基于应力腐蚀和腐蚀疲劳的焊缝磁记忆信号分析

为了研究不同腐蚀条件下的焊缝磁记忆特征信号,对20号钢板状焊缝试件进行残余应力腐蚀、35kN恒拉伸应力腐蚀和35kN静载、25kN动载拉拉腐蚀疲劳对比实验,分析焊缝正、反面磁记忆信号的变化规律,获得焊缝腐蚀发展进程中应力腐蚀与腐蚀疲劳各自对应的磁记忆特征信号.结果表明:在应力腐蚀状态下,不同拉伸载荷对应的磁记忆信号特征不同,35kN恒拉伸应力腐蚀与残余应力腐蚀相比,焊缝区磁记忆信号峰峰值及其梯度更大,磁记忆曲线分布的分散度更大;35kN静载、25kN动载拉拉腐蚀疲劳与35kN恒拉伸应力腐蚀相比,焊缝区磁记忆曲线上下波动多,过零点次数多,磁记忆曲线分布的分散度小.这为磁记忆技术在焊缝工程检测的定性与定量分析提供基础数据.     

周期荷载作用下盐岩声发射特征试验研究

通过改变恒幅荷载条件下的上限应力、下限应力以及加载速率等试验条件,基于声发射技术对盐岩疲劳损伤特征进行试验研究。试验发现,盐岩声发射信号出现在加载阶段和卸载初期,而砂岩声发射信号一般集中出现在上限应力处;盐岩疲劳寿命对下限的依赖程度大于砂岩;随着上限应力的增大,盐岩声发射振铃数增多。加载速率的提高会加速盐岩的疲劳破坏。通过对比声发射振铃数累计曲线和应变累计曲线,发现两者有很好的对应关系,说明二者在反映盐岩疲劳损伤时具有一致性。最后对盐岩进行3级变幅荷载试验,发现第3级声发射振铃数比相同上、下限应力的恒幅荷载条件下多,说明变幅荷载造成的盐岩损伤比恒幅荷载条件下严重。     

周期荷载下盐岩的疲劳变形及损伤特性研究

利用RMT－150C型岩石力学多功能试验机,进行了盐岩单轴循环荷载作用下的疲劳试验,研究了盐岩的疲劳强度、变形及损伤特性。试验结果表明,当上限应力大于“门槛值”时,盐岩疲劳破坏时的轴向应变可以分为初始变形、等速变形和加速变形3个阶段,呈疏－密－疏的发展过程。改变上限应力和平均应力会显著影响疲劳的进程,提高上限应力值和平均应力值,初始轴向变形和循环轴向变形的比率都会提高,疲劳破坏时的总循环次数显著减小。盐岩疲劳破坏终点的变形量同样受静态轴向应力-应变全过程曲线的控制,控制误差范围在10%左右。循环荷载作用下,盐岩的变形模量经历了一个先逐渐增加,后缓慢降低,最后加速减小的过程。对循环荷载作用下盐岩疲劳损伤演化规律进行了初步探讨     

Mechanical and low-cycle fatigue behavior of stainless reinforcing steel for earthquake engineering applications

Use of stainless reinforcing steel (SRS) in reinforced concrete (RC) structures is a promising solution to corrosion issues. However, for SRS to be used in seismic applications, several mechanical properties need to be investigated. These include specified and actual yield strengths, tensile strengths, uniform elongations and low-cycle fatigue behavior. Three types of SRSs (Talley S24100, Talley 316LN and Talley 2205) were tested and the results are reported in this paper. They were compared with the properties of A706 carbon reinforcing steel (RS), which is typical for seismic applications, and MMFX II, which is a high strength, corrosion resistant RS. Low-cycle fatigue tests of the RS coupons were conducted under strain control with constant amplitude to obtain strain life models of the steels. Test results show that the SRSs have slightly lower moduli of elasticity, higher uniform elongations before necking, and better low-cycle fatigue performance than A706 and MMFX II. All five types of RSs tested satisfy the requirements of the ACI 318 code on the lower limit of the tensile to yield strength ratio. Except Talley 2205, the other four types of RSs investigated meet the ACI 318 requirement that the actual yield strength does not exceed the specified yield strength by more than 18 ksi (124 MPa). Among the three types of SRSs tested, Talley S24100 possesses the highest uniform elongation before necking, and the best low-cycle fatigue performance.     

