体积应变

摘要： 为了研究泸溪县兴隆场镇总管村2组都岚山红层滑坡稳定性,采用Geo-Studio软件对其安全系数和内部应力应变情况进行分析。分析结果如下:利用Sigma/W模块发现该红层边坡在坡脚和坡顶中下部存在水平应力集中现象,水平应变分布则是两端大中间小,体积应变表现为边坡上缘应变较大而下缘较小;将Sigma/W分析结果导入Slope/W,得到更加符合实际边坡的安全系数为1.137,由此可以判断该边坡整体暂时处于稳定状态;将水平应力分布、水平位移分布、水平应变分布、体积应变和安全系数结合起来分析,精确地判断该红层边坡处于整体稳定,坡度较高区域局部可能浅层牵引滑塌,弥补了单纯依靠极限平衡法或者有限单元法的不足。

摘要： 废旧汽车轮胎颗粒(TDA)加入底砟材料中可以有效减小铁路道床振动与底砟颗粒的磨耗,为探究TDA体积分数对TDA与底砟混合物磨耗性能以及减振耗能特性的影响,确定最优TDA体积分数,对TDA与底砟混合物进行洛杉矶磨耗试验以及大型动三轴试验。研究结果表明:1) TDA的加入能够吸收一定的能量,增加混合物的弹性,进而减小了混合物的洛杉矶磨耗率,添加10%(体积分数)的TDA可使混合物的洛杉矶磨耗率减小约21.5%。2)随着TDA体积分数的增加,混合物的轴向应变和体积应变均呈增大的趋势;混合物的轴向应变随振动次数的发展规律符合对数模型;混合物的回弹模量随着TDA体积分数的上升而下降。3)混合物的耗散能随着TDA体积分数的增加呈增大的变化趋势,TDA体积分数为10%的混合物的耗散能稳定值比纯净底砟的耗散能稳定值提高了约29.5%。满足底砟层变形和刚度要求的最优TDA体积分数为10%左右,此时,TDA与底砟混合物的变形、刚度均能满足要求,颗粒破碎程度显著减小,减振耗能效果显著提高。

摘要： 本文利用第一性原理方法计算并分析了体积应变(-11%~11%)对立方顺电相PbTiO_(3)的结构、稳定性、电子结构和光学性质的影响。研究发现体积应变后PbTiO_(3)形成焓增大,稳定性下降,其中压应变对其稳定性的影响比拉应变大。当受到拉伸应变时,立方PbTiO_(3)由直接带隙半导体变为间接带隙半导体,且带隙随应变增大呈先增大后降低的趋势。在发生压应变时,从复介电函数、复折射率及吸收系数的分析结果可知,在自然光照下PbTiO_(3)的光吸收能力仅在个别波段有所增大,但总体呈减弱趋势,当产生拉伸应变时,介电峰、吸收峰红移,表明PbTiO_(3)在可见光范围内光吸收能力增强,并且当应变增大到11%时,PbTiO_(3)的吸收能力远高于本征立方相。

摘要： 为研究不同应力状态下水泥充填岩样的渗透规律及微观机理,通过UDEC软件的泰森多边形方法建立水泥充填岩石的离散元数值模型,模型是直径为50 mm、高度为100 mm的标准圆柱体,中间区域分别注入厚度为2,5和8 mm的水泥浆。对比分析模型与室内试验结果,并在此基础上进行渗流演化规律研究。研究结果表明:数值模型所得应力-应变曲线及渗透率的变化规律与相应的注浆岩样的室内试验结果吻合程度较高;随着水泥充填厚度增大,试样的峰值强度逐渐降低,但其初始渗透率增大;随着偏应力增大,试样渗透率呈现出先下降后缓慢增大的变化趋势;当偏应力超过裂纹破坏应力时,试样的渗透率大幅提升,当偏应力达到峰值应力时试样的渗透率增大为初始渗透率的9.9倍;此外,在偏应力较小时,试样中由剪切作用导致的微裂纹数量较多,而偏应力较大时,由张拉作用造成的微裂纹数量不断增加,试样的渗透率也大幅提升;试样的体积应变可以看成是微裂纹发展的宏观结果,据此可建立渗透率与体积应变的拟合关系式。

