㈠ 毕业设计开题报告 基于单片机AT89S52的自动压力检测系统设计 [email protected] 谢谢
资助方法相信自己拥有可以应付那些使你惶恐的事情及其起因的力量、l做出更好的生活方式选择、向自己再一次重申惶恐症并没有那么耸人听闻和要命(指是感觉起来那样罢了)、意识到你的想法对你的情感和行为有巨大的影响力、看看你的生活里到底发生了什么事情。你是否觉得被困住或者陷入困境?你是否觉得表达自己的感情有困难?向心理咨询医师寻求帮助、如果你患上了惶恐症,那么用你的手或者用一个纸袋捂住你的口鼻,然后在里面呼吸十分钟。这将体靠血液中二氧化碳的水平并缓解症状、去你的医生那里寻求帮助,让他给你一些关于可以治疗惶恐症的药物的建议。 现在有很多种不同类型的药物可以达到防止惶恐和减轻焦虑的效果。 睡眠模式能告诉你。贴示:如果你患上了惶恐症,那么用你的手或者用一个纸袋捂住你的口鼻,然后在里面呼吸十分钟。这将体靠血液中二氧化碳的水平并缓解症状。不能很好的睡眠很可能就是由压力引起的,但是不仅仅是内心的压力或者是担心的那种,而是也有外部压力的因素,比如喝酒喝得太多或者是太过分的派对狂欢。如果不注意你是如何给自己增压的,那么它就有可能会降低你处理生活事情的能力、降低你的智力和注意力水平,毁掉你的人际关系和使你在星期五的下午哭泣。这是因为我们的身体需要睡眠来促进更有效率和富有建设性的工作的。每天夜间我们的身体都遵循一个睡眠模式。最初的九十至一百分钟之内是非快速眼动睡眠—对于保持醒着十六至十七小时后提高体能十分重要。快速眼动睡眠,在夜里较晚发生,是一种十分丰富的脑活动,在提高你的性功能、学习能力和总体行为能力方面扮演主要角色。如果你两种都没有,那么你就有麻烦了。 增加失眠的因素:古怪的睡眠模式、丰盛的大餐、高酒精摄入量、咖啡、担心、白天里缺乏放松、高压力的生活方式 专家认同要想避免以上任何一种状况,睡觉并且高兴的醒来,就应该对你的生活方式付起责任。减轻压
压力有时可以激励人进步。但是那些对未来的忧虑忧虑、对不同的情境下产生的心理压力等等,常常有着潜在的深刻后果。比方说:对生力、适当的饮食、测算出你需要多少睡眠来使你感觉精力充沛并且确保你每晚都可以这么做。试着一周的每天晚上都给自己充足的八小时睡眠。如果你醒来的时候感觉休息的很好并且十分清醒,那就是你需要的。如果不是,减少半小时和增加半小时看看区别在哪里。理和心理上的反作用,使人容易疲倦、暴躁、焦虑。更重要的是,它会把我们的身体击垮,使我们易于患病。
因此,学会如何解压是当我们面对压力时必须具备的一项能力——排除压力需要具体的方法,下面的一些有效的建议你不妨试试:
学会丢包袱…生活中繁杂的事务会将我们宝贵的时间和精力支解,使我们没有充足的时间和精力去执行最重要的事情。这时,你会感觉到很大的压力。有效的办法是先分析一下什么对你是最重要的,哪些事情是次要的,重要的事情先做,次要的少做或不做,这样就可以为自己赢得宝贵的时间。参考阅读《为什么要区分紧急与重要任务》
善待自己,放低标准…..不要对自己太苛刻了,至善至美只是一个遥远的梦,摆脱完美主义的束缚吧!不要妄想把所有的事情都干得完美无缺。适当放低一下标准,放松一下自己的心情,或许在客观上也减轻了别人的压力。
远离虚荣….在生活中,许多压力是完全由于自己的虚荣心导致的。为了穿名牌时装、用高档化妆品,住漂亮豪华的房子……不得不拼命地嫌钱,无端地增加了自己的压力。金钱、名誉、地位这些如同过眼云烟,却常常被人视为是最重要的东西,为之所累。学会真正地享受生活,
摆脱虚荣….。….压力的产生也可能是因为对事情本身的理解造成的。过分夸大了事情的重要性和后果,导致心理负担加重。不少人往往因为急于求成,而忘记了对事情本身的思考。留一点儿时间思考能让你更清楚地看到事情本来的面目,同时也给了自己一下解剖情绪、分解压力的机会。
不要忘了休息…过重的劳动会导致人生理疲劳,效率低下,从而导致过分的焦急与紧张。适当的休息不但会缓解大脑疲劳,而且可以放松一下紧张的心情,减轻心中的压力。特别是上班族,周末应好好休息一下,毕竟工作不是生活的全部。
中学生学习压力有哪些及应该采取何种对策
中国家庭教育 | 时间: 2009-03-31 | 文章来源: 中国青少年心理成长学校
随着现代生活节奏的加快,竞争的加剧,人所面临的精神压力也越来越大。那么对于中学生来说面临的压力源有哪些呢?
