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关键词： 生物炭   碳化养护   强度   固碳率  

摘要： 为了促进水泥基材料的性能,提升固碳率,以掺生物炭的水泥基材料为研究对象,分析了掺生物炭试件的抗压强度和碳化程度的影响因素,结合热分析和电镜观察等方法对水化产物进行了定量分析,并探究其微观机理。研究结果表明:(1)与空白组试件相比,掺生物炭试件在水胶比为0.50、生物炭粒径为200目、碳化养护时长为48 h、生物炭掺量质量分数为3%时碳化养护的强度提升效果显著,掺生物炭试件在3 d和28 d时抗压强度分别提升了21.6%和23.0%;(2)在碳化养护时长为4~48 h范围内,掺生物炭胶砂试件的固碳率随着碳化时长的增加提升明显,碳化面积从16.52%增加到51.98%,预饱和CO_(2)处理生物炭能够增加0.71%的固碳率。

关键词： 绿色建材   力学性能   结构设计   抗压强度   耐久性   全生命周期分析  

摘要： 聚焦建筑结构设计领域中绿色环保材料的力学性能评估与应用优化策略,文章系统分析了竹纤维复合材料、再生混凝土、高性能保温材料及可降解粘结剂的力学特性与环境影响指标。通过实验测试与数值模拟相结合的方法验证材料在抗压强度、耐久性及抗震性能方面的优势,并提出多材料协同优化设计路径。研究成果为降低建筑全生命周期碳排放提供理论支撑,推动“双碳”目标下结构设计的技术革新。进一步探讨了智能材料(如自修复混凝土、4D打印构件)在绿色建造中的应用潜力,结合数字孪生技术实现结构性能的动态监测与优化。基于全生命周期分析(LCA),量化了不同材料组合的碳减排效益,为可持续建筑结构设计提供决策依据。

关键词： 工程地质聚合物复合材料   地质聚合物   粉煤灰   S95矿粉   偏高岭土  

摘要： 通过纤维增韧复合技术，设计并配制了一种具有准应变硬化特性的纤维增强地聚物复合材料，有效改善了传统地聚物韧性差、开裂敏感等缺陷。首先通过正交试验初拟该复合材料的配合比，并在此基础上展开单因素试验研究，根据流变性能、抗压强度、抗折强度、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等试验结果确定该复合材料的最佳配合比，最后采用直接拉伸试验、四点弯曲试验对其拉伸性能进行研究。结果表明：在碱激发的作用下，基体材料中硅铝物质逐渐溶解，凝聚为—Si—O—Al—网状结构，材料中形成的C-S-H凝胶与N-A-S-H凝胶使其获得强度；当水胶比为0.5，纤维掺量为2%，水玻璃模数为1.2，碱激发剂掺量为20%时，该复合材料具有优异的力学性能（28d抗压强度46.25MPa，抗折强度7.70MPa，拉伸应变达到了3%，抗弯强度13.3MPa）；在拉伸性能试验中，试件表面出现多条细密裂缝，应力-应变曲线呈现出明显的准应变硬化特征。

关键词： 翘曲形状函数   高阶剪切变形梁理论   材料力学   弹性力学  

摘要： 使用分段函数形式的翘曲形状函数描述箱型梁的截面翘曲变形,基于高阶剪切变形理论,研究了翘曲形状函数形式对箱型梁弯曲和自由振动行为的影响.通过与有限元模型进行对比,验证了梁理论模型的精度.分析了不同长高比时,翘曲形状函数的形式对挠度和固有频率的影响规律,研究可为箱型梁的精细化设计分析提供理论依据.本文研究内容也可作为新工科弹性力学或材料力学课程教学拓展内容,引导学生使用弹性理论求解一维梁结构的变形问题.

关键词： 碳纤维复合材料   拉挤成型   力学性能   有限元仿真   数字图像相关测量技术  

摘要： 本研究针对拉挤碳纤维增强热固性树脂基复合材料（拉挤碳纤维增强复合材料）在复杂载荷下的力学行为，通过多种力学试验，结合数字图像相关测量技术（DIC）与扫描电镜（SEM）阐明其失效机制，并基于三维实体单元和三维Hashin破坏准则，对拉挤碳纤维复合材料开孔拉伸的应变场与力学响应进行预测。结果表明，材料在不同受力方向表现出显著的各向异性失效行为，纵向拉伸与压缩性能均明显高于横向拉伸与压缩性能，其主要原因为拉挤成型复合材料在不同工况下的失效模式具有方向依赖性。纵向拉伸失效以纤维/基体界面脱粘引发应力重分布进而导致纤维脆性断裂为主，而横向拉伸则表现为基体主导的断裂伴随界面脱粘。在压缩工况下，纵向失效源于纤维微屈曲，横向失效则以基体剪切屈服诱导界面脱粘与纤维局部屈服为主。由于纤维的断裂与屈服载荷明显高于基体，因此纵向力学性能显著优于横向。在剪切失效模式中，复合材料呈现多裂纹扩展特征，失效始于缺口附近的水平基体裂纹，沿试样深度方向扩展为多个平行于纤维的基体裂纹，最终导致材料整体失效。此外，开孔拉伸强度可达1 246.83 MPa，表现为典型的孔边应力集中诱发的纤维-基体界面纵向劈裂失效。通过对开孔拉伸进行数值模拟预测了材料失效机理，偏差为11.06%。最后，将DIC技术与传统应变片法进行对比分析，发现其在任何应力水平下的差异均小于4%，验证了此试验中通过DIC全场应变得到的应变云图与应力-应变曲线的可靠性。本研究通过多种基础力学试验分析了拉挤成型碳纤维复合材料的失效机理，为复杂载荷下的结构设计与失效评估提供了理论依据。

