土壤冲击特性的实验研究
土的击实试验
土的击实试验土的击实试验也称为土的压实性试验,是用来评估土壤在受到作用力的情况下的变形和抗力特性的试验。
土壤是建筑、基础设施和道路等建设工程的重要组成部分,因此了解其力学性质对于保证工程质量至关重要。
下面将介绍这一试验的步骤、设备和数据处理方法。
步骤:1. 准备深度10-15厘米的土样。
为了获得精确的测试结果,应在同一地点分别进行多次采样,并将所有样品混合在一起以获得具有代表性的土样。
2. 将土样倒入铸模中。
铸模可以是一个圆柱体或一个立方体,其尺寸通常为10厘米x20厘米或15厘米x30厘米。
3. 用手或专用的工具将土均匀地压实到铸模中,直到土壤的表面与模板顶部水平对齐。
轻轻敲打铸模四周,以确保土的均匀分布和无气孔。
4. 称重,并记录整个系统(铸模+土)的重量,即为初试重。
5. 将冲击头沿着铸模中心的轴线向下落。
落下高度通常为30厘米至60厘米之间。
这个过程被称为一个冲击。
6. 重复第5步,使其共冲击5次,并记录每次冲击后的土样高度。
7. 重复所有步骤,并使用不同的落下高度来获得多组试验数据。
设备:1. 冲击头和杆:用于在土样上施加力。
2. 铸模:一个可以容纳土样并允许垂直冲击落下的方形或圆形的金属或塑料容器。
3. 电子天平:用于称量整个系统的重量。
4. 支架:用于确保冲击头的落下高度和角度的一致性。
数据处理:1. 根据试验结果,绘制出土的应变-压实度曲线。
压实度是指土壤受到冲击后的压缩程度,通常表示为土的单位体积受到的压缩量。
应变是指土壤受到作用力产生的形变。
通过绘制这种曲线,可以评估土壤的压缩性。
2. 根据试验数据,计算每个冲击高度下的压实比例。
压实比例是指每个冲击所压实的土体积与未压实的土体积之比。
通过这项计算,可以明确不同压实高度的冲击力对土壤的影响。
3. 根据压实比例,将所获得的所有数据绘制成压实比例-落下高度曲线。
此曲线显示冲击高度与土壤的压实程度之间的关系,这也被称为曲线。
4. 使用曲线,评估土壤的压实度和压实性质。
土的击实试验报告
土的击实试验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对不同类型土壤的击实试验,探究土壤的击实特性及其影响因素,为土壤工程设计提供科学依据。
二、实验材料与方法。
1. 实验材料,本实验选取了黏土、砂土和壤土作为试验材料,以代表不同类型的土壤。
2. 实验方法,首先,将每种土壤样品放入击实试验仪中,然后施加标准冲击数进行击实试验。
在试验过程中,记录每次冲击后土壤的压实度,并绘制击实曲线。
三、实验结果与分析。
经过击实试验,得出以下结论:1. 不同土壤类型的击实特性存在明显差异。
黏土的击实性能最好,其次是壤土,砂土的击实性能最差。
2. 土壤的击实性能受含水率和颗粒组成的影响较大。
含水率较高时,土壤的击实性能较好;而颗粒组成较为均匀的土壤,其击实性能也较好。
3. 土壤的击实性能对工程建设具有重要影响。
在路基、堤坝等工程中,需要根据土壤的击实特性进行合理设计,以确保工程的稳定性和安全性。
四、实验结论。
本实验通过对不同类型土壤的击实试验,得出了土壤的击实特性及其影响因素。
这对于土壤工程设计具有一定的指导意义。
在今后的工程实践中,应充分考虑土壤的击实性能,合理设计工程结构,以确保工程的安全稳定。
五、实验总结。
通过本次实验,我们深刻认识到土壤的击实特性对工程建设的重要性。
在今后的工程设计中,应充分考虑土壤的击实性能,合理选择土壤材料,并进行科学合理的工程设计,以确保工程的安全稳定。
六、参考文献。
1. 《土壤力学基础》。
2. 《土木工程材料学》。
七、致谢。
特别感谢实验室的老师和同学们在实验过程中的帮助和支持,没有他们的辛勤付出,本次实验也无法顺利完成。
冻融循环对土壤结皮抗冲击侵蚀能力影响的实验研究
冻融循环对土壤结皮抗冲击侵蚀能力影响的实验研究土壤结皮覆盖了35%的陆地地表(部分地区覆盖度甚至超过70%),在干旱半干旱地区的土壤-水-植物系统中扮演者重要的角色,对荒漠化的恢复有着重要的生态功用。
在土壤结皮中颗粒之间的粘聚力比在松散土壤要大许多,而且土壤结皮表面自由粉尘的含量少,因此结皮覆盖地表的抗风蚀能力大大增强。
在沙漠化地区,土壤结皮经常会受到风沙流的冲刷作用,了解和分析风沙流对土壤结皮的冲击破坏,对于预测荒漠地区粉尘释放和土壤侵蚀有着重要的参考意义。
在过去的20年里,土壤结皮的抗侵蚀能力引起人们越来越大的兴趣,对于土壤结皮的研究力度越来越大。
在我国北方干旱半干旱地区,冻融现象是普遍存在的,特别是在冬末春初和秋末冬初季节交替的时间段。
然而针对冻融作用下土壤结皮受冲击破坏造成的粉尘释放和土壤侵蚀的研究却很少,因此本文工作主要集中在冻融作用对土壤结皮抗风蚀性能的影响方面。
实验采用了多种土壤结皮。
为了控制结皮的相似性,减小实验测量中存在的误差,土壤结皮的制作过程均在实验室内进行。
实验采用了六种结皮,包括利用在干旱半干旱地区结皮中发现的微生物制作出的五种生物结皮和一种物理结皮。
由于土壤水主要是通过降雪或者降雨来补充分的,本文在实验中模拟了降雪融雪事件,并研究其对干旱半干旱地区土壤结皮的影响,定义了冻融增蚀系数来量化降雪融雪事件对不同种类结皮抗风蚀能力的影响程度。
实验还详细地研究了含水率和冻融次数在结皮冻融循环过程中的具体作用。
结果表明,生物结皮普遍比物理结皮抗侵蚀能力强,但是生物结皮受冻融作用影响较大。
冻融使得结皮刺破强度大幅度减弱,含水率越高,刺破强度随冻融次数增加减弱的越快。
融雪-冻融实验表明,在高风速时,点形念珠藻(NP)形成的生物结皮受冻融作用影响最大,冻融增蚀系数最大为4.68,侵蚀率增加了368%。
侵蚀率随含水率和冻融次数增加而增加,在21%含水率五次冻融时,冻融增蚀系数为4.08,侵蚀率增幅308%。
雨水对土地的侵蚀实验
雨水对土地的侵蚀实验一、实验目的通过模拟雨水对土地的侵蚀过程,了解雨水对土壤的侵蚀作用,并观察其对土壤剥蚀、产生沟壑等影响。
二、实验材料与方法材料:1. 土壤样本:采集不同种类的土壤样本,如沙壤土、黏土等,清除其中的杂质。
2. 清水:确保清水的纯净度。
方法:1. 准备好不同种类的土壤样本,并进行细致的标记以区分。