摘要： 为获取低阶煤煤体变形特征和渗透率变化规律,以焦坪矿区下石节煤矿3#煤原样为研究对象,利用煤岩体应力-渗流-温度多过程耦合试验系统开展了有效应力、基质收缩以及二者综合作用条件下的煤体变形和渗流实验.研究结果表明:在有效应力逐渐增加的过程中,煤体体积负应变逐渐增大,煤体收缩,渗透率逐渐减小;基质收缩过程中,随着孔压的逐渐下降,煤体体积负应变逐渐增大,煤体收缩,渗透率逐渐增加;二者综合作用条件下,随着孔压的逐渐下降,煤体体积负应变逐渐增大,煤体收缩,渗透率先减小后增加,通过与等外力条件下的典型渗透率动态变化模型比较,Lu模型与实验数据吻合度更高.实验结果有助于预测煤体渗透率动态变化,更好地指导地面煤层气开发和煤矿瓦斯防治.

摘要： 实际工程中,大多数的石油运输管道只允许安装压力传感器检测泄漏情况,流量计仅安装在收费口处,而且对于不可压缩流体无法通过临界压力条件计算泄漏量.基于应力应变公式,通过研究管道的微元体受压时管壁的径向位移与管内压强的关系,得出管道体积随管道压力的应变响应.以管道容积膨胀的改变量表征管道中不可压缩流体的泄漏量,得到不可压缩流体的泄漏量计算模型.建立管道受压膨胀的COMSOL模型进行仿真验证,仿真结果和推导公式均表明:管道的体积应变与管道压力呈二次抛物线关系,但当管道内压力变化不大时,二者之间可近似为线性关系.此外,建立实验平台得到了压力为0 MP a～0.8 MP a时的泄漏量,验证了不可压缩流体与压力变化之间的线性关系.理论和实验结果为管道内不可压缩流体泄漏量的计算提供了理论依据.

摘要： 运用弹性接触理论对不同温度热处理淬火后的含预制孔洞花岗岩试样开展三轴压缩试验和微米压痕试验,研究含缺陷孔洞花岗岩的物理力学性能受温度影响的变化特征,对比分析了花岗岩试样在不同高温热处理淬火后相关力学参数的变化规律.试验结果表明:在0 MPa围压时,岩样峰值强度随着热处理温度升高呈先增大后减小的趋势;在5 MPa围压时,随着热处理温度升高,花岗岩试样峰值强度逐级降低.花岗岩试样的弹性模量在200°C时呈略微增大趋势,随着温度的不断升高而逐渐减小,岩样的泊松比无明显的变化规律,而岩样的体积应变逐渐增大.花岗岩试样维氏硬度在200°C和400°C时呈增加趋势,而在600°C时发生骤降.

摘要： 为研究完整角膜对生理眼压的形变响应,用球形探针对完整角膜进行压痕实验,并用接触力学的JKR(Johnson-Kendall-Roberts)模型分析角膜在响应眼内压的等效弹性模量.在此基础上,将角膜简化为球对称模型,用弹性理论计算了完整角膜对生理眼压的三维应变,探讨了厚度、泊松比对角膜的三维应变的影响.结果表明,在眼内压作用下,完整角膜在周向和径向分别产生拉、压的应变响应;角膜周向和径向应变均随角膜厚度增加而增加;随着泊松比的增加,周向应变呈减小、径向应变呈增大的趋势.结果提示角膜周向-径向应变间存在拮抗作用,使完整角膜以均匀的体积形变响应眼压的变化.结果有助于定量分析角膜在不同眼内压下的生物力学特性,可为角膜力学的数值建模、模型仿真提供参考.

摘要： 本文将非接触式的光学测量技术数字散斑相关方法引入到相似模拟实验中来,对该方法应用于相似材料模型实验的精度进行了分析,通过计算得到了不同推进度下的上覆岩层体积应变及其趋势,分析了上覆岩层的移动规律和移动变形特征.结果表明,数字散斑相关方法不仅克服了传统机械点测量方法的缺点,同时具有较高的精度,可用于相似材料的模型实验并进行相关计算;通过对比发现采场覆岩的体积应变变化趋势与采煤工作面推进度具有极大的一致性.

