土基柠条强化材料力学性质试验研究与模拟分析

发布时间：2020-10-25 22:30

　　柠条作为防沙固沙的优良灌木植物,在山西北部和其它北方省份广泛种植。其由于具有很好的强度和韧性,成为了农业绿色环保材料开发利用的重要可再生资源。将木质化程度高的柠条作为加强筋与土体基质材料复合,有望成为就地取材、价廉质优、绿色无污染的生态农业建筑环境工程领域中的一种新型材料,用于墙体、柱体或架构的建造。本论文研究并优化了土基柠条强化材料的配比成型工艺参数。进行了不同配比下材料的常规力学性质试验研究及相关分析,为这种材料的制作提供了理论基础。主要研究内容和结论如下:(1)研究了土基种类、含水率、柠条加筋率、颗粒度等对土基柠条强化材料成型效果的影响。以无侧限抗压强度为评价指标,进行了单因素试验,得出了各因素对材料无侧限抗压强度的影响曲线,在此基础上,确定了试块的合理成型范围。(2)以不同配比成型参数制作的土基柠条强化材料试块为研究对象,进行了拉伸、剪切、扭转、弯曲等常规力学性质试验,获得了弹性模量、屈服强度、极限载荷、压缩模量、伸长率等力学性质指标。通过多因素分析,得出材料的弹性模量等常规力学性质指标与柠条加筋率、颗粒度两个因子变量的函数关系,并确定了其显著性和因子变量对响应变量影响的主次,最后得到因子变量的最佳处理为柠条加筋长度为4～4.75mm,柠条加筋率为0.25%。(3)运用软件ABAQUS对材料抗压和抗弯性能进行了相关有限元数值模拟,获得了两种基本变形形式下的应力、应变场,为材料应用提供了力学分析基础。通过试验结果和ABAQUS数值模拟结果比较,误差很小,表明通过ABAQUS建模能较好的模拟土基强化材料的受力变形过程。
【学位单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB301
【部分图文】：

炮台,高昌,古城遗址,丝绸之路

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古城遗址,炮台