复合材料力学期末

复合材料力学期末（共6篇）

篇1：复合材料力学期末

道路分垫层基层面层砂石材料●岩石分类岩浆岩（深成岩密度大抗压强度大吸水性小抗冻性好）沉积岩变质岩花岗岩孔隙率小吸水率低耐磨性好耐久性高耐火差石灰岩多用于基础墙体桥墩和砌石工程，方解石易被溶解石灰岩不能用于酸性和含游离二氧化碳的水中根据氧化硅的含量将石料分为碱性（钙质）中性酸性（硅质）石料，所对应的氧化硅含量小于52%52%~65%大于65%●碱集料反应含有活性二氧化硅或活性碳酸盐成分的集料与水泥中的碱性氧化物反应对结构的强度和稳定造成影响●抗压测量方法道路用圆柱体或立方体直径或边长为50mm±2mm桥梁用立方体边长70mm±2mm试件进行饱水处理●抗压影响因素矿物成分、结构构造、孔隙构造、含水状态、试验条件●耐久性测量直径和高均为50mm或边长50mm在105℃±5℃的烘箱中烘至恒重抗冻性实验岩石饱水状态放置-15℃的冰箱中4h后取出放入20℃±5℃水中溶解4h反复循环。质量损失率小于2%，抗冻系数大于75%为好坚固性实验烘干岩石浸入饱和硫酸钠20h置于105℃±5℃烘箱中4h待冷却至室温后循环第二次开始浸泡改为4h共5次●粗细集料分类沥青混合料粗集料粒径尺寸大于2.36mm水泥混凝土粗集料大于4.75●高炉矿渣二氧化硅、三氧化二铁、五氧化二磷、氧化钙、氧化镁、氧化锰、氧化铝、硫化钙，硫化铁●矿渣化学稳定性游离氧化钙消解：游离氧化钙遇水反应，生成氢氧化钙，体积膨胀。铁和锰分解：硫化亚铁和硫化亚锰与水生成氢氧化亚铁和氢氧化锰，引起体积安定性不良

沥青材料●沥青分类天然沥青、焦油沥青、石油沥青。按形态分类粘稠沥青、液体沥青按用途分类道路沥青、建筑沥青、水工沥青、防腐沥青、其他沥青●原油分类按组成成分石蜡基原油、环烷基原油、中间基原油通常认为，环烷基和中间基原油由于组分构成比较合理，生产的道路沥青具有一定的延展性和良好的流变性能，在低温时具有一定的变形能力，路面不易开裂，高温时又具有一定的抗变形能力，不易出现车辙和拥包，同时又具有很好的抗老化性，与石料的结合能力强，是生产道路沥青的首选原油。石蜡基原油中轻质组分和蜡含量较高，胶质和沥青质含量较低，不适合生产优质道路沥青。四组分沥青质、胶质、芳香族、蜡分●沥青胶体结构溶胶型沥青、凝胶型沥青、溶-凝胶型沥青物理性质密度、体膨胀系数、介电常数●沥青的三大指标针入度、软化点、延性针入度实验温度25℃，标准针质量100g、贯入时间5s●影响沥青耐久性的因素温度与氧化作用、光和水的作用、自然硬化、渗流硬化●改性沥青改性沥青是指掺加橡胶、树脂高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青的性能得以改善而制成的沥青。改性沥青的评价指标有针入度、软化点、延度、粘度、黏度、聚合物改性沥青离析实验、沥青弹性恢复实验、黏韧性实验及测力延度实验。●融合物改性剂与基质沥青的相容性相容性是改性沥青是否成功的首要条件，改性沥青的相容性是指沥青和改性剂在组成和性质上存在差别的组分，在一定的条件下能够相互兼容，并存并配伍，形成热力学相对稳定的具有混溶性的体系的能力●乳化沥青的优点可冷态施工，节约能源减少污染；常温下具有较好的流动性，能保证洒布均匀，提高路面修筑质量；扩展沥青路面的类型；节约沥青保证施工质量；延长施工季节，乳化沥青施工受低温多雨季节影响较少●道路沥青特点具有良好的力学性质和路用性能，铺筑的路面平整无接缝，减振吸声，路表具有一定的粗糙度，无强烈反光，有利行车安全；采用机械化施工，有利于施工质量控制，施工后即可开放交通；便于分期修建和再生利用

沥青混合料●沥青混合料按级配类型分连续密级配、半开级配、开级配、间断级配按拌合及铺筑分热拌热铺、冷拌冷铺、热板冷铺、温拌沥青混合料结构强度影响因素沥青结合料黏度、矿质混合料性能、沥青与矿料在界面上的交互作用、矿料比面和沥青用量、使用条件●沥青混合料的技术性能●高温稳定性沥青混合料在高温条件下，能够抵抗车辆荷载的反复作用，不发生显著永久变形，保证路面平整度的特性。评价指标三轴试验、车辙试验影响因素矿质集料颗粒间的嵌锁作用及沥青的黏结作用●低温抗裂性温度骤变时沥青面层将产生体积收缩在结构层中产生温度应力，温度应力超过沥青的容许应力沥青就被拉裂。评价指标预估沥青混合料的开裂温度、低温蠕变试验、低温弯曲试验影响因素沥青的低温劲度模量、沥青黏度、温度敏感性●疲劳特性沥青在重复应力的作用下，在低于静载一次作用下的极限应力时发生破坏评价指标疲劳试验方法、加载控制模式影响因素沥青混合料的组成材料、试验条件●耐久性沥青在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力。包括抗老化性、水稳定性●抗滑性评价指标构造深度试验影响因素矿料自身的表面构造、沥青含量●施工和易性影响因素组成材料、施工条件●气候分区：一级指标（高温指标）3个区，二级指标（低温指标）4个区，三级指标（雨量指标）4个区●沥青结合料的技术要求沥青结合料、粗集料、细集料、填料配置沥青混合料方法马歇尔试验、沥青玛蹄脂碎石试验（SMA）、开级配抗滑磨耗层（OGFC）