摘要： 通过热红外遥感监测实验获取了辉长岩、大理岩和花岗岩试件受单轴压缩过程中表面温度值，归纳并利用长方体试件与圆柱形试件体积应变的计算公式计算试件受载过程中的体积应变，寻找岩石受载时温度与载荷，体积应变之间的规律.研究表明：(1)在岩石受载的弹性阶段，岩石红外辐射温度随应力增大而升高.(2)受栽过程中，红外辐射温度随岩石体积应变增大而升高，符合热力学规律.

摘要： 采用“零围压单轴试验”方法，对五种岩石试样全应力应变过程的体积应变与剪胀力进行了系统测定及分析，得到一些新的认识，拓宽了研究思路，为建立岩石类材料本构方程和深入研究软岩巷道剪胀变形压力提供了实验依据。

摘要： 为了更合理地描述岩石环向与轴向动态变形之间的关系,从分数阶微积分出发,在黏弹性应力-应变组合模型理论基础上,提出环向-轴向应变分数阶黏壶及环向-轴向应变关系的黏弹性组合模型,构建了基于分数阶微积分的岩石在静动态压缩及循环荷载条件下环向-轴向应变关系模型,并给出了模型的解析解,从而得到的分数阶体积应变公式可以作为体积应变求解的新方法.基于多种岩石、混凝土及石膏的实验数据,对分数阶微积分环向-轴向应变关系模型的参数进行拟合分析,对模型参数进行了敏感性分析,揭示了围压、应变水平、分数阶导数阶数及模型参数对环向应变的影响规律.结果表明环向-轴向应变关系模型不仅可以更好地反映岩石体积变形的减缩减胀特性,而且能够描述岩石在循环荷载及动态压缩条件下变形规律.

摘要： 利用FLAC内嵌语言编制的计算平面应变压缩岩样轴向、侧向、体积应变及泊松比的FISH函数,计算了弹性模量不同时单缺陷岩样的全部变形特征,研究了弹性模量对岩样的破坏过程及前兆的影响.在峰前及峰后,岩石的本构模型分别取为线弹性模型及莫尔-库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型.当弹性模量不是较高时,岩样自始至终仅出现一条倾斜的剪切带.当弹模较高时,最终剪切应变仅强烈集中于贯通岩样的剪切带内部.剪切带倾角在Arthur与Coulomb倾角之间,且随弹模的增加而降低,经典理论对此不能解释.随着弹模的增加,峰值应力增加,峰前的应力-轴向应变曲线变得陡峭,峰后的应力-轴向应变曲线的斜率几乎不变.随着弹模的增加,峰值强度所对应的轴向应变及侧向应变的大小均降低;应力-侧向应变曲线软化段变得陡峭.随着弹模的降低,侧向应变-轴向应变曲线、泊松比-轴向应变曲线及体积应变-轴向应变曲线在峰前发生转折(偏离线性状态)的程度越来越大;非弹性轴向应变增加;材料缺陷附近的最大剪切应变增量增加.岩样破坏的前兆随着弹性模量的降低而逐渐增强.

摘要： 本文利用FLAC内嵌语言编制的计算平面应变压缩岩样轴向、侧向、体积应变及计算得到的泊松比的FISH函数,计算了泊松比不同时单缺陷岩样的全部变形特征,研究了泊松比对岩样破坏模式的影响.在峰前及峰后,岩石的本构模型分别取为线弹性模型及摩尔-库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型.高泊松比使岩样的破坏模式由单一剪切破坏向复杂破坏转变,破坏区域面积增加,剪切带倾角降低,Coulomb、Roscoe及Arthur理论不能解释这一现象.在峰前,不同泊松比时计算得到的应力-轴向应变曲线、应力-侧向应变曲线、侧向应变-轴向应变曲线、体积应变-轴向应变曲线的线性阶段与平面应变压缩条件下的线弹性解吻合.如果采用的泊松比超过1/3,通过轴向应变及侧向应变计算得到的平面应变压缩泊松比可以大于0.5,这一点被数值模拟确认.随着泊松比的增加,峰后的侧向应变-轴向应变曲线、体积应变-轴向应变曲线、计算得到的泊松比-轴向应变曲线变得不陡峭,峰后的应力-侧向应变曲线变得陡峭,峰后的应力-轴向应变曲线的斜率不改变.岩样破坏的前兆随着泊松比的增加而逐渐增强.