纤维水泥土力学性能的试验研究

为了解加入纤维对水泥土力学性能的影响,对素水泥土及纤维水泥土进行了无侧限抗压和疲劳试验。研究结果表明,添加纤维可小幅度提高水泥土的抗压强度;与素水泥土相比,纤维水泥土在达到应力峰值时的应变明显增大,破坏后的残余强度也有所提高;纤维的加入提高了水泥土的延性,减少了裂缝的开展,改善了其力学性能;添加纤维后水泥土抵抗疲劳的能力明显增强;掺入纤维对水泥土抗疲劳能力的提高程度远大于其对水泥土无侧限强度的提高程度;水泥土的应力水平和疲劳寿命之间具有单对数线性关系;在循环荷载作用下水泥土表现为低应力性破裂特征。     

复杂应力路径下饱水砂岩宏细观力学特性研究

饱水作用对砂岩变形及强度特征影响显著,考虑岩体实际赋存环境,为了解复杂应力路径下饱水砂岩宏细观力学特性,利用RMT-150C岩石力学多功能试验机及SEM电镜扫描技术,对饱水砂岩进行循环荷载作用后卸荷破坏试验,研究不同影响因素作用下的疲劳损伤特征,重点分析了加载频率、上限应力等因素对卸荷变形、强度及细观损伤特征的影响规律。研究表明,根据试验设计方案获得的饱水砂岩应力-应变曲线大致可以划分为5个典型阶段,其中,同一应力状态下,疲劳损伤阶段轴向不可逆应变在等速变形阶段的应变速率随加载频率的增大迅速增加,这表明上限应力的“门槛值”极有可能是变化的,且与加载频率及循环次数密切相关;同时,卸围压变形破坏阶段的总应变及围压卸荷量均随加载频率（或上限应力）的增大而减小,与该阶段持续时间随加载频率（或上限应力）的变化规律一致。不仅如此,通过分析饱水砂岩破坏面细观损伤特征发现,加载频率与上限应力作用下的细观损伤特征差异显著,其中破坏面微裂隙面积占比随加载频率增大而减小,上限应力则恰好相反。     

基于时间序列的InSAR相干性量级估计

本文提出了一种适用于InSAR数据处理的自适应相干性量级估计方法,该方法能够满足复信号随机平稳的假设前提,并兼顾运算效率与估计精度.此方法生成的相干图具有很好的分布特征,避免了影像空间分辨率的损失.提出的算法分为两个步骤:(1)根据地物后向散射特性,对时间序列SAR影像进行聚类分析,选择具有同分布的样本,保证SAR影像质地平稳条件;(2)对干涉图进行条纹频率估计,采用极大似然(ML)条纹频率估计方法去除系统相位引起的复信号非平稳性,并根据Cramer-Rao边界条件改善条纹频率的估计精度.以美国南加州洛杉矶地区的ENVISAT ASAR数据集为例,本文将新方法与现有方法进行了量化分析.结果表明,较传统方法而言,基于时间序列的相干性估计方法能够得到更可靠、精度更高、空间特征更鲜明的干涉相干图.     

氮、磷、硅对条纹小环藻生长和叶绿素a含量的影响

采用单因子实验方法研究氮、磷和硅营养盐对条纹小环藻(Cyclotella striata)生长和叶绿素a含量的影响。结果表明:在不同磷和硅营养盐浓度下,条纹小环藻比生长率μ变化显著(P<0.05),其中,硝酸盐为0.60~0.85 d-1,硅酸盐为0.49~0.61 d-1,磷酸盐为0.46~0.51 d-1。总体而言,在一定的营养盐浓度范围内,条纹小环藻的最大藻细胞密度Nmax随着氮、磷和硅营养盐浓度的增加而增大;条纹小环藻叶绿素a(Chl a)含量亦随着氮、硅浓度的增加,与Nmax增加趋势一致,但随着磷浓度的增加Chl a先增加后减小,与Nmax不一致。条纹小环藻的主要限制营养元素是氮和硅,而磷可能不会成为其短期培养的限制因子。     

自由站立式立管总体运动疲劳分析

由于良好的疲劳特性,自由站立式立管(FSHR)正广泛应用于深海油气田的开发当中。首先根据设计参数建立FSHR详细的有限元模型,然后利用谱分析方法对FSHR进行总体运动疲劳分析,以确定FSHR总体设计参数是否满足运动疲劳要求。最后对工作于相同环境下的钢悬链立管(SCR)进行总体运动疲劳分析,探讨哪种立管系统的疲劳性能更为优良。计算结果表明FSHR系统中刚性主管最大运动疲劳损伤出现在刚性主管顶部,FSHR总体设计参数满足规范要求;FSHR总体运动疲劳寿命要远大于SCR,体现了FSHR系统对浮体运动与刚性主管之间具有良好的解耦作用。     

大直径超长桩打桩过程中桩周土体的疲劳与强度恢复

大直径超长桩的出现给海上的打桩施工增加了难度和复杂性,也使得打桩分析和预估锤击数具有重要的意义。研究表明,当连续进行打桩施工时,桩长时间连续运动导致桩侧土体强度降低,土体产生了疲劳,沉桩相对容易,使得桩体的贯入度与锤击数较预测偏低;当施工停止一段时间后,土体固结排水,强度得到恢复甚至提高,导致继续打桩时难度增加,锤击数增高或出现无法继续贯入的现象。结合一维应力波动理论、桩-土相互作用模型、土体的有效应力原理和固结理论,提出了模拟土体疲劳和强度恢复的数值分析方法,对采油平台的桩基工程进行了打桩分析,计算结果与实测数据吻合较好,说明提出的数值模拟方法具有可靠性。