设计一种安全可靠且经济的智能盆式支座。智能盆式支座的设计方法:在普通盆式支座的基础上进行结构改造,并在内部布设传感器,连接应力-应变采集系统,组成可视化监测网络,实现支座整体受压变形和内部应力-应变数据实时采集及其可视化监控,从而保障桥梁结构安全。采用支座实体试验和有限元分析计算方法对同一盆式橡胶支座的受力进行对比分析和相互验证。结果表明,智能盆式支座的力学性能与普通盆式橡胶支座原型的力学性能基本相似,由此验证了橡胶支座智能化设计的可靠性,为该类支座产业化设计和推广应用提供理论和试验依据。

摘要： 以是否配置纵向加劲肋和格构式钢骨为主要变化参数,对4组共8个不同内部构造形式的钢管混凝土试件进行了轴心受压试验,对比分析了格构式钢骨-钢管混凝土构件和普通钢管混凝土构件的轴压性能.结果表明:与普通钢管混凝土试件相比,内配纵向加劲肋试件的极限承载力提高了4.65%,内配格构式钢骨试件的极限承载力提高了10.53%,同时配置纵向加劲肋和格构式钢骨试件的极限承载力提高了21.12%.各组轴压试件的破坏形态基本一致,以整体失稳变形为主,伴随外钢管不同程度的鼓曲变形.格构式钢骨和内填混凝土在构件中形成小的“核心柱”,“核心柱”可延缓或抑制核心混凝土的裂缝发展,明显提高构件的承载能力和延性.利用有限元软件ABAQUS对格构式钢骨-钢管混凝土构件进行了轴心受压全过程数值模拟分析,明确了各部件的应力发展过程.提出了格构式钢骨-钢管混凝土构件的轴压承载力计算公式,公式计算结果与试验结果吻合较好且总体偏于安全.

摘要： 为研究铝合金、不锈钢新型金属管及其混凝土短柱的力学性能,对4种材料不同的短柱试件进行轴压试验,总结并分析了新型金属管及其混凝土短柱的破坏过程和受力特征。试验结果表明,新型金属管具有较高的承载力和良好的延性,而且不锈钢管混凝土短柱有较高的承载力以及较好的塑性性能。利用有限元软件ABAQUS对新型金属管混凝土短柱进行有限元模拟分析,有限元模拟分析与试验得到的试件承载力、延性曲线结果吻合较好,验证了有限元模拟分析的准确性。

摘要： 为了克服平腹钢板面外刚度较低,容易屈曲且与混凝土黏结较弱的特点,将梯形波纹钢板引入PEC柱中,形成梯形波纹腹板PEC柱截面形式。为研究其轴压承载性能,设计并完成5根不同长细比和不同横向系杆间距的竖向梯形波纹腹板PEC柱轴压试验,得到PEC柱试件在轴压作用下的破坏形态、荷载–位移关系曲线、荷载–应变关系曲线等。结果表明:所有柱的破坏失效模式具有相似性,都表现为翼缘鼓曲和混凝土压碎失效;由横向系杆、翼缘、波纹腹板组成的约束形式能够较好地约束混凝土,提高混凝土抗压强度,增强构件延性,提高变形能力;随着长细比增加,试件的初始刚度、峰值承载力均有所降低,但峰值后变形能力增强,延性较好;随着横向系杆间距的减小,试件的初始刚度、峰值荷载和延性系数均增大,试件具有更优越的轴心抗压性能。将有限元模拟结果与试验结果进行对比,在验证模型有效性的基础上,参考相关规范,结合试验结果和有限元拓展分析结果,利用叠加原理拟合得到竖向梯形波纹腹板PEC柱在轴心受压状态下的承载力计算公式。公式计算结果可靠度较高,且具有一定的安全储备,可为实际施工设计提供参考建议。

摘要： 大规格高强度角钢现已被广泛应用于我国的特高压输电线路工程.研究表明,采用此类构件可大幅提高构件的承载力,经济效益明显,但目前对于其较高承载力的来源尚缺乏深入研究.对此,本文以肢宽为250mm、肢厚为28mm、长细比为30～60的12根Q345材质的大规格角钢构件为研究对象,进行了系统性的轴压试验.通过对各试件的失稳形态进行统计,并结合我国现行规范,对试验现象及结果进行了分析.结果表明:此类构件的失稳形态以弯曲失稳为主,且局部稳定性较好;由于壁厚较大,存在截面次翘曲扇形惯性矩Inω,提高了构件的抗扭刚度;截面次翘曲扇形惯性矩Inω对换算长细比的影响,在小长细比试件中更为明显.