水泥和石灰●水泥属水硬性无机胶凝材料通用硅酸盐水泥分类硅酸盐水泥（P·I）普通硅酸盐水泥（P·0）矿渣硅酸盐水泥(P·S)火山灰质硅酸盐水泥(P·P)粉煤灰水泥(P·F)复合硅酸盐水泥(P·C)生产工序生料配置与粉磨、熟料烧成原料石灰质原料和粘土质原料生产工序原料按比例混合磨细---生料进窑煅烧---熟料、混合材料、石膏磨细石膏调节水泥的凝结速度，也称为水泥的缓凝剂活性混合料一种矿物材料本身不具备水硬性，与水泥和石灰拌在一起加水后能硬化常用的活性混合料粒化高炉矿渣、火山灰质混合料、粉煤灰非活性混合料为了提高水泥的产量、调节水泥强度等级、降低水泥的水化热、改善新拌混凝土和易性●水泥腐蚀原因氢氧化钙的溶失（溶析性侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸腐蚀）、硫酸盐侵蚀防护根据环境合理选择水泥品种；提高水泥石的密实程度，降低孔隙率；添加保护层●初终凝时间：硅酸盐水泥初凝时间不小于45min终凝时间不大于390min，其余水泥45min600min水泥强度检测按照ISO法，水泥和标准砂按1:3质量以水灰比为0.5制成4*4*16cm标准试件在20℃±1℃相对湿度不小于90%或水中养护3d28d进行检测碱-集料反应水泥中碱性氧化物与集料中活性二氧化硅或活性碳酸盐发生化学反应危害其生成物附着在集料与水泥石的界面上，且遇水膨胀，引起水泥石胀裂，导致黏结强度降低，破坏混凝土结构道路水泥特性高抗折强度、低干缩性和高耐磨性、矿物组成高铁低铝通用水泥不合格品初凝时间、安定性、强度、化学品质指标任一项不满足道路水泥废品氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性任一项不满足铝酸盐水泥应用强度增进较快24h可达极限强度的80%宜用于紧急抢修工程和早期强度要求较高的特殊工程，但永久性、重要工程、预应力混凝土工程不用此水泥●石灰气硬性无机胶凝材料，只在空气中硬化，硬化分为结晶和碳化欠火石灰、过火石灰●石灰特性可塑性好，保水性好；生石灰水化放热，体积变大；硬化缓慢；硬化时体积收缩大；硬化后强度不高；耐水性差用途配制建筑砂浆、抹面灰浆；应用于路面基层或垫层结构；配制静态破碎剂

水泥混凝土●水泥混凝土组成水泥、水、粗集料、细集料、外加剂、掺合料水泥作用胶凝、填充、润滑集料作用骨架和密实●混凝土拌合物的施工和易性又称工作性，是指混凝土拌合物易于施工操作并获得质量均匀、成型密实的性能和易性包括流动性、捣实性、黏聚性、保水性坍落度测流动性，黏聚性、保水性测量方法捣棒轻轻敲击一侧●混凝土强度●立方体抗压强度fcu边长150mm立方体养护28d2●立方体抗压强度标准值fcu,k试件同上●混凝土强度等级根据立方体抗压强度标准值确定●硬化混凝土耐久性抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性、耐磨性●配合比设计主要考虑因素施工和易性、混凝土的配置强度、耐久性●外加剂作用减少混凝土浇筑施工费用；保证混凝土在不利的搅拌、输送、浇筑和养护条件下仍有所需的施工质量，满足施工过程中的一些特殊要求常用混凝土的外加剂减水剂（减少水泥和水的用量，用于现浇或预制混凝土、钢筋混凝土或预应力混凝土）、引气剂（改变和易性，提高抗冻性、抗渗性，提高耐久性，但强度会降低）、缓凝剂（适用于大体积混凝乳，炎热季节混凝土，长时间停放运输的混凝土）、早强剂（配合使用阻锈剂，主要由Cl离子引起）●混凝土掺合料作用在氢氧化钙的刺激下发生反应生成胶凝材料，替代一部分水泥

建筑钢材●建筑钢材的技术性能抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性、冷弯性能抗拉性能弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段冲击韧性钢材抵抗冲击荷载作用的能力冷脆性当温度降到一定程度时冲击韧性会突然显著下降且出现脆性耐疲劳性交变荷载反复作用下在应力远低于抗拉强度的情况下发生断裂叫疲劳破坏冷弯性能常温下承受弯曲变形的能力●碳素结构钢的牌号钢材屈服点Q，屈服点数值(195,215,235,275)，质量等级(根据硫磷含量分ABCD)，脱氧程度(沸腾钢F，镇静钢Z，特殊镇静钢TZ)碳素结构钢力学性能稳定，塑性好，工艺敏感性小便于加工。随钢号增加，碳锰含量增加，强度和硬度增加，可塑性和冷弯性降低●低合金结构钢牌号屈服点Q，屈服点数值，质量等级低合金结构钢强度大大高于碳素结构钢并有良好的工艺性能、耐磨性、耐腐蚀性及耐低温性等也较良好，质轻，适合建造大型和桥梁工程●钢筋代号热轧光圆钢筋HPB 235/300；热轧带肋钢筋HRB/HRBF 335/400/500；冷轧带肋钢筋CRB 550/650/800；数字代表钢筋抗拉强度最小值冷轧带肋钢筋强度高，塑性好，综合力学性能优良，有良好的握裹力●可用于预应力钢筋HRB500、CRB650/800