2. 选择一个适合的实验场地,通常室外场地更为适宜。
3. 在实验场地上搭建合理大小的实验装置,装置中设有一定倾角的土坡。
4. 将不同种类的土壤样本均匀地分布在土坡上,每种土壤样本的分布面积应相等。
5. 使用喷头水龙头,调节出较为自然的雨水流量。
将雨水由上方均匀喷洒在土坡上。
6. 观察实验过程中土壤的剥蚀情况、沟渠的产生以及土地的变化情况。
7. 记录实验过程中的变化,并进行照片或视频拍摄以备后续分析。
三、实验原理与结果分析雨水对土地的侵蚀主要通过雨滴冲击、坡面径流和沟道侵蚀三个过程进行。
1. 雨滴冲击:雨滴落到土壤表面时,会对土壤产生冲击力,使土壤颗粒溅射并向四周蔓延。
这会造成土壤表面的疏松和颗粒的重新排序。
在实验过程中可以观察到土壤样本表面的颗粒分离和变形。
2. 坡面径流:坡面径流是指雨水自然流动到土壤表面,并在其上产生流动。
由于雨水流动的力量,会将土壤表面的颗粒带走,进而形成所谓的剥蚀过程。
通过实验,可以观察到雨水流动带走土壤颗粒,土地逐渐变得平坦。
3. 沟道侵蚀:当坡面径流流动速度足够大时,会形成沟渠,这被称为沟道侵蚀。
雨水通过沟渠流动时,其力量会将土壤扩大的坑洞冲刷得更深。
通过实验,可以观察到沟渠越来越深,并有可能导致土壤崩溃。
根据观察和记录的数据,可以进行实验结果的分析。
具体分析如下:1. 对比不同土壤样本:通过实验过程中对比不同种类的土壤样本,可以发现不同土壤对雨水的侵蚀反应有所差异。
通常来说,沙壤土较为容易受到侵蚀,其土壤颗粒较为松散,容易被雨水冲刷带走。
而黏土则较为稳固,对雨水的冲刷反应较小。
土工击实试验方法研究
土工击实实验方法的研究击实实验是建筑物地基、道路地基、室内地坪及场地平整等施工和验收的重要依据。
笔者基于工作中积累的实际操作经验,介绍击实实验的方法及其要点,对其进行研究,以期获得对施工有指导意义的数据。
1 研究土击实性的意义用土作为填筑材料,如修筑道路、堤坝、机场跑道、运动场、建筑物地基及基础回填等,工程中经常遇到填土压实的问题。
经过搬运未经压实的填土,原状结构已被破坏,孔隙、空洞较多,土质不均匀,压缩量大,强度低,抗水性能差。
为改善填土的工程性质,提高土的强度,降低土的压缩性和渗透性,必须按一定的标准,采用重锤夯实、机械碾压或振动等方法将土压实到一定标准,以满足工程的质量标准。
研究土的填筑特性,常用现场填筑实验和室内击实实验两种方法。
前者是在现场选一实验地段,按设计要求和施工方法进行填土,并同时进行有关的测试工作,以查明填筑条件(包括土料、堆填方法,压实机械等)与填筑效果的关系。
该方法能反应施工的实际情况,但需时间和费用较多,只在重大工程中进行。
室内土工击实实验是近似的模拟现场填筑的一种半经验性的实验。
实验时,在一定条件下用锤击法将土击实,以研究土在不同击实功能下的击实特性,以便获取设计数值,为工程设计提供初步的填筑标准。
该方法是目前研究填土击实特性的重要方法。
[1]2 土工击实实验方法土工击实实验是研究土压实性能的基本方法,也是建筑工程必须实验的工程之一。
实验采用击实仪法,即通过锤击使土密实,测定土样在一定击实功能的作用下达到最大密度时的含水量(最优含水量)和此时的干密度(最大干密度)。
为了满足工程需要,必须制定土的压实标准。
通常,工地压实质量控制采用压实度,计算式为:K= ρ d / ρdmax式中,k为压实度,% ;ρd为工地碾压的干密度,g/cm3。
ρdmax为室内实验最大干密度,g/cm3 。
若k越接近100% ,则压实质量越高。
对于受力主层或者重要工程K要求大些;对于非受力主层或次要工程,k值可小些[2]。
冲击试验实验分析报告
冲击试验实验分析报告《冲击试验实验分析报告》一、实验背景本次实验是对材料进行冲击试验,旨在研究材料在受冲击加载下的性能。
通过实验,可以了解材料的破裂强度、韧性等特性,为材料的设计及改进提供理论依据。
二、实验方法实验采用冲击试验机进行,首先将试样固定在冲击试验机上,然后以一定的冲击速度对试样进行加载。
实验过程记录了试样在加载过程中的位移、时间等重要数据。
三、实验结果对实验数据进行分析,绘制了试样在冲击加载下的力-位移曲线。
从图中可以看出,在初始加载阶段,试样的位移迅速增加,力也随之增大。
当力达到一定数值时,试样开始发生破裂,位移急剧下降。
四、实验分析1. 能量吸收能力:由于冲击试验是在高速加载情况下进行的,试样需要在很短的时间内吸收冲击能量。
能量吸收能力越强,试样的破裂强度越高,材料的韧性也更好。
2. 破裂特性:从实验结果中可以看出,在破裂阶段,试样的位移急剧下降。
这说明试样在加载过程中发生了破裂,并不能继续承受加载。
破裂位移也是评估材料安全性能的重要指标之一。
3. 力孕时间:实验数据中还可以观察到试样承受冲击力的时间。
力的持续时间越长,说明试样对冲击力的吸收能力越强。
而在破裂阶段,力将迅速下降至零。
五、实验结论根据实验结果和分析,可以得出以下结论:1. 材料在受冲击加载下具有一定的破裂强度和韧性。
2. 利用冲击试验机可以对材料的性能进行评估和分析。
3. 材料在冲击加载下可以吸收一定的能量。
4. 实验结果可以为材料的设计和改进提供理论依据。
六、问题及改进方向在实验过程中,还存在一些问题和改进方向:1. 实验过程中的试样形状和大小可能会对实验结果产生影响,可以进一步探讨不同形状和大小试样的冲击性能。
2. 实验过程中的温度可能会对材料的性能产生影响,可以进一步研究不同温度下材料的冲击性能。
3. 实验数据的采集和分析可能会存在一定的误差,可以采用更精确的设备和方法进行改进。
七、参考文献[1] XXX. 材料力学实验技术. 北京: 高等教育出版社, 2010.八、致谢感谢实验指导老师对本次实验的指导和帮助,也感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持和配合。
爆炸荷载作用下高强混凝土的毁伤性态与地冲击效应_张继春
爆炸荷载作用下高强混凝土的毁伤性态与地冲击效应张继春(土木学院)1 概述混凝土材料是一种应用广泛的传统工程材料,也是国防及重要基础设施的主要原料。
在近10余年来世界多个热点地区进行的局部战争中,钻地武器和由工业炸药制作的巨型炸弹(装药量达数千公斤)的使用对深埋地下的防御工事和指挥中心的安全形成了很大威胁。