主要来自于学习、父母、老师和同伴、环境、自我发展和时间六方面,其中学习压力是中学生的主要压力源。
、 导致学习压力的表现有以下几个方面:
1) 考试成绩不够理想,不能达到父母的要求2) 学习落后于其他同学3) 能否考上大学
(4) 考试要争取好名次(5) 有学习天赋,成绩却不能名列前茅6) 学习成绩忽上忽下
(7) 试卷面前脑子一片空8) 努力了,但还是学不好(9) 一到考试出现躯体症状 ??????
二、 产生学习压力的原因
(1) 来自于社会的压力 、升学的、择业的等等;2) 来自于教育体制 中国的应试化教育,老师只看重成绩,忽视对于学生的教育等等;(3) 来自于环境压力 学校、家庭、同学间互相对比和竞争等;(4) 来自于自身压力 考试成绩不好,缺乏自信,苦闷自卑,对自我的否定,甘愿做堕落等;
三、 如何培养积极的学习心态
(1) 自信心培养: 进入青年期后,由于自我意识的高涨,出现了自我的分裂,自我分裂意味着自我矛盾的产生,即主体我与客体我的不能统一。这样就导致自我形象不能确立,自我概念混乱,自我表现明显冲突,内心动荡不安甚至痛苦。不能有效解决学生的自我同一性问题,将最终导致自信心的逐渐丧失。为此,要善于正确认识自我和评价自我,正确认识自卑感的利与弊,提高克服自卑感的能力,进行积极的自我暗示,自我鼓励,相信事在人为,善于正确对待自我并运用适当的方法将自我完善经常化。 情绪调控和挫折应付能力辅导 美国教育心理学家珍妮特?沃斯指出:“没有一种内心的安全感,有效学习不可能发生。”经常保持一种愉快、和谐、宁静和相对稳定的积极情绪,是学生心理健康发展和有效学习的保障。
(2) 从以下三个方面对学生进行辅导a. 让学生了解心理平衡、社会适应以及二者之间的联系。b. 、介绍六种积极的心理调整,包括:对波动状态、倾斜状态、对抗状态、闭锁状态、空虚状态和混乱状态的合理调整。c. 指导学生寻求最佳对策。包括:迅速适应刺眼和昏暗,理解挫折和不幸;鼓励学生打破现状重新选择;提倡和自己攀比,和昨天赛跑;改变不良性格,积极地进行情绪自控,正确认识心理压力,调适心态。 (3)进一步进行学习能力培养 世界各地具有创意的教育家已逐渐认识到,人类智慧的延伸及学习的能力,将成为这个时代以及未来生活工作的主流,学习被称为“通向21 世纪的个人护照。因此,进一步发展学生终身学习能力,对于学生迅速适应高校学习,全面发展自己至关重要。 人际适应能力辅导 社会交往是中学生的合理需要,和谐的人际关系有利于他们身心健康。我国著名医学心理学家丁瓒教授曾指出:“人类的心理适应,主要的是人际关系的适应。”学会尊重 ,学会合作,学会负责(4)出现问题怎么办试着自己解决:学校心理咨询;心理咨询或治疗专业机构。你改变不了环境,但你可以改变自己; 你改变不了事实,但你可以改变态度。 你改变不了过去,但你可以改变现在; 你不能控制他人,但你可以掌握自己; 你不能预知明天,但你可以把握今天; 你不能样样顺利,但你可以事事尽心; 你不能左右天气,但你可以改变心情; 你不能选择容貌,但你可以展现笑容; 你不能延伸生命的长度,但你可以决定生命的宽度;换一副“眼镜”看世界,我们就会少些忧愁与烦恼,多些开心和快乐!
你好!