摘要： 提出了单轴压缩的岩样在受到剪切破坏条件下的全部变形特征,即轴向、侧向、环向、体积应变及峰后泊松比的解析式.弹性应变采用虎克定律描述;塑性应变依赖于局部化带尺寸,由梯度塑性理论确定.在弹性及应变软化阶段,由于分别采用了线弹性及线性应变软化的本构关系,轴向应力-轴向应变曲线、轴向应力-侧向应变曲线、轴向应力-体积应变曲线及轴向应变-体积应变曲线都具有双线性特征.然而,在软化阶段,轴向应力-峰后泊松比曲线却是非线性的;峰后泊松比是变化的,可能超过0.5,这与泊松比不同.由轴向应变及侧向应变计算得到的体积应变依赖于试样的几何尺寸,因此,在软化阶段,轴向应力-体积应变曲线的斜率并非材料本构参数.以往的力学模型很难采用解析式描述全部变形特征,这充分体现了这里所采用力学模型的优越性.

摘要： 泥岩水化和所受应力是泥岩失稳的原因。通过三轴应力实验，测试岩样的破坏方式和破坏程度，由于水化的作用，岩样的抗压强度会下降，逐渐失去原有的稳定状态，产生形变和破坏。饱和泥岩在三轴压缩实验中，表现出强烈的弹塑性特性，对岩样变形参数弹性模量的求取，应以岩样的体积变化为主，确定岩样的弹性稳定阶段。结果表明：用144B浸泡体系浸泡的岩样，弹性稳定阶段50%σb计算的弹性模量比50%Sd计算的弹性模量大，平均大30．71%。用JT-888浸泡体系浸泡的岩样，弹性稳定阶段50%σb计算的弹性模量比50%Sd计算的弹性模量大，平均大38．86%。对弹性模量正确求取，为井壁失稳机理研究提供岩样的变形依据。

摘要： 泥岩水化和所受应力是泥岩失稳的原因。通过三轴应力实验，测试岩样的破坏方式和破坏程度，由于水化的作用，岩样的抗压强度会下降，逐渐失去原有的稳定状态，产生形变和破坏。饱和泥岩在三轴压缩实验中，表现出强烈的弹塑性特性，对岩样变形参数弹性模量的求取，应以岩样的体积变化为主，确定岩样的弹性稳定阶段。结果表明：用144B浸泡体系浸泡的岩样，弹性稳定阶段50%σb计算的弹性模量比50%Sd计算的弹性模量大，平均大30．71%。用JT-888浸泡体系浸泡的岩样，弹性稳定阶段50%σb计算的弹性模量比50%Sd计算的弹性模量大，平均大38．86%。对弹性模量正确求取，为井壁失稳机理研究提供岩样的变形依据。

摘要： 泥岩水化和所受应力是泥岩失稳的原因。通过三轴应力实验，测试岩样的破坏方式和破坏程度，由于水化的作用，岩样的抗压强度会下降，逐渐失去原有的稳定状态，产生形变和破坏。饱和泥岩在三轴压缩实验中，表现出强烈的弹塑性特性，对岩样变形参数弹性模量的求取，应以岩样的体积变化为主，确定岩样的弹性稳定阶段。结果表明：用144B浸泡体系浸泡的岩样，弹性稳定阶段50%σb计算的弹性模量比50%Sd计算的弹性模量大，平均大30．71%。用JT-888浸泡体系浸泡的岩样，弹性稳定阶段50%σb计算的弹性模量比50%Sd计算的弹性模量大，平均大38．86%。对弹性模量正确求取，为井壁失稳机理研究提供岩样的变形依据。