如何在提高钻地武器的侵彻破坏能力的同时,研究提出与之相应的工程防护技术,已成为各国关注的一个热点问题。
美、英、法、德、俄等国在研制使用钻地弹方面投入了大量的人力和财力,成功开发出十余种不同类型和型号的钻地弹,且以美国的发展尤为迅速。
例如:美国研制的BLU-113侵彻弹装填285kg高爆炸药,钻地深度超过6m厚混凝土;GBU-28钻地弹的装药量306kg,可以侵彻30m深的土层和6m深的混凝土结构;目前研制的常规洲际弹道导弹和常规潜射弹道导弹均采用多弹头、小装药量(约100kg)、深钻地(钻地混凝土18m、钻土90m以上),其钻地爆炸的地冲击效应几乎与封闭爆炸时相近,达到相同当量地面爆炸地冲击效应的30倍左右,加上运用多弹爆炸聚集的冲击效应原理,可提高装药爆炸效能5~6倍,能在地下深处产生大范围的高应力区,通常要比单弹爆炸所产生应力峰高出3~4倍,有时可达8倍或更高。
由美国空军研究实验室开发的BLU-116/B先进单一战斗部(AUP)长2.4m、直径370m m,装PPXN高能炸药109kg,有穿透3.4m强化混凝土结构。
钻地弹的使用已使得毁伤深埋地下的坚固结构物(构筑物)成为可能,同时又给防护技术带来了更大难度。
就当前的防护技术而言,除了采用异形表面技术和弹道偏转技术外,遮弹层、高强混凝土(单轴抗压强度800~100M Pa)和钢纤维混凝土的应用能增强工程抗毁能力。
然而,精确制导航的钻地武器却完全能够实现定点的重复打击,在初次受到钻地弹的冲击、爆炸作用后,即使防护工程未被破坏,其混凝土的性态很可能发生明显变化,防护工程的下部结构在爆炸波作用下也可能产生一定程度的损伤甚至局部破坏,因而防护工程结构怎样具有抗重复打击能力是一个值得重视的问题。
冲击实验报告总结
冲击实验报告总结本文旨在对冲击实验进行总结和分析,通过对实验结果的观察和论述,探讨冲击实验的意义和应用。
冲击实验是一种重要的实验方法,通过模拟冲击力对物体的影响,以便研究和改进物体的结构和性能。
在本文中,将从实验目的、实验过程和实验结果等方面进行详细的描述和分析。
冲击实验的目的是研究物体在受到冲击力作用下的行为和性能。
通过对物体进行冲击实验,可以评估物体的抗冲击能力和破坏特性,为设计和改进物体的结构提供依据。
在实验过程中,我们选择了一种常见的冲击实验方法,即将物体固定在冲击台上,然后以不同的速度和角度施加冲击力,观察物体的变形和破坏情况。
在实验过程中,我们记录了物体在不同冲击条件下的变形情况,并进行了数据分析和统计。
根据实验结果,我们可以得出以下结论:首先,物体的抗冲击能力与其材料和结构有关。
不同材料和结构的物体在受到相同冲击力时表现出不同的变形和破坏特性。
其次,冲击力的方向和角度对物体的破坏程度有显著影响。
当冲击力与物体的结构不一致时,物体更容易发生破坏。
冲击实验的结果对于工程设计和安全评估具有重要的意义。
通过对物体在冲击条件下的响应进行研究,可以评估物体的可靠性和安全性,并为改进和优化物体的结构提供依据。
在工程设计中,我们可以根据冲击实验的结果选择合适的材料和结构,以提高物体的抗冲击能力。
在安全评估中,我们可以根据物体在冲击实验中的破坏情况,判断其在实际使用中的安全性和稳定性。
除了对工程设计和安全评估的应用,冲击实验还可以用于研究物体的动力学特性和破坏机制。
通过对物体在冲击力作用下的变形和破坏过程进行观察和分析,可以揭示物体的内部结构和材料性质,为研究物体的破坏机制提供数据和理论支持。
同时,冲击实验还可以用于验证和改进现有的模型和理论,提高对物体行为的理解和预测能力。
冲击实验是一种重要的实验方法,通过模拟冲击力对物体的影响,研究和改进物体的结构和性能。
通过对冲击实验的总结和分析,可以评估物体的抗冲击能力和破坏特性,为工程设计和安全评估提供依据。
中粗砂击实试验方法
中粗砂击实试验方法一、引言中粗砂击实试验方法是用于评价土壤的抗压性和密实性的一种实验方法。
在建筑工程、岩土工程和地质工程等领域中,中粗砂的物理力学性质是非常重要的参数,因此准确测定中粗砂的击实特性对于工程设计和施工具有重要意义。
二、试验设备进行中粗砂击实试验时,需要准备以下设备: 1. 试验土样:粒径分布在0.2mm到2mm之间的中粗砂土样; 2. 高度可调的击实装置:用于提供一定的冲击能量; 3. 冲击杆:用于施加冲击力到土样上; 4. 测量设备:包括测量土样含水量、干密度、抗压试验等设备。
三、试验步骤中粗砂击实试验的步骤如下: 1. 准备试验土样:从野外或实际工程中采集中粗砂土样,并进行筛分,保留0.2mm到2mm之间的颗粒; 2. 测定土样含水量:取一定量的土样,将其加入烘箱中进行干燥,然后测量干燥土样质量,计算含水量; 3. 打击土样:将土样放入击实装置的圆筒内,调整冲击杆的高度,然后通过释放冲击杆施加冲击力; 4. 进行多次冲击:重复第3步,对土样进行多次冲击,以增加土样的密实度; 5. 测量干密度:取出冲击后的土样,测量其质量和体积,计算得到干密度; 6. 测量抗压强度:采集冲击后的土样,进行抗压试验,测量土样的抗压强度。
四、试验数据记录及分析在进行中粗砂击实试验时,应记录以下数据: 1. 冲击次数与冲击能量的关系:通过改变冲击次数和冲击能量,观察它们对土样密实度的影响; 2. 干密度随冲击次数的变化:记录每次冲击后土样的干密度,分析冲击次数对于土样密实度的影响;3. 抗压强度与冲击次数的关系:测量土样的抗压强度,并观察它与冲击次数之间的关系。
通过对以上数据进行分析,可以得出以下结论: 1. 随着冲击次数的增加,土样的干密度逐渐增加,说明冲击次数对于土样的密实性有着显著的影响; 2. 在一定范围内,增加冲击次数和冲击能量可以有效提高土样的抗压强度; 3. 不同颗粒分布范围的中粗砂可能存在不同的击实特性,需要根据实际情况进行试验分析。
泥石流冲击桥墩的研究方法
泥石流冲击桥墩的研究方法摘要:我国山区面积占国土面积的2/3,随着我国经济的发展,需要在山区修建越来越多的桥梁。
山区中各种自然灾害频发,泥石流是其中主要的地质灾害之一。
因此,迫切需要对泥石流对桥梁的破坏机理进行研究,而其中一个前提便是确定泥石流对桥墩的冲击力大小。