医学专家提醒,适度运动可以有效帮助缓解压力,增强考试效果。据内科专家解释:经常运动的人可以增强心脏功能,改善心肌营养状况,提高呼吸系统的功能,改善血液循环,提高大脑的工作效率等等。因此,学生可以保持日常的运动习惯,但选择什么样的运动方式很重要。
一、是选择慢跑或散步。有的学生由于长时间集中精力学习后,大脑一直处于非常疲惫的状态,甚至出现了神经衰弱的症状。此时,应选择到户外适当慢跑或散步,在不影响体力的情况下,适当舒活筋骨,调整一下紧张的精神状态,既能有效避免神经衰弱,又锻炼了身体。对此,医生提醒人们,开展这种运动时要注意选择安静且较为安全的小路或小区内,尽量避免不安全因素对学生形成的心理影响。 二、是选择做广播体操。广大学生进入考试的临阵磨枪阶段,越要学会放松心情,做到劳逸结合,在学习一段时间之后,就应该休息一会儿,此时可以选择做广播操的运动。因为这种运动的幅度较小,不会因为消耗体力太大影响考试,同时也起到了促进血液循环,放松身心的目的。 三、是选择爬山。有条件的学生可以选择爬山运动,这既是一项身体的运动,又是对学生心理的锻炼。爬山的过程与高考的过程有异曲同工之妙,两者都是一种对目标的征服。你在爬山的过程中,要学会以哲人心态去考虑人生问题。同时,山上的空气比较清新,含氧量高,对大脑具有较好的调节作用。 4、是选择简单运动。广大学生可针对各自的不同情况,选择不同的运动方法。1.用劲伸伸懒腰,做做深呼吸运动,反复多次,可以有效地放松心情。2.紧张后放松法,先使上肢紧张用力持续8秒钟后再行放松,反复3次,然后,再同法依次将头面部、颈部、腹部、下肢肌肉进行紧张后放松。3.意念放松,即舒适端坐或平卧,轻合双眼,进行深呼吸.
㈡ 压力传感器的种类有哪些
压力传感器(Pressure Transcer)是能感抄受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。
压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型,压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。
-摘自JJG860-2015
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。
㈢ 什么是压力传感器啊
压力传感器(Pressure Transcer)是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。
压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型,压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。 -摘自JJG860-2015
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。
压力传感器的分类:
压力传感器的螺纹有很多种,常见的有NPT、PT、G、M,都是管螺纹。
NPT 是 National (American) Pipe Thread 的缩写,属於美国压力传感器标准的 60 度锥管螺纹,用于北美地区.国家标准可查阅 GB/T12716-1991
PT 是 Pipe Thread 的缩写,是 55 度密封圆锥管螺纹,属惠氏压力传感器螺纹家族,多用於欧洲及英联邦国家.常用於水及煤气管行业,锥度规定为 1:16。国家标准可查阅 GB/T7306-2000
G 是 55 度非螺纹密封管螺纹,属惠氏压力传感器螺纹家族.标记为 G 代表圆柱螺纹。国家标准可查阅 GB/T7307-2001
M 是公制普通螺纹,如M20*1.5表示直径为20mm,螺距为1.5,如客户无特殊要求,压力传感器一般为M20*1.5螺纹。
另外螺纹中的1/4、1/2、1/8 标记是指螺纹尺寸的直径,单位是英寸。行内人通常用分来称呼螺纹尺寸,一寸等于8分,1/4 寸就是2分,如此类推。G 好像就是管螺纹的统称(Guan),55、60度的划分属于功能性的,俗称管圆。螺纹由一圆柱面加工而成。
