载荷作用下EPS混凝土中弹性波传播特性的研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:likelikeme
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
天然岩体成分构成复杂,含有大量的孔洞、裂纹等缺陷,是一种应用范围广泛的基本工程材料。早有理论研究表明,弹性波在缺陷岩体中传播时会与其中包含的规则夹杂物、裂纹等发生相互作用,并推导出了一些诸如散射波、散射位移场和应力场以及散射截面的数学表达形式。考虑到自然状态下,岩体由于自重和地质构造等等原因一般处于复杂的地应力状态下,因而会对弹性波在岩体中的传播产生一定的影响。  混凝土基体的力学性能与岩石较为接近,可以模拟岩石骨架部分;EPS颗粒非常柔软且轻,其弹性参数远远低于混凝土基体材料,可以用来模拟岩石中所含的孔洞等缺陷或者是其他软弱填充物。以EPS混凝土为模型材料,对EPS颗粒粒径分别为1mm、2mm和3mm的三类EPS混凝土进行不同载荷和不同频率下的声波测试,研究载荷和频率对于弹性波传播的影响。实验结果表明,p波波速随载荷增加在开始加载阶段有较明显的增大趋势;当试件相对密实,波速增加不明显。s波波速有相同的增加趋势,但波速增加幅度比p波波速增加的小得多。  鉴于复合材料结构的复杂性,应用有限元软件来数值分析EPS混凝土加载不同频率的弹性正弦波载荷时,弹性波在复合材料中的传播情况。分别建立了EPS颗粒按理想方式分布的模型、由试件剖面照片数值化得到的试件模型,以及有预加载荷作用下的试件模型等三种EPS混凝土的计算模型,由此研究了EPS颗粒大小和EPS颗粒的体积含量(模拟孔隙率)对EPS混凝土在弹性波作用下的频散效应的影响,进一步研究了预加载荷作用对于频散效应的影响。计算结果表明:加载波长与孔径的比值在某一特定范围之内时,有比较显著的频散效应;孔隙率为20%时频散效应比较明显。在未加载荷作用的情况下,当弹性入射波的主频分别为50kHz、300kHz和1MHz时,50kHz时对应的频散现象较为明显,而1MHz时对应的主频基本保持不变。有弹性预加载荷作用时,初步研究结果表明:频移主要发生在低频区域,而且随着预加载荷的增大,频散范围越来越大。  为适应工程应用的需要,对复杂介质中弹性波的经典理论进行了简单回顾,然后基于徐松林等提出的一个无量纲的理论公式,进一步讨论了与材料和载荷有关的三个参数(孔隙率Φ、散射体的特征尺寸D0和有缺陷材料的等效介质波速Cu)对于波速的影响,并与EPS的试件数据加以比较。得出结论:孔隙率和散射体的特征尺寸会随着载荷的增加而减小,达到恒定值;材料的等效介质波速则随着载荷的增加而减小,最终也达到恒定值。同种载荷下,波速随频率的增加而增加;在同一频率下,波速随着载荷的增大而增大。在低频范围内,材料的孔隙率的降低和等效介质波速增加,都会导致波速越大;介质特征尺寸的减小会使频率共振区域向高频方向移动。
其他文献
随着经济的发展,对用电量的需求快速增长,对电力调度的科学性和经济性的要求也越来越高。为了能够更好地根据电能消费情况来合理安排各个时段的供电量,以及合理调整各个时段的费率,需要将更多的自动化技术引入到电力生产和供应中,远程自动抄表技术就是其中重要的一项。本文基于GPRS无线通信技术和嵌入式微处理器,构建一套自动远程抄表系统,该系统包括电能表、数据采集器和上位机管理软件系统。电能表部分包括了电源模块、
随着现代计算机技术的飞速发展和互联网技术的广泛应用,我们已经从PC时代过渡到了以个人数字助理、个人手持电脑和信息家电为代表的3C(计算机、通信、消费电子)一体的后PC时
光伏并网逆变器是光伏发电系统中非常重要的一环,为了提高光伏发电系统的整体效率,本文采用软开关技术来提高逆变器的效率, 以Ti公司的TMS320LF2407A为控制芯片,设计了一套1kW具有零电流关断功能的光伏并网逆变器。 本文首先介绍了软开关技术的发展历史和现状,提出了一种比较适合于并网逆变器的软开关电路结构,详细分析了软开关电路的工作原理及实现条件。文中分析了几种电流跟踪控制方法的优点与
电磁发射技术是在发射理论和发射技术发展上的一次飞跃。它具有发射速度高、加速时间短、能量释放易于控制等普通发射技术不可比拟的优点。在电磁轨道发射过程中,存在着力、电
期刊
在特殊形状物体清洗过程中,超声清洗是一种新型的清洗方法.超声波发生器作为超声清洗电源,是超声波清洗设备的重要组成部分.本文针对超声波发生器研制中存在的关键技术问题,
数值流形法往往是以规则的三角形有限元网格来建立覆盖系统,其在继承了有限元一些优点的同时,也带来了一些问题,如精度低、加密不方便等。本文将无网格法和多边形有限元的插值引
合理用电是科学用电的一种方式,通过合理调整用电时间,避开高峰时段用电,为企业制定生产用电的策略,使企业在实现削峰填谷的同时,还能够计算出企业在低谷及平时时段用电的合
学位
学位