为深入了解泥石流冲击桥墩的研究方法,从模拟试验及数值模拟两方面对其进行了详细的综述。
关键词:桥墩;泥石流;冲击力1引言泥石流是一种含有大量泥沙和石块的固、液、气三相流,蕴含有巨大的能量,会对桥梁造成毁灭性的破坏。
从工程应用角度来说,泥石流对桥梁的冲击作用可看作是一种施加在桥梁上的外荷载,但目前这种外荷载的大小尚未有合适的取值。
桥梁在泥石流的冲击力作用下会发生变形甚至破坏,确定这个冲击力的大小与分布规律是泥石流区域桥梁防灾减灾研究的前提和核心问题之一。
泥石流的冲击力由泥石流浆体、粗颗粒及大块石冲击力组成。
研究思路一般是在野外实测或室内试验基础上,采用流体力学和固体力学碰撞理论对数据进行整理分析,得到半经验半理论的冲击力公式。
从相关研究可以看出虽然国内外对石流冲击桥墩的研究有了飞速进展,但仍存在下列不足:①相关公式直接利用软件进行计算,未进行相应的实验,缺乏真实可靠性。
②对泥石流的模拟存在较大的片面性,泥石流可选用宾汉(Bingham)黏塑性体、拜格诺(Bagnold)颗粒流和库伦(Coulomb)颗粒流三种泥石流力学模型。
③桥墩的破坏方式包括冲击、冲刷、磨蚀、淤埋、侵蚀、振动、砸击、气浪等,多数实验仅对部分破坏方式进行了研究。
④桥墩的种类包括薄壁式桥墩、柱式桥墩、柔性式桥墩、空心式桥墩、桩式桥墩、重力式桥墩。
大多数实验对桥墩种类的研究较单一。
⑤泥石流分为粘性泥石流和稀性泥石流,不同泥石流的组成成分含量不同。
部分试验仅以一块石头的作用代替泥石流的作用,这并不能反应泥石流冲击的整体特征。
2泥石流冲击力试验研究方法桥梁在泥石流的冲击力作用下会发生变形甚至破坏,确定这个冲击力的大小与分布规律是泥石流区域桥梁防灾减灾研究的前提和核心问题之一。
高质量混泥土的抗冲击性能评估
高质量混泥土的抗冲击性能评估高质量混凝土的抗冲击性能评估混凝土是一种常用的建筑材料,其性能评估对于确保建筑结构的安全性和耐久性至关重要。
在特定情况下,如地震、爆炸等冲击载荷作用下,混凝土的抗冲击性能尤为关键。
本文将探讨高质量混凝土的抗冲击性能评估方法,以提供基于科学的数据和结论支持。
一、概述混凝土的抗冲击性能评估涉及材料的强度、韧性和承载力等因素。
通常情况下,采用实验方法对混凝土的抗冲击性能进行评估。
这些实验可以分为静态试验和动态试验两类。
下面将详细介绍这些实验方法以及评估的指标。
二、静态试验1. 抗压强度试验:通过在标准试件上施加垂直加载,测定混凝土的抗压强度。
该指标是评估混凝土抵御冲击载荷的能力的重要参数之一。
2. 抗拉强度试验:通过在标准试件上施加拉伸载荷,测定混凝土的抗拉强度。
该试验可以评估混凝土在冲击载荷下的抗拉性能。
3. 力学性能试验:包括弹性模量、剪切强度和抗剪强度等试验。
这些试验可以评估混凝土在冲击载荷下的力学行为和变形能力。
4. 断裂韧性试验:该试验通过测量混凝土在断裂破坏前的能量吸收能力来评估其抗冲击性能。
常用的试验方法包括冲击试验和缺口冲击试验。
三、动态试验动态试验可模拟实际冲击载荷作用下的混凝土响应。
以下是几种常见的动态试验方法。
1. 冲击试验:通过在标准试件上施加冲击载荷,测量其动态响应特征,如应力波传播速度、动态应力应变关系等来评估混凝土的抗冲击性能。
2. 爆炸试验:模拟爆炸场景下混凝土结构受到的冲击载荷,通过测量破坏面积、残余荷载等来评估混凝土的抗冲击性能。
3. 地震模拟试验:通过模拟地震波动载荷对混凝土结构的影响,测定其动态响应特征,如振动周期、峰值加速度等来评估抗冲击性能。
四、指标评估及结论基于静态和动态试验数据,可进行混凝土的抗冲击性能评估。
常用的评估指标包括冲击波传播特性、破坏形式、残余荷载以及结构的稳定性等。
通过综合考虑这些指标,可以得出混凝土的抗冲击性能评估结论。
标准贯入试验报告
标准贯入试验报告1.引言本文档旨在对标准贯入试验进行详细描述和分析,以评估地层的物理力学特性以及地基基础的稳定性。
标准贯入试验是一种常见的土力学试验方法,通过测量击击处接触的力和击程之间的关系,来评估土壤的抗压性能和压密特性。
2.试验目的本次标准贯入试验的主要目的有: - 确定地下土壤层的物理力学性质; - 评估地基基础的承载能力; - 探测可能存在的地下障碍物。
3.试验设备和工具在进行标准贯入试验时,需要以下设备和工具: - 标准贯入试验设备:主要包括溢流杆、套管、滑锤,用于形成冲击力并测量冲击响应; - 钻机:用于孔洞的钻探和试验的现场准备; - 试验记录表:用于记录试验数据。
4.试验方法本次标准贯入试验按照以下步骤进行: 1. 钻探孔洞:使用钻机在待测地点进行孔洞钻探,直至达到试验深度。
2. 安装套管:在孔洞中安装套管,以保证试验过程中孔洞的稳定性。
3. 准备试验设备:将溢流杆插入套管中,固定滑锤在溢流杆的顶部,确保试验设备的牢固性。
4. 试验测量:准备试验记录表,在试验设备前方设立起测点,视实际情况确定每次冲击的击程。
5. 进行试验:由专业人员轻敲滑锤,记录下达到稳定后的击击力和击程。
6. 数据记录和分析:将得到的击击力和击程数据进行整理和分析。
5.试验结果和分析通过进行标准贯入试验,得到了以下试验结果: - 击击力和击程关系曲线:由于试验过程中的冲击力和击程是成正比关系,击程增加时冲击力也随之增加。
- 冲击响应:试验结果显示,土壤层的反应性和击击力有关,不同地层的冲击响应可能存在差异。
- 地下障碍物探测:试验中发现在某深度处存在异常冲击响应,初步判断可能是由地下岩石或其他障碍物引起。
通过对试验结果的分析,可以得出以下结论: - 地下土壤层的抗压特性:根据击击力和击程曲线,可以评估地下土壤层的抗压特性,包括抗压强度和压缩特性。
- 地基基础的承载能力:通过冲击响应分析,可以评估地基基础的承载能力,进而制定相应的建筑设计方案。
土工击实试验报告
土工击实试验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对土工击实试验的开展,探索土工击实的工艺特性和性能指标,为土工击实工程的设计和施工提供科学依据。
二、实验原理。
土工击实是一种利用冲击力将土壤颗粒重新排列和压实的工程技术。
在实验中,我们将通过模拟击实装置对不同类型土壤进行冲击,观察土壤的密实度、抗剪强度、渗透性等指标的变化,从而分析土工击实的效果和适用范围。