屈强比：n

小，否则将造成钢材利用率低●加水对混凝土性能的影响：导致水灰比变大，在混凝土硬化后部分水分残留在混凝土中形成水泡或者蒸发后形成气孔，大大减少了混凝土抵抗荷载的有效断面，降低混凝土的强度。不矛盾。养护加水是因为湿度不足会影响水泥水化反应，从而影响强度，而且水泥石结构疏松，形成干缩裂缝，影响耐久性，所以要加水养护，产生更多的水化产物，提高混凝土的密实度●影响施工和易性的因素：单位用水量、水灰比、砂率、水泥品种和细度、集料、外加剂、外部因素包括环境因素和时间●什么是沥青老化，老化后性质变化:在使用过程中受到储运、加热、拌合、摊铺、碾压、交通荷载及自然因素的作用，使沥青发生一系列的物理化学变化，逐渐改变了其原有的性能而变硬变脆，这种变化叫老化。老化后，沥青的软化点高（高温稳定性增强），针入度低（粘稠变大），延度小（塑性减弱）●影响混凝土强度的主要因素：水泥强度和水灰比、集料的特性、养护条件（包括养护温度、养护湿度、龄期）安定性：水泥浆体硬化后，是够发生不均匀体积变化的性能指标●安定性不良原因：水泥熟料中游离氧化钙或氧化镁含量过高，或由于石膏掺量过多而导致水泥中的三氧化硫含量偏高后果：应力超过材料强度时，会引起结构开裂，崩裂等问题，即使未超过水泥石强度，也会因内部应力集中，破坏水泥石内部构造，形成缺陷●沥青混合料组成结构：悬浮密实结构（水稳定性好，低温抗裂性和耐久性好，但再高温条件下使用时，由于沥青黏度降低，可能会导致沥青混合料强度和稳定性的下降）、骨架空隙结构（高温稳定性好，但由于此种混合料剩余孔隙率较大，渗透性较大，使用时气体和水分易进入，引发沥青老化或沥青从集料表面脱落，因此耐久性不好）、骨架密实结构（兼具了以上两种优点）●初凝时间：水泥的初凝时间对水泥混凝土的施工有重要意义，初凝时间太短，将影响混凝土的搅拌、运输、浇捣等施工工序的正常进行，而一旦施工完毕则要求混凝土尽快硬化，并有一定的强度，以加快模具的周转，缩短养护时间。所以初凝不易太短，终凝不易过长，所以要进行规定为什么用标准稠度净浆水泥：为了使水泥凝结时间和安定性的检测结果具有可比性。s／b，s表示屈服点强度，b表示极限抗拉强度。反应钢材可靠性和利用率，屈强比小时，钢材可靠性大，结构安全，但不宜过

篇2：复合材料力学期末

考试试题

一 名词解释（20分）

1活度2熵3规则溶液4偏摩尔量5热力学

篇3：复合材料力学期末

木塑复合材料是一种环保型生物质材料,它性能优越, 兼具木材和塑料的特点,对环境无污染,还可充分利用林场加工剩余的木屑、竹材以及其它废弃边角料和可回收的热塑性塑料等[1,2,3],是我国近年来重点发展的一种新型材料。目前国内外对木塑复合材料的研究广泛,例如,Sonia等[4]、Kamal等[5]、Oksman等[6]、张文杰[7]、宋永明等[8]对其相容性进行了相关研究;胡圣飞等[9]、薛平等[10]、曾石等[11]在其成型工艺及流程工艺方面都有深入研究。我国竹子资源非常丰富, 产量位列世界第一,竹材具有生长周期短,再生能力强,竹纤维的成本低,力学性能好,吸湿透气性能强,抗菌、抗紫外线的特点[12,13,14,15]。以竹粉为增强材料、塑料为基体材料制备的竹塑复合材料为木塑复合材料一种,该材料轻质高强、耐腐蚀性能、抗湿膨胀性能良好,可应用于地板、家具、天花板、包装箱、土木工程建设中[16,17,18]。

尽管竹塑复合材料优点多,但同样存在刚性较高(由竹粉引起)、韧性较差等缺点,实际使用过程中容易破裂[19,20], 因此对其进行增韧改性意义重大,但目前对竹塑复合材料增韧方面的研究较少。本实验以竹粉为增强体,高密度聚乙烯为基体,马来酸酐接枝聚乙烯为偶联剂,不同含量的POE为增韧剂制备竹塑复合材料,并进行力学性能和动态力学性能测试,分析研究不同增韧剂含量对竹 塑复合材 料的增韧 效果。

1实验

1.1材料

竹粉,粒径小于等于0.18mm,浙江临安市明珠竹木粉有限公司;高密度聚乙烯(HDPE),型号8008,福建联合石油化工有限公司;马来酸酐接枝聚乙烯(Maleic anhydride grafted polyethylene,MAPE),美国陶氏CPZ-2012,马来酸酐含量8%;聚烯烃弹性体(POE),型号7467,美国陶氏化学公司。

1.2仪器设备

密炼机,型号S(X)-1L-K,常州苏研科技有限公司;强力破碎机,型号PC-400A,潮州市龙河塑胶有限公司;塑料注射成型机,型号HY-500,宁波海鹰塑料机械有限公司;微机控制电子万能试验机,型号CMT 6104,深圳市新三思计量技术有限公司;摆锤冲击试验机,型号ZBC-25B,深圳市新三思材料检测有限公司;动态热力学分析仪,型号242E,德国耐驰仪器制造有限公司。

1.3实验方法

1将竹粉放入恒温干燥箱于80 ℃干燥24h;2每组试验总量360.0g,按表1设定的成分比例称取HDPE、MAPE、 POE,在温度为170.0 ℃、转速为40r/min的密炼机中混合3min;3加入108.0g竹粉(总量的30%)混合密炼10~15 min,取出冷却;4将冷却后的竹塑复合材料在粉碎机中破碎, 得小颗粒物料备用;5将破碎的颗粒物料在射嘴温度185 ℃, 一段温度180℃,二段温度170℃注塑成型,制成标准试件。

1.4性能表征

1.4.1力学性能测试

拉伸强度在室温条件下利用万能力学试验机按国家标准GB/T 1040.4-2006[21]测试,设定试验 机测试速 度为10 mm/min,试样的原始标距为115mm。