ZG俗称管锥,即螺纹由一圆锥面加工而成,一般的水管压力接头都是这样的,老国标标注为Rc 公制螺纹用螺距来表示,美英制螺纹用每英寸内的螺纹牙数来表示,这是压力传感器螺纹最大的区别,公制螺纹是60度等边牙型,英制螺纹是等腰55度牙型,美制螺纹60度。公制螺纹用公制单位,美英制螺纹用英制单位。
管螺纹主要用来进行压力管道的连接,其内外螺纹的配合紧密,压力传感器管螺纹有直管与锥管两种。公称直径是指所连接的压力管道直径,显然螺纹大径比公称直径大。 1/4,1/2,1/8是英制螺纹的公称直径,单位是英寸。
主要参数:
压力传感器的种类繁多,其性能也有较大的差异,如何选择较为适用的传感器,做到经济、合理的使用。
额定压力范围 额定压力范围是满足标准规定值的压力范围。也就是在最高和最低温度之间,传感器输出符合规定工作特性的压力范围。在实际应用时传感器所测压力在该范围之内。
最大压力范围 最大压力范围是指传感器能长时间承受的最大压力,且不引起输出特性永久性改变。特别是半导体压力传感器,为提高线性和温度特性,一般都大幅度减小额定压力范围。因此,即使在额定压力以上连续使用也不会被损坏。一般最大压力是额定压力最高值的2-3倍。
损坏压力 损坏压力是指能够加在传感器上且不使传感器元件或传感器外壳损坏的最大压力。
线性度 线性度是指在工作压力范围内,传感器输出与压力之间直线关系的最大偏离。
压力迟滞 为在室温下及工作压力范围内,从最小工作压力和最大工作压力趋近某一压力时,传感器输出之差。
温度范围 压力传感器的温度范围分为补偿温度范围和工作温度范围。补偿温度范围是由于施加了温度补偿,精度进入额定范围内的温度范围。工作温度范围是保证压力传感器能正常工作的温度范围。
技术参数 (量程15MPa-200MPa)参数 单位 技术指标 参数 单位 技术指标灵敏度 mV/V 1.00.05 灵敏度温度系数 ≤%FS/10℃ 0.03
非线性 ≤%FS 0.02~0.03 工作温度范围 ℃ -20℃~+80℃
滞后 ≤%FS 0.02~0.03 输入电阻 Ω 40010Ω
重复性 ≤%FS 0.02~0.03 输出电阻 Ω 3505Ω
蠕变 ≤%FS/30min 0.02 安全过载 ≤%FS 150% FS
零点输出 ≤%FS 2 绝缘电阻 MΩ ≥5000MΩ(50VDC)
零点温度系数 ≤%FS/10℃ 0.03 推荐激励电压 V 10V-15V 需要多方面考虑,比如: 适用范围、结构规格、安装程序。
就适用范围来说: 用于对人体有创血压如动脉压、中心静脉压、肺动脉压、左冠状动脉压多种压力进行监测,直接获得血压这一生理参数,为临床对疾病的诊断、治疗和愈后估计提供客观依据。
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㈣ 压力传感器工作原理是什么
压力传感器工作原理
1 、应变片压力传感器原理
力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。
电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D 转换和CPU )显示或执行机构。
2 、陶瓷压力传感器原理
陶瓷压力传感器 压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥(闭桥),由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的电压信号。
3 、扩散硅压力传感器原理
工作原理:被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化, 用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
4 、蓝宝石压力传感器
利用应变电阻式工作原理,采用硅- 蓝宝石作为半导体敏感元件,具有良好的计量特性。
5 、压电压力传感器原理
压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的 “居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。
㈤ 静力触探测试法的基本原理
一、静力触探机理