三、实验材料和设备。
1. 实验土壤,选取砂土、壤土、粘土等不同类型的土壤作为实验对象。
2. 模拟击实装置,包括冲击器、测量仪器等设备。
3. 实验测量仪器,包括密实度计、抗剪强度仪、渗透性测试装置等。
四、实验步骤。
1. 准备工作,选择不同类型的土壤样品,并进行初步筛分和干燥处理。
2. 实验组织,按照不同土壤类型和不同冲击能量进行实验分组。
3. 模拟击实,利用模拟击实装置对不同土壤样品进行冲击处理,记录冲击次数和能量。
4. 测量分析,对冲击前后的土壤样品进行密实度、抗剪强度、渗透性等指标的测量和分析。
五、实验结果与分析。
通过实验,我们得到了不同类型土壤样品在不同冲击能量下的密实度、抗剪强度、渗透性等数据。
经过分析发现,土工击实可以显著提高土壤的密实度和抗剪强度,对于砂土和壤土效果更为明显;而对于粘土,冲击能量的选择和控制更为关键,过大的能量可能导致土壤的破坏和渗透性的增加。
六、实验结论。
1. 土工击实可以有效提高土壤的密实度和抗剪强度,适用于砂土和壤土的工程处理。
2. 对于粘土,需要谨慎选择冲击能量,避免过大能量对土壤造成破坏。
3. 实验结果为土工击实工程的设计和施工提供了科学依据。
七、实验建议。
1. 在实际工程中,应根据土壤类型和工程要求合理选择冲击能量和冲击次数。
2. 对于粘土地区的土工击实工程,需要进行更为细致的前期调研和试验验证。
八、参考文献。
1. XXX,XX. 土工击实技术在地基处理中的应用[J]. 地基与基础,20XX,XX (增刊),XX-XX。
材料冲击实验的实验报告
材料冲击实验的实验报告材料冲击实验的实验报告引言:材料冲击实验是一种常见的材料力学实验,通过对材料在外力作用下的变形和破坏过程进行观察和分析,可以评估材料的强度、韧性以及抗冲击性能。
本实验旨在通过不同冲击条件下的实验测试,探究不同材料在冲击下的行为和性能差异,为材料的设计和应用提供科学依据。
实验步骤:1. 实验材料准备:选取不同材料的标准试样,如金属、塑料、陶瓷等,确保试样的尺寸和形状一致。
2. 实验仪器准备:准备好冲击试验机、高速摄像机、测量仪器等实验设备,并进行校准和调试。
3. 实验参数设置:根据实验要求,设置冲击试验的冲击速度、冲击角度、冲击能量等参数。
4. 实验操作:将试样固定在冲击试验机上,调整试样的位置和方向,确保试样受力均匀。
5. 实验记录:启动冲击试验机,同时启动高速摄像机进行实时拍摄,记录试样在冲击过程中的变形和破坏情况。
6. 数据分析:根据实验记录和拍摄的图像,对试样的冲击性能进行定量分析,包括最大冲击力、冲击能量吸收、变形程度等。
实验结果与讨论:通过对不同材料在冲击试验中的表现进行观察和分析,可以得到以下实验结果和讨论:1. 材料的强度差异:不同材料在受到相同冲击条件下表现出不同的强度特性。
金属材料通常具有较高的强度,能够承受较大的冲击力而不破坏;而塑料材料则具有较低的强度,容易在受到冲击时发生破裂。
2. 材料的韧性差异:韧性是材料抵抗断裂的能力,是材料冲击性能的重要指标之一。
通过观察试样的变形程度和破坏形态,可以评估材料的韧性。
金属材料通常具有较高的韧性,能够在受到冲击时发生塑性变形,而不容易断裂;而塑料材料则具有较低的韧性,容易在受到冲击时发生脆性断裂。
3. 材料的抗冲击性能:抗冲击性能是材料在受到冲击时能够吸收和分散冲击能量的能力。
通过测量试样在冲击过程中的能量吸收情况,可以评估材料的抗冲击性能。
一般来说,具有较高韧性和强度的材料通常具有较好的抗冲击性能。
结论:通过材料冲击实验的测试和分析,可以得出不同材料在冲击下的行为和性能差异。
冲击地压发生和破坏过程研究共3篇
冲击地压发生和破坏过程研究共3篇冲击地压发生和破坏过程研究1冲击地压发生和破坏过程研究随着隧道、地下室等地下工程的日益增多,冲击地压也越来越引起人们的重视。
许多地下工程都是在地下水位以下进行施工的,当水土压力大于支护结构强度时,就会形成冲击地压。
冲击地压的发生会对工程施工带来很大的危害,因此对其发生和破坏过程进行研究非常有必要。
冲击地压的发生过程可以简单概括为三个阶段:形成阶段、发展阶段和破坏阶段。
当施工工况改变时,如遇到断层、岩溶地层、地下水位、高水压等因素,这些都可能导致土体内部的应力状态发生变化,产生一系列的变形和应力波,从而引发冲击地压的形成,进而进入到发展阶段。
在发展阶段,应力波将会扩散至管片孔洞的范围内,使管片及周围土体渐渐发生变形。
此时如果工程支护系统没有及时采取措施,则会进入破坏阶段。
破坏阶段是冲击地压最为危险的阶段。
当管片或周围土体承受不住应力波的冲击时,就会发生破坏。
破坏的方式有两种:单次破坏和多次破坏。
单次破坏是指一次性发生破坏,其速度极快,可能会造成严重的损坏和危害。
而多次破坏则是指管片或周围土体在应力波的连续作用下,反复发生破坏,这种破坏方式可能会较为缓慢,但危害同样不容忽视。
冲击地压的破坏过程通常包括以下几个阶段:微小裂纹扩展、裂纹扩展、塑性变形局部破坏、大量裂纹扩展局部坍塌、整体破坏。
这些破坏机制的发生取决于材料的力学特性、试件的几何形状、加载方式和加载模式等因素。
为了更好地研究冲击地压发生和破坏过程,需要在试验室里进行一系列模拟试验。
试验内容包括材料的力学性质测试、隧道结构和管片的受力特性测试等。
此外,数值模拟技术也是研究冲击地压的重要手段。
数值模拟可以通过建立数学模型,模拟出冲击地压发生和破坏的过程,并通过计算机程序计算得出管片变形、土体应力分布等关键参数,从而为工程设计提供依据。
总之,对冲击地压的发生和破坏过程进行深入研究,对于保证地下工程的施工质量和安全性具有重要意义。
泥石流龙头冲击特性模型实验研究