弯曲强度在室温条件下利用万能力学试验机按国家标准GB/T 9341-2008[22]测试,设定试验机测试速度为10mm/ min,试样长度为80mm,试样跨度为64mm。

冲击强度在室温条件下利用摆锤冲击试验机按国家标准GB/T 1043.1-2008[23]测试。

各组试验测试3次取平均值。

1.4.2动态热力学分析

动态机械热分析 (Dynamic thermomechanical analysis, DMA)测量的是粘弹性材料的力学性能与时间、温度或频率的关系。利用动态机械热分析可以反映复合材料中添加材料与基体材料之间的相互作用和相容性。试验设置力范围为(4±4)N,升温速率为2~3K/min,振幅为20μm,初始温度25 ℃,终止温度80 ℃,测量频率 选1.00 Hz、2.50 Hz、 5.00Hz进行测定。

2结果与分析

2.1不同POE含量对竹塑复合材料力学性能的影响

表2为不同POE含量的复合材料的拉伸强度、弯曲强度与冲击强度。从表2中可以看出,随着POE含量的增加, 复合材料的冲击强度增加,但拉伸强度和弯曲强度减小。这说明增韧剂POE的加入,增大了复合材料的冲击韧性,但降低了拉伸性能与弯曲性能。这是因为随着POE的加入,当复合材料受到冲击时,基体中的POE作为应力集中点产生大量微小裂纹,随后在基体中支化吸收大部分冲击能,而大量微小裂纹之间相互干扰阻碍了裂纹的进一步扩展,使复合材料的韧性得到提高。另一方面,由于POE颗粒的强度和模量比HDPE低,当加入POE后,复合材料的结晶度随之降低,因此复合材料的拉伸强度和弯曲强度均随着POE含量的增加而降低。

2.2动态热力学分析

2.2.1不同频率对竹塑复合材料储能模量的影响

图1为POE在不同频率下对竹塑复合材料储能模量的影响。从图1中可以看出,随着扫描频率的增加,竹塑复合材料的储能模量增加,这是因为竹塑复合材料的黏弹性与温度、时间和频率有关,当对材料施加一定频率的压力时,材料内部的高分子链段会发生重排,储能模量会随着时间延长而降低,而动态热力学分析仪的储能模量是根据一定时间段内测得的,因此,频率越高,测定的时间段越短,所测的储能模量越高。

2.2.2不同频率对竹塑复合材料损耗因子的影响

图2为POE在不同频率下对竹塑复合材料损耗因子的影响,损耗因子tand为所测的损耗模量与储能模量的比值E″/E′,它的峰值表示复合材料的玻璃化转变温度。从图2中可以看出,POE增韧的竹塑复合材料的玻璃化转变温度在72 ℃左右,随着频率的增加,损耗因子降低,这是因为频率变大时,损耗模量测定的时间变短,所测的损耗模量较小,所以复合材料的损耗因子随频率的增加而降低。

2.2.3不同POE含量对竹塑复合材料储能模量的影响

材料的储能模量可以表征材料的刚度,储能模量越大, 材料的刚度越大。图3为不同POE含量对竹塑复合材料储能模量的影响。从图3中可以看出,随着POE含量的增加, 竹塑复合材料的储能模量减小,材料的韧性增强,当POE的含量为40%韧性最强。但由于复合材料的刚度变小,其力学性能(拉伸性能和弯曲性能)下降,这也可以从力学性能分析中得到。这是因为随着POE的加入,HDPE基体的韧性增加,反映在复合材料的力学性能上即复合材料的韧性增强。

2.2.4不同POE含量对竹塑复合材料损耗因子的影响

图4为不同POE含量对竹 塑复合材 料储能模 量的影响。从图4中可以看出,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的tand峰对应的温 度升高,即玻璃化 转变温度 升高,当POE含量为0%、10%、20%时玻璃化转变温度变化不大,而当POE含量增加到30%、40%时,复合材料的玻璃化转变温度明显升高。这是因为随着POE含量的增加,刚性的竹粉所占比例下降,对应的复合材料的玻璃化转变温度升高,韧性增强,当POE含量为40%竹塑复合材料韧性最强。

3结论

(1)力学性能结果表明,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的冲击韧性增强,但拉伸强度和弯曲强度降低。

(2)动态热力学分析表明,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,刚度减小,拉伸强度和弯曲强度降低;

(3)该材料适用于耐力学冲击但对拉伸强度和弯曲强度要求不高的情况下所使用的材料。

摘要：为研究增韧剂聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE)对竹粉/高密度聚乙烯复合材料(竹塑复合材料,BPC)的增韧作用,制备了高性能竹塑复合材料。在竹塑复合材料中分别添加不同含量的POE制备试样,对制备的试样进行力学性能测试和动态热力学分析。力学性能测试结果表明,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的冲击强度明显增大,但拉伸强度和弯曲强度均减小,当POE含量为40%时,竹塑复合材料的冲击强度最好;动态热力学分析结果表明,随着POE含量的增加,竹塑复合材料的韧性增强,当POE含量为40%时,竹塑复合材料的韧性最强。

篇4：复合材料力学期末

关键词 稻壳/淀粉复合材料；力学性能；偶联剂

中图分类号：B332 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）21--02

采用稻壳等植物纤维和淀粉制备的复合材料，具有其他复合材料无法比拟的质轻价廉、易加工、可再生和可生物降解等优点[1-3]。虽然国内外学者对稻壳粉制备复合材料已作了大量研究，但其中采用的高分子聚合物[4-7]为原料大都为不可降解的原料（如PVA、EVA等）[8]。

节能和环保是当今世界紧迫要求。笔者以稻壳和淀粉为原料，采用热压成型方法制备稻壳/淀粉复合材料，探讨稻壳粉填充量和硅烷偶联剂用量对复合材料拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲弹性模量以及冲击强度的影响。