摘要： 试验中设计了4组共12个十二边形中空夹层钢管混凝土柱,通过对其进行轴压试验,研究各试件的受力过程及破坏形态,测得荷载-应变关系曲线,观察内外钢管的局部屈曲现象.研究结果表明:十二边截面中空夹层钢管混凝土柱在轴压作用下,外钢管出现局部屈曲,形态与圆形截面的畸变屈曲类似,没有发生棱角之间的平板部位的局部屈曲;内钢管也发生了局部屈曲,并且只能发生向内的屈曲变形;试件破坏为钢管鼓曲和内部混凝土压碎,表现出良好的延性.建议的十二边截面巾空夹层钢管混凝土柱的承载力设计公式能较好预测其轴压承载力.

摘要： 为克服目前普通十字形钢管混凝土柱焊接工作量大,钢管对核心混凝土约束效应较弱的缺点,提出了一种由方钢管和槽钢焊接而成的组合十字形截面钢管混凝土柱,并以截面形式和长度为主要参数设计了5根试件,对其进行轴压试验,考察试件的破坏形态、荷载-纵向应变关系曲线和极限承载力.分析各参数对组合十字形截面钢管混凝土柱轴压力学性能的影响.

摘要： 为了改进现有基坑工程钢支撑活络端节点的连接、受力和拆卸方式,以进一步提高基坑内支撑体系的安全性和稳定性,设计研发了三种型号的新型基坑工程钢支撑活络端节点,通过室内轴压试验,研究了不同型号的力学性能.试验研究结果表明:新型活络端节点整体刚度高于Φ609钢支撑理论计算刚度;弹性试验中,三种型号分别加载到设计轴力1000kN、2000kN和3000kN时,位移在3～5mm以内,承载力满足设计要求;同一型号,调节长度小时,刚度高;在塑性与破坏试验中,三种型号的极限荷载分别为4185kN、5865kN和8300kN;高强螺栓为易损件,螺栓屈服后,试件仍能承载.新型活络端节点能有效控制基坑变形且可重复使用,这种新型活络端头可以进一步推广到明挖地铁基坑工程等领域.

摘要： 高强度大规格角钢现己在特高压输电线路工程中得到广泛应用,但于对普通材质的大规格角钢的轴压承载力特征及其计算方法,目前尚缺乏深入研究.对此,本文对肢宽为250mm、肢厚为28mm、长细比为30～60的12根Q345材质的大规格角钢构件,进行了轴压试验.基于试验,研究了普通材质的大规格角钢在轴压作用下的失稳形态和极限承载力,并将试验结果与多国规范进行对比分析.研究表明:此类构件的失稳形态以弯曲失稳为主;各国规范对于大角钢的轴压承载力计算均过于保守;根据试验结果,提出了此类构件的轴压承载力计算方法.

摘要： 为揭示薄壁方形中空夹层钢管再生块体混合短柱的轴压性能,以宽厚比、混合比、空心率为试验主要研究参数,进行了十二个轴心受压构件的试验研究,分析了试件的荷载-变形曲线、破坏形态,根据国内外钢管混凝土结构相关规程,对试件的轴压承载力进行计算,并与试验结果对比.结果表明:所有试件表现出较好的延性和后期承载能力.宽厚比为72时,试件表面产生连续的鼓曲破坏,宽厚比为120时,试件表面产生局部屈曲破坏;混合比相同时,宽厚比为72方形中空夹层钢管混凝土试件与方形实心钢管混凝土试件的轴压承载力接近,混合比为0时,宽厚比为120方形中空夹层钢管混凝土试件比方形实心钢管混凝土试件承载力提高16％;当新、旧混凝土抗压强度相近,混合比25％时宽厚比为120的薄壁方形中空夹层钢管混凝土试件的轴压承载力比薄壁方形实心钢管混凝土试件提高18.8％.考虑大宽厚比下钢管屈曲对承载力的影响,推出了薄壁方形中空夹层钢管混凝土轴压承载力的参考计算公式,计算结果与试验结果吻合较好.

摘要： 通过对20个十字形截面钢骨约束混凝土柱的轴压试验,分析钢骨翼缘宽厚比、钢骨面积与约束混凝土面积之比、钢骨翼缘约束开口大小、钢材与混凝土材性配比等参数对混凝土约束的影响,研究钢骨对混凝土约束的作用机理.试验结果表明:钢骨面积与约束混凝土面积之比和钢骨强度是影响混凝土约束的主要因素.通过有限元的校核和验证,建立以上两个因素与约束混凝土强度和延性的函数关系,提出适用于钢骨约束混凝土柱的约束混凝土本构模型.