泥石流龙头冲击特性模型实验研究何晓英;陈洪凯;唐红梅;朱绣竹【摘要】以平川泥石流沟为原型研制泥石流龙头运动与冲击特性实验模型,探索了5种浆体黏度、5种固相比、4种固相颗粒粒径组合条件下泥石流龙头冲击特性,实施了85组冲击实验.实验结果表明:随着浆体黏度的增大,泥石流龙头作用越不明显,当黏度达到和超过0.72 Pa·s时,龙头消失;泥石流龙头作用时间随着浆体黏度与固相颗粒固相比的增加而减小,黏度为0,0.13,0.37 Pa·s时,泥石流龙头冲击时间平均值分别为7.4,2.6,1.6s;低黏度与低固相比组合条件下,龙头冲击力峰值为冲击全程峰值,随着黏度与固相比的增大,龙头冲击力峰值减小,不再是全程峰值.根据实验数据与图像资料将泥石流龙头形态分为高速高强度龙头形态、过渡型龙头形态及低速低强度形态.【期刊名称】《重庆交通大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(033)001【总页数】5页(P85-89)【关键词】泥石流龙头;冲击力;模型实验;浆体黏度;固相比【作者】何晓英;陈洪凯;唐红梅;朱绣竹【作者单位】重庆交通大学岩土工程研究所,重庆400074;重庆交通大学岩土工程研究所,重庆400074;重庆交通大学岩土工程研究所,重庆400074;重庆交通大学岩土工程研究所,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】P642.23;O3590 引言龙头是泥石流运动的一种特有属性,龙头的出现增加了泥石流对建筑物的破坏能力,预测泥石流龙头的冲击力是泥石流防治工程设计中一个重要的课题[1]。
目前,关于泥石流龙头的研究大多集中于泥石流龙头的形态描述与形成机制的探索,如T.Ilstad,等[2]认为泥石流龙头后部一定区域可代表典型的黏塑性流,具有较高的孔隙压力;陈春光,等[3]针对入汇主河的泥石流龙头运动机理,基于野外观测资料和模型实验建立了潜入式交汇的泥石流龙头运动方程,发现混合流黏滞系数和绕流系数对龙头运动速度影响较大;王兆印[4]通过室内泥石流实验研究泥石流龙头的形成和发展,发现混石流龙头隆起高度与龙头卵石粒径成正比,并建立了龙头运动的能量理论解释泥石流的形成与运动机理;胡凯衡,等[5]描述了蒋家沟黏性泥石流沟道里的龙头-龙尾阵次交替的阵性波状运动过程,将泥石流波状运动分为缓波、滚动短波、滚动长波等3类;陈洪凯,等[6]将泥石流龙头的形成过程可概化为泥石流匀速流动、差异流动、初始龙头形成和间歇龙头形成4个阶段,建立泥石流龙头压胀机理解释了泥石流阵流、逆序结构和颗粒浮动等现象;Z.F.Haza,等[7]采用模型实验分析水下泥石流龙头运动,得到泥石流龙头流速在0.164~0.439 m/s之间浮动,其最小与最大剪应力分别为4.47 与127.72 Pa;T.Ilstad,等[8]通过对水下泥石流的室内模型实验发现,对于黏性泥石流,其龙头存在滑水现象,并讨论了在不同重度,不同泥浆组成条件下泥石流龙头的形态和运动规律;ncaster,等[9]认为泥石流龙头部位携带有大量树枝、碎石等物质,造成泥石流龙头运动速度加剧,侵蚀深度增加;魏鸿[10]通过稳定均匀颗粒水石两相流龙头冲击坝体的水槽实验分析了冲击荷载峰值的构成情况,认为泥石流冲击力与泥石流流速成正比;R.M.Iverson[11]认为泥石流头部聚集大量的粗大颗粒主要是由于分选较差的泥石流体与沟床之间的摩擦作用增强所致。
冲击实验报告总结
冲击实验报告总结冲击实验是一种常见的实验方法,用于研究物体在受到外力冲击时的反应和性能。
本报告总结了我们小组在进行冲击实验时的实验设计、实验步骤、实验结果和结论,并提出了对未来实验的改进建议。
在实验设计中,我们首先确定了冲击实验的目标和参数。
我们选择了一种常见的冲击实验方法,并确定了冲击速度、冲击角度和冲击质量等参数。
然后,我们设计了实验装置和测量方法,确保实验的可重复性和准确性。
在实验步骤中,我们按照预先设计的实验方案进行操作。
首先,我们准备了实验样品,包括固体材料和液体物质。
然后,我们使用冲击装置对样品施加外力,并记录冲击过程中的各项数据,如冲击力、位移和变形等。
最后,我们对实验结果进行分析和处理,得出结论。
在实验结果中,我们列举了实验中获得的数据和观察到的现象。
我们用表格和图表的形式展示了实验数据,并进行了数据分析和统计。
我们发现,冲击实验对不同材料和物质的影响是不同的,有的材料表现出较好的抗冲击性能,而有的材料则容易受到破坏。
我们还观察到了一些有趣的现象,如材料的形变和断裂等。
根据实验结果,我们得出了一些结论。
首先,我们发现冲击实验可以有效地评估材料和物质的抗冲击性能,为工程设计和材料选择提供了参考依据。
其次,我们发现冲击实验结果与材料的性质和结构有关,不同材料之间存在明显的差异。
最后,我们认为冲击实验可以通过改变实验参数和方法来进一步研究材料的冲击性能。
根据我们的实验经验,我们提出了一些建议,以改进未来的冲击实验。
首先,我们建议在实验设计中考虑更多的因素,如温度、湿度和压力等。
其次,我们建议使用更先进的测量设备和方法,以提高实验数据的准确性和可靠性。
最后,我们建议进行更多的实验重复和对比,以验证实验结果的可靠性和一致性。
冲击实验是一种重要的实验方法,可以用于研究物体的抗冲击性能。
通过本次实验,我们深入了解了冲击实验的原理和方法,并得出了一些有价值的结论和建议。
希望我们的研究能对相关领域的研究和应用有所贡献。
砂涌实验解释
砂涌实验解释
砂涌实验是一种研究土壤液化现象的实验。
在实验中,通常将砂样放入一个容器中,然后施加垂直或水平的振动荷载,以模拟地震或其他地质灾害发生时的情况。
通过观察砂样的动态表现和变化,可以分析土壤液化的过程和影响因素。
土壤液化是一种地质灾害现象,当土壤受到强烈的振动时,土壤颗粒之间的空隙减小,土壤中的水分不能被排出,导致土壤变得像液体一样流动。
这种现象可能会导致建筑物地基下沉、滑坡、泥石流等灾害的发生。
砂涌实验的目的是为了更好地理解土壤液化的机理和影响因素,为预防和减轻地质灾害提供科学依据。
通过实验,可以研究不同因素如土壤类型、含水量、振动频率和振幅等对土壤液化程度的影响。
同时,还可以探索减少土壤液化风险的措施和方法,例如采用适当的地基设计和排水系统等。
总之,砂涌实验是一种重要的实验方法,用于研究土壤液化现象和评估地质灾害的风险。
通过实验的探究和分析,可以更好地理解地质灾害的成因和机理,为灾害防治提供科学依据和技术支持。
hvsr方法
hvsr方法HVSr方法是一种地震勘探技术,全称为“水平振动比估计方法”(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio,HVSr),是基于土壤效应的频率特性进行研究的一种方法。