1 材料与方法

1.1 主要原料

稻壳，粉末状，自制；淀粉，食用淀粉，南京甘汁园糖业食品公司；硅烷偶联剂，KH550

南京化学试剂有限公司。

1.2 试样制备

选取相应比例淀粉和稻壳粉，混合后放在搅拌机中充分搅拌10 min后取出，烘干，依照模具规格称取相应质量，填入模具中，在模压温度145 ℃，模压时间10 min，模压压力12 Mpa的条件下热压成型，成型结束后需等待冷却（模具至常温）后脱模，取出样品。

1.3 测试方法

力学性能：分别按GB/T1040-1992、GB/T17657-1999用CSS-44100电子万能试验机测定聚丙烯复合材料拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量。按GB/T 1451-83用XJJ-5型简支梁冲击试验机上测定稻壳淀粉复合材料冲击强度，每个试验重复3次，取平均值。

2 结果与分析

2.1 稻壳粉含量对复合材料力学性能的影响

由图1可知，稻壳粉填充量为90%时，复合材料力学性能较好。而随着稻壳粉填充量的减小，力学性能下降，可能是稻壳粉纤维作为整个复合材料的骨架起到支撑和增强的作用。当稻壳粉含量高时，淀粉与稻壳粉之间相容性较好，表现为复合材料有较好的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲弹性模量。而随着稻壳粉含量减少淀粉含量增加，两者粘合性减弱，导致复合材料拉伸和弯曲性能下降。复合材料的冲击强度随淀粉含量的增加，先减小后增加，其原因可能是淀粉团聚体中淀粉分子链段之间的氢键作用，材料的抗冲击性能反而好。

a.拉伸强度和拉伸模量

b.弯曲强度和弯曲弹性模量

c.冲击强度

图1 不同稻壳粉填充量的稻壳/淀粉复合材料的力学性能

2.2 偶联剂KH550含量对复合材料力学性能的影响

a.拉伸强度和拉伸模量

b.弯曲强度和弯曲弹性模量

c.冲击强度

图2 KH550含量对复合材料力学性能的影响

由图2中可以看出，偶联剂KH550含量增加后复合材料各项力学指标均有不同程度的提高。其中，KH550含量为6%的复合材料拉伸强度极显著高于其他填充量的复合材料（P<0.01）；KH550含量为6%的复合材料弯曲强度极显著高于其他填充量的复合材料（P<0.01）；KH550含量为4%的复合材料冲击强度极显著高于没有添加偶联剂的复合材料。

硅烷偶联剂用量在一定范围内，复合材料的力学性能随硅烷偶联剂用量的增加而增强，主要原因在于硅烷偶联剂与稻壳粉表面羟基发生化学反应。同时，稻壳粉经表面改性后，其表面的亲水性-OH基团数减少，淀粉与稻壳粉表面之间有更强的表面键合，提高了稻壳粉与淀粉的相容性及其在淀粉中的分散性，所以复合材料的界面结合能力得到改善的同时，也增加了复合材料的脆性，所以使得复合材料的冲击强度有所下降。

3 结论

随着稻壳粉含量的减少，稻壳/淀粉复合材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲弹性模量下降，稻壳粉含量为90%时，综合力学性能较好；硅烷偶联剂能提高稻壳/淀粉复合材料的力学性能，当偶联剂含量为6%时，复合材料的综合力学性能较好。

参考文献

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[8]李弘.合成高分子聚合物生物降解研究进展[J].功能材料，2004，35（1）：106-110.

篇5：水力学期末复习指导

一．考试说明

1.课程复习要求

本课程考试着重考核学员对水力学基本概念、基本理论和水力计算技能的掌握情况。本考核说明对各章内容规定了考核知识点和考核要求，考试按了解、理解和掌握三个层次提出学生应达到的考核标准。

“了解”是最低层次的要求，凡是属于需要了解的知识点，要求对它们的概念有基本的了解。

“理解”是较高层次的要求，对待水力学基本概念，水流运动现象和基本理论的有关知识点，在理解的基础上要对相关问题能进行分析和判断并得到正确的结论。

“掌握”是最高层次，凡是需要掌握的知识点，要求学员能运用所学的知识和方法能正确地分析水流运动并进行实际工程的水力计算，这是学习水力学最终目标，并将在今后专业课学习和工作中经常用到。大纲中的某些内容，要求掌握程度达到熟练。

2.试题题量比例、题型和结构

试题中各种能力层次的试题题量比例为：了解＜10%，理解20~30%，掌握60~70%。

试题类型可分两类：基本概念题(填空题、判断题、选择题、问答题)和应用计算题（包括计算题和作图题），以上两类题型的组成比例约为50:50。

二．复习内容和重点要求

第一章

考核知识点：

1.2.3.4.1.2.3.4.液体运动的基本特征，连续介质和理想液体的概念。液体主要物理性质：惯性、万有引力特性（重力）、粘滞性、可压缩性和表面力特性。量纲的概念。作用在液体上的力：质量力、表面力。了解液体流动基本特征，理解连续介质与理想液体的概念和在水力学研究中的作用。理解液体5个主要物理性质的特征和度量单位，重点掌握液体粘滞性、牛顿内摩擦定了解量纲的概念，并且能确定各种物理量的量纲。了解质量力、表面力的定义，理解单位表面力(压强、切应力)和单位质量力的物理意绪论 考核要求 律及其适用条件。了解什么情况下需要考虑液体的可压缩性和表面张力特性。义。