静力触探自问世以来,仪器几经更新换代,触探机理研究也很活跃。如:1974年和1978年召开了二届欧洲触探会议(ESOFT);1988年又召开了第一届国际触探会议(ISOPT)。同时,历届国际土力学与基础工程会议、国际工程地质大会,以及近年来的国际地质大会的论文集中,都有原位测试及触探机理的研究文章;20世纪80年代以来,国内也有不少单位进行了这方面的工作,如:同济大学、铁道部科学研究院、第四勘测设计院、长沙铁道学院、原长春地质学院[2]、中国地质大学[3]及武汉水利水电大学等,都进行了大量的研究工作,发表了论文,出版了专著或教材。
静力触探机理的试验和理论研究,对其测试方法和成果应用,都有直接的关系。因此触探机理研究是很有意义的。但由于土的性质的不确定性和复杂性,以及触探时产生的土层大变形等,都对机理研究带来很大困难。因此,到目前为止,触探机理的理论研究成果远不尽人意,仍然处于探索阶段中。目前,大部分已知的理论都是在饱和粘土中、且于不排水贯入条件下或在纯砂中排水贯入条件下得到的。这些理论可归并成以下几类:①承载力理论;⑦孔穴扩张法;③应变路径法;④其他方法。下面将简单分析和评价这些方法。
1.承载力理论
由于CPT类似于桩的作用过程,很早就有人尝试借用深基础极限承载力的理论,来求解CPT的端阻qc,这就是所谓的承载力理论(bearing capacitytheory),简称BCT。该法把土体作为刚塑性材料,根据边界受力条件给出滑移线场,或根据试验或经验假定滑动面,用应力特征线法或按极限平衡法求出极限承载力。BCT得到的qc一般可以表达为:
土体原位测试与工程勘察
式中:Cu为土的不排水抗剪强度;
BCT承载力理论(Bearing capacitytheories)思路的发展是从平面应变、修正平面应变到轴对称承载力理论。
对该方法可做如下的评价:
(1)BCT和稳定贯入有差别,前者是用于极限破坏状态的理论;后者是破坏已发生的过程。
(2)滑移线法、极限平衡法都是应力静定的。求qc时没有直接考虑塑性区内的变形,也就不能考虑压缩性、剪胀和压碎效应。两者考虑的都是静态加载,并且没有涉及贯入所产生的高的垂直和水平应力。
(3)只有在整体剪切破坏的土体中,才能出现完整的破坏面,才能用滑移线法或极限平衡法求解。对于大多数深贯入,土体破坏都包含局部剪切和压缩,难以观察到明显的滑动面。研究者往往采用β等参数来描述这种非完整滑动面,以进行修正。
(4)据刚塑性滑移线法,在塑性破坏之前,土作为刚体无变形,当受力加到极限时,滑移线场内整体塑性流动。显然,这与实际不符,土本构关系的刚塑性简化会带来误差,但若要考虑弹性变形和应变硬化、软化效应的关系,将引起数学上的极大困难,就失去了滑移线法的简捷性了。
(5)可以根据流动法则求出塑性区内土的速率场,并能考虑体积变化的情况复杂。也无人做过,原因是兴趣在于qc,而问题是应力静定的。
(6)BCT不能求解出孔压。
2.孔穴扩张法
孔穴扩张法(cavities expansionmethods,简称CEM)是源于弹性理论中无限均质各向同性弹性体中圆柱形(或球形孔穴)受均布压力作用问题而形成的观点。该理论最初用于金属压力加工分析,随后引入土力学中,用柱状孔穴扩张来解释夯压试验机理和沉桩;用球形孔穴扩张来估算桩基础的承载力和沉桩对周围土体的影响。CEM在土力学中已有较深入的应用。
图3-2 圆孔的扩张
柱(球)穴在均布内压P作用下的扩张情况,如图3-2所示。当P增加时,孔周区域将由弹性状态进入塑性状态。塑性区随P值的增加而不断扩大。设孔穴初始半径为Rf,扩张后的半径为Ru及塑性区最大半径为Rp,相应的孔内压力最终值为Pu,在半径Rp以外的土体仍保持弹性状态。CEM类似于弹塑性力学问题的一般提法,即:列出三组基本方程(平衡微分方程、几何方程及土本构关系),配以破坏准则及边界条件求解。各研究者获得的解之间的差别主要在于问题所涉及的变形程度和本构关系的选择上。本构关系(含塑性阶段流动法则)的选择是CEM的关键,随土力学理论及计算方法的发展,从简单到考虑土的许多复杂性质,主要有多个模型。
CEM的主要优点在于:采用柱穴扩张或球穴扩张,把探头贯入的三维问题简化模拟成平面应变和球对称问题;应力、应变和位移仅是径向坐标变量r的函数,边界条件极简单,采用数值方法可以纳入各种土本构模型,并可以考虑土的许多复杂性质。它在得到孔压和考虑在高压缩性土中贯入时,明显比BCT具有优势。可以看出,CEM的思路源于把探头贯入看作是锥面的连续扩张,并近似用柱面或球面扩张来替代,大大简化了边界条件。