该方法基于急性冲击信号的水平和竖直响应的频率特性之间的对比,来推断所探测的土壤或岩石地层特性。
HVSr方法是一种快速、非侵入性的技术,广泛应用于地震灾害评估、建筑震害评估、土壤分类、水文地质研究等方面。
下面简要介绍HVSr方法的原理、应用和存在的问题。
一、原理:HVSr方法是建立在土壤效应的基础之上的,某种频率下的土壤对地震波的效应主要由土壤速度、土壤阻尼、波传输路径和地形等因素决定,其反映了所探测土壤的特性,如厚度、密度、渗透性等。
HVSr方法通过对水平振动和竖直振动信号的频率特性分析,推断出所探测土壤层的共振频率、厚度、密度等特性信息。
二、应用:1.地震勘探:在地震勘探中,HVSr方法可以用来确定不同土壤类型的速度和阻尼特征,推断地下结构的物性参数,如厚度、密度等,还可以通过分析不同频段下的水平和竖直震动信号实现盲层探测,并为灾害评价提供基础数据。
2.建筑震害评估:在建筑的地震安全评价中,HVSr方法可以用来确定不同区域的土层和基础的动态特性,进而分析建筑的受震响应,为建筑的抗震设计、加固设计和地震风险评估提供支持。
3.土壤分类研究: HVSr方法还被广泛用于土壤分类的研究中,可以实现对不同类型土壤的层厚、密度等物性参数的识别和分辨,为土壤研究提供重要依据。
4.水文地质研究:HVSr方法也可以应用于水文地质研究中,可以识别地下水含量、水流通道、孔隙结构等条件,为水文地质调查及工程地质评价提供基础数据。
三、问题:1.影响因素不明确:HVSr方法受到诸多影响因素的影响,如地形、土层厚度和类型、测量点位置等,这些因素的不同组合可能会影响结果的准确性。
2.灵敏度不高:HVSr方法对于不同频带下地震波的效应比较灵敏,但对于高频地震波的效应却比较弱,这可能会影响结果的准确性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
振 动 与 冲 击第22卷第3期JOURNA L OF VI BRATION AND SHOCKV ol.22N o.32003 土壤冲击特性的实验研究Ξ皮爱如 沈兆武 王肖钧 (中国科学技术大学力学与机械工程系,合肥 230026)摘 要 本文利用分离式H opkins on 压杆研究了土体在不同应变率条件下的冲击动态力学性能,发现土体有明显的应变率效应,与静载相比,冲击荷载下土的动强度和动模量均有很大的提高。
关键词:土,H opkins on 压杆,应变率效应中图分类号:O33,T U40 引 言建筑物地基和土工建筑物在动荷载作用下发生振动,土的强度和变形特性都要受到影响。
引起土体振动的振源分天然振源和人工振源两种。
地震、波浪力、风力都是天然振源,交通荷载、爆炸、打桩、机器基础都是人工振源。
冲击荷载作用下土动力学问题的应变范围很大,从精密设备基础振幅很小的振动到强烈地震、炸药爆炸或核爆炸的震害,剪应变从10-6到10-2,在这样广阔应变范围内的土动力计算中所用的特性参数,需要用不同的测试方法来确定。
早在1948年,美国学者卡萨格兰德(Cassagrande A )就设计了多种冲击试验仪[1],以测定冲击荷载作用下土的动力特性,以后各国学者继续对这一问题进行了研究。
土动力测试和其他土工测试一样,原位测试能得到代表实际土层性质的试验资料。
但是限于原位试验的条件和较大的试验费用,一般在原位只做小应变试验,在实验室内则可以做从小应变到大应变的试验。
室内常用的测试方法有超声波脉冲试验、共振柱试验、周期加荷的三轴试验,单剪试验和扭剪试验。
本文则采用分离式(<37mm )H opkins on 压杆来研究土壤在冲击荷载下的动力学特性。
1 冲击实验分离式H opkins on 压杆(简称SPH B )装置是研究材料应变率在102/s ~104/s 下的动态力学性能的重要装置,如图1所示。
它通常采用贴于金属压杆中部的应变片作为测量传感器,记录输入杆上的入射应变波εi 、反射应变波εr 和输出杆上的透射应变波εt ,然后根据一维应力波理论计算出试件上的动态平均应力、应变和应变率[2]。
SPH B 实验技术通过测量压杆上的应变来反推试件材料的应力应变关系,是建立在两个基本假定基础上的。
一个是一维假定(又称平面假定),另一个是均匀性假定。
根据一维假定,可直接利用一维应力波理论确定试件材料的应变率 ε(t )、应变ε(t )和应力σ(t ):ε(t )=Cl 0(εi -εr -εt )ε(t )=Cl 0∫t(εi-εr-εt)dt σ(t )=A 2A 0E (εi +εr +εt )(1)进而可得到试件材料的动态应力应变关系。
式中的应力、应变均以压为正,E 、C 和A 分别为压杆的弹性模量、波速和横截面积,A 0和l 0分别为试件的初始横截面积和试件长度。
根据均匀性假定,可得εi +εr =εt ,代入(1)式后可得到更简单的形式:ε(t )=-2Cl 0εrε(t )=-2Cl 0∫tεrdt σ(t )=A A 0E εt(2)有关该装置的详细介绍及其工作原理可参考文献[2、3]。
图1 H opkins on 压杆装置简图 本文所用的试件尺寸为<37×18mm 的圆柱形原状土体,土壤是密度为2056.99kg/m 3的干性黄土。
土体用特制的环切刀取得,保证土体尺寸的准确及尽可Ξ收稿日期:2002-11-06 第一作者 皮爱如 男,博士研究生,1973年5月生能要求土体的内部结构不被破坏。
同时加工若干个内径为37mm ,外径为50mm ,高度为26mm 的钢套,用于约束试件。
钢套的内径等于压杆的直径,以保证两根压杆传递的冲击载荷仅对套内的土体作用,并且这种作用是完全均匀的。
钢套内壁要求加工光滑,同时给予充分的润滑,以减小摩擦阻力。
试验分三组进行,应变率分别约为300s -1,500s -1,700s -1。
每组试验个做3次,试验结果光滑处理后取平均。
为了比较动静态下土壤的特性,在810MTS (Material T est System )仪器上做一组静态试验。
2 实验结果与分析讨论图2是应变率为291s -1时由应变片测得的典型波形图,入射应变波为εi 、反射应变波为εr 、透射应变波为εt 。
根据一维应力波理论,输入杆被撞击杆撞击后将产生矩形加载波,从图中可以看出入射应变波εi 确为矩形加载波。