第二章

考核知识点

1.静水压强及其两个特性，等压面概念。

2.静水压强基本公式及其物理意义。水 静 力 学

3.静水压强的表示方法、单位和水头的概念。

4.静水压强的量测和计算。

5.作用于平面上静水总压力的计算。

6.作用在曲面上静水总压力的计算。

考核要求

1.2.3.4.5.6.理解静水压强的两个特性和等压面的概念和性质。掌握静水压强基本公式，理解该公式表达的物理意义。理解静水压强三种表示方法：绝对压强，相对压强，真空度及相互之间关系，强调真了解静水压强量测原理和方法，掌握静水压强的计算。掌握绘制静水压强分布图和计算作用在平面上静水总压力的图解法和解析法。掌握压力体剖面图的绘制和计算作用在曲面上的静水总压力方法。空度的概念，理解表示压强的单位和位置水头、压强水头、测压管水头的概念。

第三章

考核知识点 液体运动的基本理论

1.描述液体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法。

2.液体运动的分类和基本概念，恒定流与非恒定流，均匀流与非均匀流，渐变流与急变流，流线与迹线，元流，总流，过水断面，流量与断面平均流速，一维流动、二维流动和三维流动。

3.恒定总流连续性方程。

4.恒定总流能量方程。

5.恒定总流动量方程。

考核要求

1.了解描述液体的拉格朗日方法和欧拉法。

2.理解液体流动的分类和基本概念，并能在分析水流动时进行正确判断和应用。

3.熟练掌握恒定总流连续性方程的形式和应用。

4.掌握恒定总流能量方程、应用条件和注意事项，理解能量方法的物理意义、水头线图示方法和水力坡度的概念，能熟练应用恒定总流能量方程进行计算。

5.掌握恒定总流投影形式的动量方程、应用条件和注意事项，正确分析作用在控制体上的作用力和确定作用力及流速投影分量的正负号，能熟练应用恒定总流动量方程、能量方程和连续方程求解实际工程中的水流问题。

第四章

考核知识点

1.流动阻力和水头损失。液体流动型态与水头损失

2.均匀流基本方程和切应力分布规律，沿程水头损失计算公式—达西公式。

3.雷诺实验，液体流动的两种型态（层流、紊流）和判别方法，雷诺数Re。

4.圆管均匀层流的流速分布和沿程水头损失。

5.紊流特征，紊流切应力的产生原因，粘性底层与边界粗糙度对紊流运动的影响，紊流流速分布。

6.尼古拉兹实验和沿程水力摩擦系数λ的变化规律。

7.计算沿程水头损失的经验公式—曼宁公式。

8.局部水头损失计算。

考核要求

1.2.3.4.5.理解流动阻力与水头损失的分类和产生的原因，理解水力半径的概念。了解均匀流边界切应力方程和切应力分布规律，熟练掌握计算沿程水头损失的达西公理解雷诺实验现象和雷诺数的物理意义，掌握液体流动的两种流态（层流、紊流）和理解圆管均匀层流的流速分布规律和沿程水力摩擦系数λ的变化规律。了解紊流特征、紊流脉动的时均处理方法和紊流附加切应力产生的原因，理解粘性底式。判断方法。层与边界粗糙度对紊流运动的影响，掌握紊流光滑区、粗糙区和过渡区的概念。了解紊流流速分布与层流分布的不同和原因。

6.7.8.理解尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律，会确定λ的值，并用达西公式掌握曼宁公式，理解曼宁公式与达西公式的联系和适用条件。能正确选择局部水头损失系数，掌握局部水头损失计算。计算沿程水头损失。

第六章有压管道流动

考核知识点

1.管道的分类：简单管道、复杂管道，短管与长管的计算处理方法。

2.短管管道水力计算和水头线的绘制。

3.复杂管道水力计算：串联、并联和沿程泄流管的水力计算。

4.水击：水击现象、特征和分类，直接水击压强计算。

考核要求

1.2.3.4.了解管道的分类，了解短管与长管计算方法的区别。掌握短管与长管水力计算方法和水头线的绘制，掌握虹吸管、倒虹吸、水泵装置等典了解复杂管道的特点和计算方法。理解水击现象、水击传播特征和分类，会进行直接水击压强计算。型管道水力计算的方法和有关的安装高度问题。

第七章明渠恒定流动

考核知识点：

1.明槽水流分类和特征，明槽的几何特征。

2.明槽均匀流：明槽均匀流特征和形成条件，明槽均匀流公式，谢才系数C和糙率n，水力最佳断面，允许流速，综合糙率和复式断面。

3.明槽均匀流水力计算。

4.明槽水流的三种流态和判别，弗汝德数Fr。

5.断面比能Es，临界水深hc和临界底坡ic。

6.水跃、跌水现象和流动特征，水跃方程和共轭水深计算，水跃能量损失和跃长的确定。

7.明槽恒定非均匀渐变流微分方程和棱柱体明槽水面曲线分析。

8.明槽恒定非均匀渐变流水面曲线计算。

考核要求

1.了解明槽水类的分类和特征，掌握明槽的底坡和梯形断面的水力要素。了解棱柱体渠道的概念。

2.理解明槽均匀流的特征和形成条件，熟练掌握均匀流公式，理解糙率n和容许流速在明槽均匀流水力计算中的作用和确定方法，掌握梯形明槽水力最佳断面的条件，了解综合糙率和复式断面计算方法。

3.掌握明槽均匀流水力设计的类型和计算方法。

4.掌握明槽水流三种流态（急流、缓流、临界流）的特征和判别方法，理解弗汝德数Fr的物理意义。

5.理解断面比能Es的概念和特性，会用断面比能判别明槽水流流态。掌握临界水深hc的定义和用hc进行流态判别，会进行临界水深计算，特别掌握矩形明槽临界水深计算公

式，掌握用临界底坡ic判别陡坡与缓坡。

6.理解水跃和跌水现象的流动特征，了解水跃方程，掌握水平底棱柱体渠水跃共轭水深计算方法，重点掌握矩形断面明槽共轭水深计算公式。了解水跃能量损失和跃长的计算方法。

7.了解明槽恒定非均匀渐变流微分方程形式，掌握棱柱体明槽恒定渐变流水面线分类、分区和变化规律，能正确进行水面线分析和不同底坡明槽水面线的衔接。

8.掌握明槽恒定非均匀流水面曲线的分段求和法。

第八章 过流建筑物水力计算

考核知识点

1.堰流与闸孔出流的流动特性和分类，薄壁堰、实用堰、宽顶堰；自由出流、淹没出流。

2.堰流水力计算：薄壁堰水力计算，实用堰水力计算，宽顶堰水力计算。

3.闸孔出流水力计算。

4.泄水建筑物下游的水流衔接与消能的水力计算。

考核要求

篇6：土力学与地基基础期末考试题

一、名词解释（每小题3分 共18分）

1、附加应力：由建筑物的荷载或其他外载在地基内所产生的应力称为附加应力。

2、主动土压力：在墙后填土作用下，墙发生离开土体方向的位移，当墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙背上的土压力称为主动土压力。