摘要： 本发明公开一种通过液体体积测量试件动态侧向应变的装置及方法，该测量装置包括用于将待测试件的动态侧向应变信息转化为液体高程动态变化信息的转换装置，用于实时获取液体高程动态变化信息的采集装置，以及用于将转换装置固定在SHPB实验台上且调节转换装置竖直高度的固定装置。本发明将试件的侧向应变转化为测量液体体积的变化，进一步转化成液体高程的变化，由高速动态信号采集仪采集高程信号传感器收到的高程信号，并将液体的高程信号转变为数字信号传送到计算机，在计算机形成体积随时间变化的曲线，再根据试件的具体尺寸信息等可以得到在动载下试件侧向应变随时间变化的曲线。本发明对试件动态侧向应变的测量结果准确，测量方法合理可靠。

摘要： 本发明公开了一种地壳钻孔体积式应变仪，设于地下钻孔内，感受腔(7)内设两个以上的MEMS压力传感器(12)，MEMS压力传感器(12)固定于金属柱芯(8)或隔板(11)的下表面上；所述的测量腔(5)上顶部设有独立的顶腔(13)，顶腔(13)内设电路模块(14)，MEMS压力传感器(12)的连接线穿过隔板(11)与测量腔(5)顶板(16)绝缘连接电路模块(14)，电路模块(14)通过外接电缆(15)与地面电子线路连接。压力传感器采用MEMS数字芯片，精度高，功耗小，有效地解决了传统工艺在膜片破裂后上下腔导通的技术难题，延长了应变仪的使用寿命，无需多次频繁的维修，节约人力成本，体积小，安装简单。

摘要： 本发明公开一种通过液体体积测量试件动态侧向应变的装置及方法，该测量装置包括用于将待测试件的动态侧向应变信息转化为液体高程动态变化信息的转换装置，用于实时获取液体高程动态变化信息的采集装置，以及用于将转换装置固定在SHPB实验台上且调节转换装置竖直高度的固定装置。本发明将试件的侧向应变转化为测量液体体积的变化，进一步转化成液体高程的变化，由高速动态信号采集仪采集高程信号传感器收到的高程信号，并将液体的高程信号转变为数字信号传送到计算机，在计算机形成体积随时间变化的曲线，再根据试件的具体尺寸信息等可以得到在动载下试件侧向应变随时间变化的曲线。本发明对试件动态侧向应变的测量结果准确，测量方法合理可靠。

摘要： 本发明提出了一种自动获取圆柱体试件在加载过程中体积和应变云图的方法，该方法只需通过在用于包裹圆柱体试件的橡皮膜表面布设可用软件识别的标记点阵，并通过摄影测量的方法来获得所有标记点在试验开始前，试验过程中，以及实验结束时的三维位置，通过标记点阵在试验开始前的初始位置分析来自动建立三角网格并进一步计算获得试件在不同形态下的体积和应变云图。该方法主要优点在于：造价低、操作简单、逻辑清晰、精度和效率高。该方法解决了应力‑应变测试实验试件变形测量的难题，为深入分析试件的不均匀变形，不均匀变形对材料应力‑应变特性的影响提供了一个可靠有效的工具。

摘要： 本实用新型公开了一种地壳钻孔体积式应变仪，设于地下钻孔内，感受腔(7)内设两个以上的MEMS压力传感器(12)，MEMS压力传感器(12)固定于金属柱芯(8)或隔板(11)的下表面上；所述的测量腔(5)上顶部设有独立的顶腔(13)，顶腔(13)内设电路模块(14)，MEMS压力传感器(12)的连接线穿过隔板(11)与测量腔(5)顶板(16)绝缘连接电路模块(14)，电路模块(14)通过外接电缆(15)与地面电子线路连接。压力传感器采用MEMS数字芯片，精度高，功耗小，有效地解决了传统工艺在膜片破裂后上下腔导通的技术难题，延长了应变仪的使用寿命，无需多次频繁的维修，节约人力成本，体积小，安装简单。