据入射应变波为εi 、反射应变波为εr 和透射应变波为εt 之间的关系可以计算出试件轴向上的动态平均应力、应变和应变率。
图3为土体在810MTS 仪器上做静态加载试验得到的轴向上的应力-应变曲线。
图2 应变片测得的典型波形图图3 静态加载应力-应变曲线 图4 加载应力-应变曲线 为对比分析,将静态加载试验得到的土体轴向上的应力-应变曲线与试验计算出试件轴向上的动态平均应力-应变曲线绘制在同一图中(图4)。
图4中曲线1是静态加载应力-应变曲线,曲线2是应变率为291s -1时的冲击加载动态平均应力-应变曲线,曲线3是应变率为522s -1时的冲击加载动态平均应力-应变曲线,曲线4是应变率为658s -1时的冲击加载动态平均应力-应变曲线。
图4中曲线表明:与静载相比,冲击荷载下土的动强度和动模量均有很大的提高;在冲击荷载作用下,土体材料的弹性段不是很明显。
曲线2中冲击荷载加载到41.52MPa 后才卸载,对应的应变为8.41%;曲线3中冲击荷载加载到104.14MPa 后才卸载,对应的应变为14.23%,曲线4中冲击荷载加载到118.52MPa 后才卸载,对应的应变为14.81%。
可见,该土体材料有很明显的应变率效应,随着应变率的提高,应力迅速提高,应变也相应地提高。
3 结 论本文在分离式(<37mm )H opkins on 压杆上用干性黄土做了冲击载荷下的动态压缩试验,获得了三种应变率下的3组动态试验结果,并结合静态试验结果,初步探讨了土体的动态力学性能。
通过对土壤冲击特性的实验研究得出下述结论:1)利用分离式H opkins on 压杆来测试土壤的冲击特性是一种有别其它测试土壤动态特性的方法。
在冲(下转第20页)92第3期 皮爱如等:土壤冲击特性的实验研究 速度和轮胎动载荷的均方根响应增加。
车桥加速度均方根响应则随着车速的提高一直单调增加。
表2 五自由度汽车模型参数参数名称M s(kg)M b(kg)M p(kg・m2)M f(kg)M r(kg)数值7021003500140210参数名称K s K f K r K tf K tr 数值1220074000120000520000520000参数名称C s C f C r数值550180012004 结 论(1)本文提出了解决车辆非平稳响应的一种新方法———“瞬态空间频响函数法”。
用此函数可方便求得各响应的瞬时空间频谱和均方根响应。
该方法经验证有效可行,而且意义清楚,计算方便,便于实际应用。
(2)当车辆匀加速行驶时,系统非平稳响应的三维谱场分析表明:随着加速距离(时间或车速)的增加,路面的低频空间频率成分对车辆的响应起主要作用。
(3)随着加速距离(时间或车速)的增加,座椅和车身加速度功率谱峰值以及轮胎动载荷功率谱的低频峰值是非单调增加的,有局部减小的现象;车桥加速度功率谱峰值和轮胎动载荷功率高频谱峰值是单调增加的;悬架相对位移变化不大;车身角加速度非单调减少。
(4)车辆非平稳响应的均方根分析表明:车辆加速时,在开始阶段各响应值变化较大,而后的变化有一定的规律性。
(5)用本文提出的方法还可以进一步分析车辆的非线性平稳响应问题。
参 考 文 献1 张洪欣.汽车行驶平顺性的计算机模拟.汽车工程,1986(1): 21—312 D okainish M A,E lmadany M M.Random Response of T ractor-semi2 trailer System.Veh.Sys.Dyn.1980,9:87—1123 Hac A.Suspension Optimization of A2-DOF Vehicle M odel Using S tochastic Optimal C ontrol T echnique.J.S ound Vib.1985,100(3):343—3574 Harris on R F.Hamm ond J K.Ev olutionary(frequency/time)spectral analysis of response of vehicles m oving on rough ground by using “covariance equivalent”m odeling.J S ound Vib.1986a,107(1):29—385 Hamm ond J K,Harris on R F.N onstationary Response of Vehicle on R ough G round-A S tate Approch,T ransactions of The AS ME,1981,103:245—2506 罗明廉,魏绍乾.汽车非平稳随机振动的研究.汽车工程, 1990(1):59—657 H wang J H,K im J S.On the Approximate S olution Aircraft LandingG ear Under N onstationary Random Excitations.K S ME Interna2tional Journal.2000,14(9):968—9778 Nigam N C,Y adav D.Dynamic Response of Accelerating Vehicles toG round R oughness.Proc.N oise,Shock and Vibration C on fer2ence,M onash University,1974,280—2859 庄表中.非平稳随机振动.杭州:浙江大学出版社,198610 方 同,孙木楠,宋长清.同源演变随机激励下的非平稳响应。
应用力学学报,1997,14(2):7—1311 Nigam N C,Narayanan S.Applications of Random Vibrations.Ra2 jkamal E lectric Press.1994,219—29212 米奇克[德]著.陈荫三译.汽车动力学.(B)卷.北京:人民交通出版社,1994(上接第29页)击条件下测试材料的应力应变关系曲线,通常需要在试件的同一位置上同时测量随时间变化的应力和应变,而SPH B试验通过测量压杆上的应变来反推试件材料的应力应变关系,是一种间接但又十分简便的方法。