摘要： 为研究高强铝合金轴心受压构件整体稳定性能,对42根7A04高强铝合金L形截面柱进行轴压整体稳定性能试验,其中包含2种截面和7种长细比.对L形截面柱的破坏形态、稳定承载力和荷载-位移曲线进行研究,并将试验结果与GB50429-2007《铝合金结构设计规范》计算结果进行对比.试验中,长细比为80～100的L形截面柱发生弯曲失稳破坏,长细比为30～60的L形截面柱发生弯扭失稳破坏,长细比在30以下的L形截面柱发生局部失稳破坏.研究结果表明:对于宽厚比较大的长柱,GB50429-2007中过多地考虑了局部稳定的影响,进而低估其承载能力.

摘要： 为研究高强铝合金轴心受压构件整体稳定性能,对42根7A04高强铝合金L形截面柱进行轴压整体稳定性能试验,其中包含2种截面和7种长细比.对L形截面柱的破坏形态、稳定承载力和荷载-位移曲线进行研究,并将试验结果与GB50429-2007《铝合金结构设计规范》计算结果进行对比.试验中,长细比为80～100的L形截面柱发生弯曲失稳破坏,长细比为30～60的L形截面柱发生弯扭失稳破坏,长细比在30以下的L形截面柱发生局部失稳破坏.研究结果表明:对于宽厚比较大的长柱,GB50429-2007中过多地考虑了局部稳定的影响,进而低估其承载能力.

摘要： 为研究高强铝合金轴心受压构件整体稳定性能,对42根7A04高强铝合金L形截面柱进行轴压整体稳定性能试验,其中包含2种截面和7种长细比.对L形截面柱的破坏形态、稳定承载力和荷载-位移曲线进行研究,并将试验结果与GB50429-2007《铝合金结构设计规范》计算结果进行对比.试验中,长细比为80～100的L形截面柱发生弯曲失稳破坏,长细比为30～60的L形截面柱发生弯扭失稳破坏,长细比在30以下的L形截面柱发生局部失稳破坏.研究结果表明:对于宽厚比较大的长柱,GB50429-2007中过多地考虑了局部稳定的影响,进而低估其承载能力.

摘要： 发明提供一种可在三轴压缩试验机上使用的岩石三轴拉压试验装置及其使用方法。该装置包括框架Ⅰ、框架Ⅱ、连接板、拉头Ⅰ、拉头Ⅱ和底板。框架Ⅱ可竖向移动，同时将试验机竖向压力转化为试样的竖向拉应力。试验过程中，将试样与拉头采用强力胶粘贴并采用热缩管包裹。然后施加围压和竖向拉力，试样破坏后立即关闭试验系统。试样围压由试验机围压加载系统提供，竖向拉力由试验机竖向加载系统提供。该装置测试结果准确、试验成本低，能够进行任意围压作用下的岩石拉伸试验，具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种可调节压裂孔方向的真三轴水力压裂试验方法，包括试样准备，利用钻机，在试样顶部中心钻斜盲孔作为压裂孔；压裂管的安装；试样在真三轴试验测试装置上安装；施加三轴应力；压裂试验；同组其它试验；整理试验数据。采用在试样顶部中心钻斜盲孔作为压裂孔，并将试样置于真三轴试验测试装置中进行可调节压裂孔方向的真三轴水力压裂试验方法，通过不断调整压裂孔的角度等参数，用于研究水力压裂钻孔与三维应力夹角影响水力压裂裂隙扩展机制，为工程实践提供指导。

摘要： 发明提供一种可在三轴压缩试验机上使用的岩石三轴拉压试验装置及其使用方法。该装置包括框架Ⅰ、框架Ⅱ、连接板、拉头Ⅰ、拉头Ⅱ和底板。框架Ⅱ可竖向移动，同时将试验机竖向压力转化为试样的竖向拉应力。试验过程中，将试样与拉头采用强力胶粘贴并采用热缩管包裹。然后施加围压和竖向拉力，试样破坏后立即关闭试验系统。试样围压由试验机围压加载系统提供，竖向拉力由试验机竖向加载系统提供。该装置测试结果准确、试验成本低，能够进行任意围压作用下的岩石拉伸试验，具有广阔的应用前景。

摘要： 一种利用真三轴试验机实现岩石双轴拉压试验的装置，包括试样粘结组件、拉伸组件和支撑组件，试件粘结组件包括上槽板和下槽板，上槽板中心设有螺孔，所述拉伸组件包括第一顶板、第一底板以及连接杆，连接杆位于第一底板凹槽两侧的槽壁上，第一底板的凹槽的两侧槽壁上还开设有第一通孔，所述支撑组件包括螺钉、第二顶板、第二底板以及支柱，第二顶板中心开设有螺钉安装孔，支柱安装在拉伸组件的第一通孔中，第二顶板上还设有第二通孔，拉伸组件的连接杆安装在第二通孔中，螺钉安装在螺钉安装孔和螺孔中。该装置借助真三轴压力试验机能准确地测出岩石材料双轴拉压条件下的强度和变形。