3、软弱土层：把处于软塑、流塑状态的粘性土层，处于松散状态的砂土层，以及未经处理的填土和其他高压缩性土层视作软弱土层。

4、换填垫层法：换填垫层法是一种直接置换地基持力层软弱土的处理方法，施工时将基底下一定深度的软弱土层挖除，分成回填砂、碎石、灰土等强度较大的材料，并加以夯实振密。

5、桩基：依靠桩把作用在平台上的各种载荷传到地基的基础结构。

6、地基处理：软弱地基通常需要经过人工处理后再建造基础，这种地基加固称为地基处理。

二、填空题（请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分 每空1分共40分。）

1、粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%的土，称为____土。

2、土的粘聚力是土粒间的胶结作用、结合水膜以及分子引力作用等形成，土粒愈粗大，粘聚力愈____。

3、由于桩、承台、土的相互作用，单根桩与群桩中的桩相比在桩侧阻力、桩端阻力、沉降等方面性状有明显不同，这种现象称为________。

4、倾斜建筑物纠偏主要有________、________两种。

5、当含水量减少时土的收缩过程分________、________、________、阶段。

6、地基的胀缩变形形态主要有________、________、________。

7、对不均匀土岩地基的处理包括________、与________、两个部分。

8、膨胀土的判别是解决膨胀土________、________、首要的问题。

9、按施工方法土钉可分________、________、________、三类。

10、深层搅拌机械分为________、________、两种。

11、浅基础一般埋置深度小于________。、12、地基处理的对象________、和________、13、支护结构设计的两种状态________、和________、14、基坑支护的具体作用是________、________、。

15、沉井封底方法分为________、和________、两种。

16、沉井井筒内径最小不要小于________、M

17、承台的混泥土强度等级不宜低于________。

18、桩在水平荷载作用下的变形特征，由于桩与地基的相对刚度及桩长不同，可分为三种类型为________、________、________。

19、减轻不均匀沉降的措施________、________、________。

20、浅基础按基础的结构形式可分为________、________、________、等

三、不定项选择（每题2分共80分）

1、原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的()

A．液化指标 B．强度提高系数 C．固结系数 D．灵敏度

2、刚性基础台阶允许宽高比的大小除了与基础材料及其强度等级有关外，还与()A．基底压力有关 B．地基土的压缩模量有关 C．基础的底面尺寸有关 D．持力层的承载力有关

3、确定地基承载力的诸方法中，最可靠的方法是()A．动力触探 B．静载荷试验 C．经验公式计算 D．理论公式计算

4、砂井预压法处理地基中，砂井的作用是()A．与土形成复合地基一起承载 B．加快土层的排水固结 C．挤密土体 D．施工中使土振密

5、扩展基础下通常有低强度素混泥土垫层一般为（）

A．80mm B．90mm C．100mm D．120mm

6、筏板基础的板厚不得小于（）

A 150mm B 200mm C 250mm D 300mm

7、基础埋置深度的影响因素、主要有()A．建筑物的用途和基础构造 B．荷载的大小和性质 C．工程地质和水文地质条件 D．相邻建筑物的基础埋深

8、减轻不均匀沉降的措施()A．建筑措施 B．加固措施 C．结构措施 D．施工措施

9、桩基础的适应范围（）

A．荷载大 B．解决相邻建筑地基问题 C．解决地震区软弱地基 D．码头

10、桩按承载性能分类()A．摩擦桩 B．端承摩擦桩 C．端承桩 D．摩擦端承桩

11、桩按成桩方法分类()A． 非挤土桩 B．钻孔灌注桩 C．挤密桩 D．挤土桩

12、影响群桩承载力和沉降量的因素主要有（）

A．桩距 B．桩长

C．沉降特性 D．破坏程度

13、影响桩水平承载力的因素主要有()A．桩截面刚度 B．入土深度 C．桩顶位移允许值 D．桩顶嵌固情况

14、当采用“M”法时ah大于4为()A．长桩 B．中桩 C．短桩 D．弹性桩

15、选择预制钢筋混泥土桩应（）

A．地层中有坚实的土层做持力层 B．地层中无坚实土层做持力层

C．持力层顶面起伏不大 D．桩端持力层顶面起伏和坡角起伏不大

16、桩端进入持力层的深度，对于粘性土和粉土不宜小于()A．2d B．2.5d C．3d D．3.5d

17、对于沉管灌注桩桩距除了满足最小中心距以外还应满足桩距大于或等于()A．2d B．2.5d C．3d D．3.5d

18、桩基承台的作用（）

A．共同承受上部荷载 B．传递力的作用

C．桩基承台效应 D．固定作用

19、承台的混泥土强度等级不宜低于（）A．C15 B．C20 C．C25 D．C30 20、桩基承台钢筋保护层厚度不宜小于（）A．30mm B．40mm C．50mm D．60mm