CEM的主要缺点在于:①很明显,在固定位置的孔穴扩张不能模拟垂直向贯入的以下两个重要特征:a.土体变形与垂向坐标有关。特别是柱扩不能模拟此点,它得到的位移都在水平面内,而球扩也不能说明位移反向的情况。b.稳定贯入的连续性。因为CEM描述的总是在一个固定位置的扩孔。因此,甚至在最简单的均质各向同性土中,CEM也不能正确模拟贯入时土中各单元的变形过程(应变路径)。②目前的CEM方法,没有考虑到贯入速率的影响,尽管它对Δu(超孔压)和qc的影响是存在的。
3.应变路径法
应变路径法(strain pathmethods,简称SPM)是由Baligh领导的小组经过10多年的研究,于1985年正式提出的。SPM旨在为合理解释和预估桩的贯入、静力触探、取土器取土等深层岩土工程问题(相对浅基而言)提供一套集成化、系统化的分析方法。
(1)SPM的基本思想
通过观察探头在饱和软粘土中的不排水贯入,Baligh(1975年)假设,由于深贯入过程中存在严格的运动限制(上覆压力大,探头周围土体在高应力水平下深度重塑、强制性流动及不排水条件下土体不可压缩等),探头周围土体的应变受土的抗剪性质影响很小,于是,Baligh称该类问题是由应变控制的(strain controlled)。后来的理论和试验也证实了这一假设。
因此,用相对简单的土性(如各向同性)来估算贯入引起的变形和应变差,在预期合理的范围内。再利用估算的应变,采用符合实际情形的本构模型条件,就可以计算出近似的应力和孔压。
对于轴对称探头在饱和粘性土中的准静力贯入,忽略粘性、惯性效应,可将这类由不排水剪切造成的塑性破坏,看作是定向流动问题,即视探头为静止不动,土颗粒沿探头周围分布的流线向探头贯入的反方向流动,不同流线上每个单元的变形、应变、应力和孔压可用一些步骤求出。
(2)SPM对贯入问题的模拟
SPM对稳定贯入问题的模拟的关键在于正确预估应变场。目前,都是将土体视为无粘性不可压缩流体,通过求解土颗粒绕流探头来估计应变场。这可分两种情况,即:探头以速度为u(一般2cm/s)在静止流体中运动;或速度为u的无穷远均匀束流零攻角绕流静止探头。
解决流体对轴对称体的绕流,有两种方法,即:Bankine法和保角映射法。该方法的评价如下:
其优点为:SPM法的优点主要在于首次比较真实地考虑并模拟到了垂向贯入的特征,克服了CEM的两个主要缺点。根据基本假设,用锥体绕流的方法获得应变场,避开了复杂的边界条件,和在复杂应力路径下结合本构关系计算的困难。而SPM法的主要缺点在于其基本假设的适用性上。Clark和Meverhof(1972年)及steenfellt(1981年)现场观测到沉桩对周围土的径向位移场影响范围分别是4倍和8倍桩径。一些研究者得到的Δu影响范围为4~25倍桩径。因此,贯入产生的应变依赖于土性。而目前SPM法实际把其基本假设更推进一步,将贯入时土中的流场,同无粘性不可压缩流体绕流锥体的流场等同起来。众所周知,无粘性流不能抵抗任何剪力(无论多么小),而且土的粘性一般比水大8~16个数量级。所以,用无粘性不可压缩无旋流体绕流锥体来模拟深贯入产生的流场,只有对于完全饱和的软粘土才可能有效(指一级近似)。对于OCR(超固结化)>4的硬粘土,贯入时容易产生不连续滑动面,仍用连续的流体运动来模拟就不适合了。若要考虑到粘性和可压缩性及桩-土界面的摩擦,流动方程的解就很困难。
虽有上述困难,SPM法在构思上还是很巧妙的,它把应变场和应力场分开计算,为解决深贯入问题开辟了一条新途径,故很有发展前景。运用它已得到了不少有用成果,如在估算qc的承载力系数和估算Δu,这方面可参考Baligh的文章。
二、静力触探探头的工作原理
1.探头——地层阻力传感器
静力触探探头亦称地层阻力传感器,它是量测地基土贯入阻力的关键部件。是贯入过程中直接感受土的阻力,将其转变成电信号,然后再由仪表显示出来的元件。为实现这一过程,可采用不同型号的传感器,其中电阻应变式传感器最为常用。电阻应变式传感器应用了虎克定律、电阻定律和电桥原理制成。
2.静力触探测试地的机电原理
(1)P→e转换 探头(图3-3)被压入土中,受地层阻力作用要引起装在探头内部的空心柱(变形柱4)的变形;如将空心桩视为一个杆件,则其阻力与变形的关系,可用虎克定律表达为:
土体原位测试与工程勘察
或
σ=Eε (3-3)
式中:E是材料的弹性模量;F是空心柱的截面积;P为探头所受的压入阻力;ε为在压力P下空心柱产生的应变;L为空心柱有效变形长度。对于给定探头,两者均已给定。因此,只要测得应变ε就可以求得应力σ的大小,进而也就知道受力P的大小了。
(2)ε→ΔR 转换为了测得 ε,在空心桩的外周贴上一个阻值为 R 的电阻应变片(图3-4)。空心桩受拉力而产生变形,电阻丝也随之变长。根据电阻定律的公式知:
土体原位测试与工程勘察
式中:L为电阻丝的长度;ρ为电阻丝的电阻率。由于空心桩受力产生ΔL的变化,那么相应电阻R值也将引起ΔR的变化,其关系可表达成:
土体原位测试与工程勘察
式中:K为电阻应变片的灵敏系数。
图3-3 单桥探头结构示意图
图3-4 应变与电阻变化的转换
(3)ΔR→ΔU转换 公式(3-5)表明:已实现了由非电量ε 到电量ΔR 的转换。但是钢材在弹性范围内的变形很小,因而引起的电阻变化ΔR值也是很小的。利用微小的电阻变化去精确计量力的变化很困难,故转而需要利用电桥原理,在空心桩上贴上一组应变片,再经放大器放大,来实现微电压的测量。
下面分析一下电桥原理:电桥线路如图3-5所示。电桥电压为U,R2上的电压降为UBC。在ABC或ADC回路中,电阻R1、R2串联,电流为I1,由欧姆定律可知:
土体原位测试与工程勘察
因此,BC电位差为:
土体原位测试与工程勘察
同理,在ADC回路上,DC的电位差UDC:
土体原位测试与工程勘察
电桥的输出电压ΔU为UBC与UDC之差,即:
土体原位测试与工程勘察
图3-5 电桥原理
显然,为了使电桥平衡,即输出电压为零(检流计无电流),应有:
R2·R4-R1·R3=0; 或 R1·R3=R2·R4 (3-7)
式(3-7)即为电桥平衡条件。
下面进一步分析输出电压ΔU与电阻变化ΔR,进而与变形ε之间的关系。
分析的对象是等桥臂全桥测量电路,每臂一片,即R1=R2=R3=R4。显然,不受力时,满足电桥平衡条件。四片的贴法如图3-6所示,即:R2和R4顺着空心柱轴线方向贴,使之有正的变化;R1和R3横着空心柱贴,使之有负的变化,四片互为补偿。这样组成的电桥,经推导得知,其输出ΔU的表达式为:
土体原位测试与工程勘察
很显然,式中Kε(1-μ)是非线性项,就是说上式中ΔU并不与ε成正比。对于阻值不大的常规应变片,由于K值较小(2左右),即使应变较大,Kε(1-μ)项也是很小的,故可将其略去,这样式(3-8)就变成为:
土体原位测试与工程勘察
对于两片受拉、两片不受力的全桥测量电路,不难证明其输出电压ΔU与应变ε的关系为:
土体原位测试与工程勘察
分析以上两式,可看出:在K、ε和U都相同的条件下,仅由于应变片贴法不同,前者输出电压是后者的(1-μ)倍。为获得较大的输出,目前静探头里的应变片都采用前一种贴法。
由式(3-9)或式(3-10)可知,电桥输出电压ΔU与应变片灵敏系数K,应变量ε及供桥电压U成正比。对一定的传感器,组桥方式已经确定,K、ε都是常数,在选定工作电压U的情况下,ΔU只随空心柱应变ε的大小而变化。再联系到式(3-2),容易看出,由于E、F也已确定,输出电压ΔU就只随空心柱受力P的大小而变化了。
综上所述,静力触探通过地层阻力→空心柱变形→电阻变化→电压变化→施入电子记录仪表等一系列转换,可实现测定土的强度等目的。
3.探头的结构类型
探头是静力触探仪测量贯入阻力的关键部件,有严格的规格与质量要求。一般分圆锥形的端部和其后的圆柱形摩擦筒两部分。目前国内、外使用的探头可分为三种形式:
(1)单用(桥)探头:是我国特有的一种探头型式,只能测量一个参数,即比贯入阻力ps,分辨率(精度)较低,见图3-3和图3-8。
(2)双用(桥)探头:它是一种将锥头与摩擦筒分开,可以同时测量锥头阻力qc和侧壁摩阻力fs两个参数的探头,分辨率较高,见图3-7和见图3-8。
图3-6 四壁工作的全桥电路
图3-7 双桥探头示意图
图3-8 静力触探探头类型
(3)多用(孔压)探头:它一般是将双用探头再安装:一种可测触探时所产生的超孔隙水压力装置——透水滤器和一种测量孔隙水压力的传感器。分辨率最高,在地下水位较浅地区应优先采用。