摘要： 本发明公开了一种基于有限体积应变能的钎焊焊接接头疲劳寿命预测方法，包括以下步骤：钎焊焊接接头临界纯拉伸、剪切内聚力能值测定；钎焊焊接接头焊缝残余应力σr测量；焊接接头接头断裂韧性的评估；钎焊焊接接头裂纹扩展速率da/dt测量；运用有限体积应变能方法实现钎焊接头疲劳寿命的预测，本方案通过一些系列的测试，将裂纹前端控制体积应变能密度与钎焊焊接接头疲劳裂纹扩展速率之间建立联系，克服了传统预测方法使用情况单一、精度不高的缺点，实现了钎焊焊接接头复杂加载模式下的裂纹扩展速率的评估，从而实现了钎焊焊接接头疲劳寿命的科学预测。

摘要： 本发明公开了一种利用体积应变测量液体密度的装置与方法，包括玻璃圆筒和玻璃细长筒，所述玻璃圆筒的底部一侧与玻璃细长筒的底部相通，构成连通管，玻璃圆筒内设有橡胶圆球，所述的橡胶圆球通过细绳网与拉力传感器连接，所述的拉力传感器通过固定装置与玻璃圆筒的底部连接。本发明结构简单合理，拆卸安装方便，生产成本低廉，能够有效的解决现有实验装置结构复杂，安装拆卸困难，使用麻烦且成本昂贵的缺陷，在使用时只需在空气中测量一组数据，以及在所测液体灌满玻璃圆筒的情况下，再测量一组数据，利用所测的两组数据根据已知的方程，即可求得带测液体的密度。

摘要： 本发明公开了一种利用激光原理测量体积应变的实验装置及测量方法，本装置包括激光成像主机、三角支架、电脑主机，激光成像主机由激光器、CMOS图像传感器、凸透镜透镜、平面镜、平面镜横向转动装置、平面镜水平旋转装置、数据传输连接器、激光成像主机外壳、合成滤波透镜、激光成像主机固定托盘组成。激光器光源与平面镜垂直，与凸透镜透镜在同一水平面，CMOS图像传感器位于凸透镜透镜正上方。激光器、CMOS图像传感器、平面镜横向转动装置、平面镜水平旋转装置均与PCB主板连接并通过数据线与电脑主机及电脑显示器连接。本发明能更好地反映岩石力学实验机在实际轴向施力过程中受力变形的情况，具有安全可靠、精度高、操作简单、应变可视化效果好的优点。

摘要： 本发明公开了一种测量圆柱形试件体积应变的实验装置以及测量方法，本装置包括装置包括位移杆、FPC柔性电路板、外壳、数据接口，其中位移杆包括弹性杆、应变片、接触针脚、应变片引脚。本测量实验装置中，将位移杆底部布置有半球形接触针脚，并采用刚性材料。弹性杆采用低弹性系数材料。应变片将弹性杆包裹住，应变片的长度与弹性杆的长度相等，提高测量位移的精度。本装置通过位移杆的应变，位移杆发生变形，位移杆获取的数据通过柔性电路板与数据接口传输到电脑上，经过数据处理，可以获取试件在受压是侧表面的实时变形，并绘制呈三维图像。本发明能较为精确地反映单轴压缩受力情况过程，具有效率高、精度高、操作简便的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于有限体积应变能的钎焊焊接接头疲劳寿命预测方法，包括以下步骤：钎焊焊接接头临界纯拉伸、剪切内聚力能值测定；钎焊焊接接头焊缝残余应力σr测量；焊接接头接头断裂韧性的评估；钎焊焊接接头裂纹扩展速率da/dt测量；运用有限体积应变能方法实现钎焊接头疲劳寿命的预测，本方案通过一些系列的测试，将裂纹前端控制体积应变能密度与钎焊焊接接头疲劳裂纹扩展速率之间建立联系，克服了传统预测方法使用情况单一、精度不高的缺点，实现了钎焊焊接接头复杂加载模式下的裂纹扩展速率的评估，从而实现了钎焊焊接接头疲劳寿命的科学预测。