关键词： 新工科   材料力学   课程思政   融入路径   实践研究  

摘要： 在新工科建设背景下,材料力学课程作为工科专业的重要基础课程,其课程思政建设对于培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人具有重要意义。该文从新工科背景下材料力学课程的特点出发,探讨课程思政的融入路径,包括挖掘思政元素、创新教学方法、加强实践教学等,并结合实际案例分析课程思政在材料力学课程中的实践效果,旨在为材料力学课程思政的实施提供有益参考,推动新工科背景下课程思政的深入发展。

关键词： 磷石膏   砂浆试件   配合比   力学性能  

摘要： 本文以矿粉、粉煤灰、电石渣、磷石膏为原材料,在矿粉-粉煤灰-电石渣三元胶凝材料体系的基础上加入磷石膏形成四元体系制备砂浆试件,测试了胶凝材料体系的力学性能。研究了加入不同磷石膏掺量之后的四元体系流动度以及强度的变化,结果表明:磷石膏在掺入量为5%时,抗折强度及抗压强最高,28 d可达到3.78 MPa及15.76 MPa,此时该四元体系流动度145 mm,满足相关标准。研究结果有助于推动磷石膏在砂浆试件中的再利用,有效减少磷石膏的堆存,保护环境资源。

关键词： 材料力学实验   新工科   创新型实验   教学改革   创新人才  

摘要： 在教育部提出“新工科”建设的背景下，针对当前重庆市力学实验教学示范中心传统的材料力学实验教学模式与国家创新人才的培养要求之间的矛盾，采用以工程实例为导向，增加创新型实验等方式，在教学内容、方式和考核等方面进行创新改革。通过教学改革，不仅能提高学生学习的积极性，也能将课程中掌握的知识与能力延伸到周培源力学竞赛、大学生结构设计大赛等力学竞赛及力学相关的创新项目和毕业设计中，从而达到培养学生创新和解决实际工程问题的能力。

关键词： 镍铁渣混凝土   泌水效应   粘结性能   基本锚固长度   相对贯穿长度  

摘要： 为评估镍铁渣混凝土在建筑结构中应用的可行性，开展了其抗压性能、与钢筋粘结性能、梁受弯性能及梁柱节点滞回性能等试验研究。结果表明：镍铁渣混凝土的轴心抗压强度、弹性模量、泊松比等指标与同等抗压强度的普通混凝土相似，与镍铁渣掺量无关；提出了镍铁渣混凝土受压应力-应变全曲线表达式；由于泌水效应，镍铁渣混凝土与水平钢筋的粘结性能弱于同等抗压强度的普通混凝土；随着镍铁渣掺量增多，钢筋镍铁渣混凝土梁受弯裂缝分布间距逐渐增大，梁纵筋在梁柱节点区内的粘结失效风险增大；最后，针对镍铁渣混凝土构件的设计，提出了水平钢筋基本锚固长度修正系数k和梁纵筋在梁柱节点区内相对贯穿长度hc/d限值。

关键词： 覆盖层砂砾石   三轴试验   细粒含量   力学特性   颗粒破碎  

摘要： 覆盖层砂砾石地基是一种典型的复杂地基条件,对修建于其上的堆石坝工程的安全性具有重要影响。细粒含量是影响覆盖层砂砾石材料力学特性的重要影响因素。为此,利用通过三轴剪切试验研究细粒含量对覆盖层砂砾石材料力学特性的影响。首先对21.5%、27.5%、33.5%不同细粒含量的砂砾石材料分别进行4种不同围压的三轴剪切试验,分析细粒含量对砂砾石材料强度和变形特性的影响;在此基础上,基于相对破碎率和相对破碎参量指标,定量讨论细粒含量对砂砾石材料颗粒破碎的影响。结果表明,砂砾石材料的应力-应变曲线包括线性变形阶段、屈服阶段和软化阶段,整体呈应变软化型。材料的峰值强度和粘聚力c随细粒含量的增加而增大,内摩擦角φ受细粒含量的影响较小。低围压下砂砾石材料呈现先剪缩后剪胀的规律,而在高围压下主要表现为剪缩特性,其体积应变随细粒含量的增加而减小,当细粒含量为27.5%并发生剪胀现象时,轴向应变最大。相对破碎率和相对破碎参量随围压的增大而增大,同时颗粒破碎指标随细粒含量的增加而减小。