摘要： 本发明公开了一种调控岩石试件围压与轴压比例的试验装置，包括放置在反力架上，用于放置试件的试验舱，所述试验舱为由上座压板、下座压板、左座侧压板、右座侧压板围合而成的密封箱体结构；用于拉起或放下试验舱进行拆卸安装试件的试件变换系统；用于给试件施加轴力的轴压系统；用于实现试件不同围压与轴压比的活塞换压系统；用于将液压油注入到试验舱和活塞换压系统中的注油系统。本发明的活塞换压系统能够控制试件围压与轴压的比例，弥补了现有机器设备不能精确调控岩石试件围压与轴压比例的试验装置的技术空白，改进后的设备性能更加优越，更加简便易行，操作方法也较为便捷。

摘要： 本发明公开了一种改进的轴压、围压及渗水压试验装置，包括：活塞，活塞的内部设有第一溶液通道，且其底部活动铰接有调平件，调平件的内部设置有与第一溶液通道连通的第二溶液通道，且其底部设置有上压头，上压头的内部设有与第二溶液通道连通的第三溶液通道，上压头的底部设置有透水板，透水板的底部设置有试样，上压头、透水板和试样外侧套设有隔离膜。本发明通过调平件进行找平，可以有效防止装置零部件加工表面及试样表面不平整导致竖向偏心加压或试样受剪、受扭破坏，保证试验能够正常进行，优化了装置的传力性能。

摘要： 本发明公开了具有轴压与围压控制加载的中等应变率试验设备和方法，设备包括加载框架、轴向加载系统、围压加载系统和高频动态应变采集系统，所述围压加载系统用于对放置于三轴围压室内的岩石试样加载试验所需围压，并动态调控试验过程中岩石试样侧向变形引起的围压变化；所述轴向加载系统用于加载试验所需轴向载荷，并采集轴向位移、荷载数据；同时还通过高速高频动态应变采集系统反馈的岩石试样轴向与侧向的应变，以完成位移伺服控制。本发明采用高频响与高精度的伺服测控器与伺服阀对岩石试样的轴向及侧向压力进行实时控制，可在消除以往试验设备加载不可控的前提下对试样进行中等应变率加载条件下的动态三轴试验，得到更加精确与稳定的材料力学特性。

摘要： 一种利用真三轴试验机实现岩石双轴拉压试验的装置，包括试样粘结组件、拉伸组件和支撑组件，试件粘结组件包括上槽板和下槽板，上槽板中心设有螺孔，所述拉伸组件包括第一顶板、第一底板以及连接杆，连接杆位于第一底板凹槽两侧的槽壁上，第一底板的凹槽的两侧槽壁上还开设有第一通孔，所述支撑组件包括螺钉、第二顶板、第二底板以及支柱，第二顶板中心开设有螺钉安装孔，支柱安装在拉伸组件的第一通孔中，第二顶板上还设有第二通孔，拉伸组件的连接杆安装在第二通孔中，螺钉安装在螺钉安装孔和螺孔中。该装置借助真三轴压力试验机能准确地测出岩石材料双轴拉压条件下的强度和变形。

摘要： 本实用新型公开了一种三轴压缩试验仪的轴压系统，它包括轴向加载框架、上压件、驱动电机、传动减速机构、螺纹顶杆、螺纹套移动杆和压力传感器，所述轴向加载框架包括立柱和横梁，所述上压件固定在横梁下侧，所述驱动电机与传动减速机构传动连接，所述螺纹顶杆与传动减速机构传动连接，所述螺纹套移动杆的内孔周面设有与螺纹顶杆匹配的螺纹，所述螺纹顶杆伸入螺纹套移动杆的内孔、并与螺纹套移动杆螺纹连接，所述压力传感器固定在上压件上，所述横梁上设有水平仪。上述结构，能确保轴向压力与水平面垂直，提高试验数据的准确性。

摘要： 本实用新型公开了一种调控岩石试件围压与轴压比例的试验装置，包括放置在反力架上，用于放置试件的试验舱，所述试验舱为由上座压板、下座压板、左座侧压板、右座侧压板围合而成的密封箱体结构；用于拉起或放下试验舱进行拆卸安装试件的试件变换系统；用于给试件施加轴力的轴压系统；用于实现试件不同围压与轴压比的活塞换压系统；用于将液压油注入到试验舱和活塞换压系统中的注油系统。本实用新型的活塞换压系统能够控制试件围压与轴压的比例，弥补了现有机器设备不能精确调控岩石试件围压与轴压比例的试验装置的技术空白，改进后的设备性能更加优越，更加简便易行，操作方法也较为便捷。