21、沉井基础按所用材料不同可分几类（）A．砖石沉井 B．水泥砂浆沉井

C．素混泥土沉井 D．钢筋混泥土沉井

22、沉井井筒内径最小不要小于（）A．800mm B．900mm C．1000mm D．1200mm

23、通常沉井在原位制作，可采用三种不同的方法（A．承垫木方法 B．无承垫木方法

C．模板方法 D．土模法

24、地下连续墙按其填筑的材料可分（）A．土质墙 B．混泥土墙

C．钢筋混泥土墙 D．组合墙）

25、基坑支护的具体作用（）A．挡土 B．加固

C．支挡 D．挡水

26、支护结构的稳定性包括（）A．墙后土体滑动失稳 B．坑底隆起

C．管涌 D．基坑周围土体变形

27、钻孔灌注桩桩低沉渣不宜超过（）A．150 B．200 C．250 D．300

28、土钉成孔施工规定孔径允许偏差±（）A．5mm B．10mm C．15mm D．20mm

29、土钉混泥土面层中的钢筋网保护层厚度不宜小于（）A． 15mm B． 20mm C． 25mm D．30mm 30、换填法中砂垫层材料应选用级配良好的（）A．细砂 B．中砂

C．中粗砂 D．粗砂

31、预压法中施加的荷载主要是使土中孔隙水产生压差而渗流使土固结，常用的方法（）

A．堆载法 B．真空法

C．降低地下水位法 D．联合法

32、砂井预压法中普通砂井的间距一般取（）A．2m~3m B．2m~4m C．3m~4m D．4m

33、强夯法加固土体的主要作用（）A．密实作用 B．固结作用

C．局部液化作用 D．置换作用

34、挤密桩法按施工方法可分为（）A．振冲挤密桩 B．沉管振动挤密桩

C．爆破挤密桩 D．钻孔挤密桩

35、常用的几种化学加固法有（）A．振动法 B．深层搅拌法

C．灌浆法 D．高压喷射注浆法

36、山区地基的特点（）

A．存在不良物理地质现象 B．岩土性质复杂

C．水文地质条件特殊 D．地形高差起伏大

37、褥垫的厚度视需要调整的沉降量大小而定，一般取（但须注意不可使地基产生过大的变形。

A．30cm~40cm B．30cm~50cm C．40cm D．50cm

38、膨胀土的胀缩性由（）指标反映。A．自由膨胀率 B．膨胀率

C．膨胀力 D．收缩系数）可不进行计算，39、打入型土钉，将钢杆件直接打入土中长度一般不超过（）A．4M B．5M C．6M D．7M 40、碎砂石桩施工结束后应间隔一定时间进行质量检验对粘性土地基间隔时间为（）

A．2~3 周 B．3~4周

C．2 周 D．3周

四、判断题（每题2分共40分）

1、当地下水对普通硅酸盐水泥有侵蚀性时，可采用矿渣水泥或火山灰水泥代替（√）

2、扩展基础混泥土强度等级不宜低于C20（×）

3、刚性基础因刚性角的限制埋设深度较大（√）

4、钢筋混泥土基础当无垫层时钢筋保护层厚度宜不小于50mm（×）

5、筏板基础的板厚不得小于200MM（√）

6、筏板基础混泥土强度等级不宜低于C20（√）

7、基础的埋深一般是指室内设计地面至基础地面的深度。（×）

8、基础的最小埋深不应小于5M（×）

9、对于不均匀沉降要求严格或重要的建筑物，应选用较小的基底压力（√）

10、影响群桩承载力和沉降量的因素较多，除了土的性质之外，主要是桩距、桩数、桩长、成桩方法等（√）

11、桩基础一般只承受竖向荷载（×）

12、桩径的确定首先要考虑不同桩型的最小直径要求人工挖孔桩不小于900mm（×）

13、桩基承台混泥土强度等级不应低于C20（√）

14、浇筑水下混泥土要求导管插入混泥土的深度不小于1.2M（×）

15、桩位偏差，轴线和垂直方向均不宜超过50mm（√）

16、地基处理的对象是软弱地基或不良地基（√）

17、降低地下水位法最适合应用于渗透性较小的软土地基中。（×）

18、红粘土的建筑物较好的地基（√）

19、建筑物修建在基岩表面坡度较大的地基上时基础下土层厚度应不小于50cm（×）20、对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体，可采用灌浆加固方法处理（√）

五、问答题（一小题10分

二小题5分

共15分）

1、何谓基础埋置深度？选择基础埋置深度应考虑哪些因素的影响？

答案： 基础埋置深度是指基础底面至地面（一般指室外地面）的距离。基础埋深的选择关系到地基基础方案的优劣、施工难易和造价的高低。影响基础埋深的因素主要有以下四个方面：

(1)与建筑物及场地环境有关的条件；(2)土层的性质和分布；(3)地下水条件；(4)土的冻胀影响。

2.简述混凝土预制桩的优点。

答案：混凝土预制桩的优点是：长度和截面形状、尺寸可在一定范围内根据需要选择，质量较易保证，桩端（桩尖）可达坚硬粘性土或强风化基岩，承载能力高，耐久性好。

六、计算题（15分）

1.某条形基础，基础宽度b=4.Om，埋深d=2.Om，地基土的重度为7=18.5kN/ m，黏聚力c= 15kPa，内摩擦角φ＇=200，查表可得NC=17.7、Nq =7.44、Ny=4．o，试确定地基的极

3限承载力，如果安全系数K =2.5，求地基承载力特征值。

一、填空题：1碎石 2小3群桩效应 4促降、顶升5收缩阶段、过度阶段、微缩阶段 6 上升型、波动型、下降型 7 地基处理、结构措施8 地基勘察、设计9 钻孔注浆型、打入型、射入型 10 喷浆型、喷粉型 11 5M 12 软弱地基、特殊地基 13承载力极限状态、正常使用极限状态 14 挡土、挡水 15 干封法、水下封底法 16 0.9 17 C20 18刚性桩、半刚性桩 柔性桩 19 建筑措施、结构措施、施工措施 20 条形基础、独立基础、箱型基础