探头的锥头顶角一般为60°,底面积为10cm2,也有15cm2或者20cm2。锥头底面积越大,锥头所能承受的抗压强度越高;探头不易受损;且有更多的空间安装其他传感器,如:测孔斜、温度和密度的传感器。在同一测试工程中,宜使用统一规格的探头,以便比较。建标(CECS 04:88)《静力触探技术标准》中的有关规定,见表3-1和表3-2所列。
图3-9展示的是一组实物探头,有10cm2单双桥探头、15cm2单双桥探头和50×100mm2电测十字板头传感器(Probe andVane Sensor)。
表3-1 单桥和双桥探头的规格
表3-2 常用探头规格
4.有关探头设计的问题
对此问题扼要说明几点:
(1)探头空心柱与其顶柱应有良好接触,采用顶柱接触最好,可使传感器受力均匀,也容易加工。
(2)加工空心柱(弹性元件)的钢材应具有强度高、弹性好、性能稳定、热膨胀系数小及耐腐蚀等特征。国内一般选用60 Si2Mn(弹簧钢)和40 CrMn钢制作空心柱。其他部件可采用40 Cr或45号钢,需作好热处理。
(3)由式(3-2)可知,空心柱应变量的大小和地层阻力及空心柱环形截面积有关。在相同地层阻力的情况下,应变量越大(也就是越灵敏),它能承受的最大荷载也就会愈小。要兼顾这两者,如前所述,可以选择好的钢材。但这还不够,为适应不同地区、不同软硬土层贯入的需要,目前厂家一般均生产几种不同额定荷载(当空心柱材料一定时,就相当于不同截面积)的探头选用。一般在软土地区可选用额定荷载小一些的比较灵敏的探头;反之,则选用额定荷载大一些的探头。
图3-9 实物探头照片
(4)铁道部《静力触探技术规则(TBJ37-93》规定:探头规格、各部加工公差和更新标准应符合该规则的要求。
(5)探头的绝缘性能,应符合下列规定;探头出厂时的绝缘电阻应大于500MΩ,并且在500kPa水压下恒压2h后,其绝缘电阻仍不小于500MΩ。用于现场测试的探头,其绝缘电阻不得小于20MΩ。
(6)对于各种探头,自锥底起算,在1000mm长度范围内,任何与其连接的杆件直径不得大于探头直径;为降低探杆与土的摩擦阻力而需加设减摩阻器时,亦只能在此规定范围以上的位置设置。
(7)探头贮存应配备防潮、防震的专用探头箱(盒),并存放于干燥、阴凉的处所。
5.电阻应变片及粘合剂
图3-10 箔式电阻应变片
目前普遍用箔式电阻应变片(图3-10)制作传感器,这种片子具有放热性好、允许通过电流较大(因而可使用较大的输入电压。从而得到较大的输出电压)、疲劳寿命长、柔性好、蠕变性小等优点。丝式胶基电阻应变片也可采用,但半导体应变片用的很少,因它存在非线性大、温度稳定性差等严重缺点,不能满足对传感路的有关质量要求。
用电阻应变仪量测时,可选用120Ω的片子。利用自动记录仪时,可选用240Ω或360Ω的片子。四片阻值尽量相等,差值最大不要越过0.1Ω,否则对电桥初始平衡不利。可使用直流单电桥等仪器来测量应变片阻值大小。
适合粘贴应变片的粘合剂的种类繁多。目前使用酚醛类粘合剂1720胶较普遍;聚酰亚胺粘合剂也在使用。选用粘合剂应注意使其与应变片胶基相一致。
有关具体贴片工艺这里就不介绍了,因为目的国内已有多种规格型号的商品化传感器由工厂生产出来,供广大工程技术人员选用,其质量一般较好,价格也不贵,除特殊情况外,已不必由使用者去制作它了。
6.温度(t)对传感器的影响及补偿方法
传感器在不受力的情况下,当温度变化时,应变片中电阻丝(亦称线栅)的限值也会发生变化。与此同时,由于线栅材料与空心柱材料的线膨胀系数不一样,使线栅受到附加拉伸或压缩,也会使应变片的阻值发生变化。综合起来,一个贴在空心柱上的应变片因温度(t)变化而引起阻值变化的关系可表达成:
土体原位测试与工程勘察
式中:αt为贴在空心柱上的应变片的电阻温度系数。联系到式(3-5),应变片由于温度变化而产生的热输出εt为:
土体原位测试与工程勘察
这种热输出是和地层阻力无关的,因此必须设法消除才会使测试成果有意义。在静探技术中,通过采用以下两种办法,基本上可以把温度对传感器的影响,控制在测试精度允许之内。除此之外,温度自补偿应变片在有条件时也可积极使用。
(1)桥路补偿法 就是在制作传感器时精选四片为一批次、规格、阻值、灵敏系数的应变片,以相同的粘接剂和贴片工艺,贴在空心柱上,组成全桥四臂测量电路(四个工作片互为补偿,或两个工作片,两个补偿片),使温度变化时,补偿片和工作片的(ΔR/R)相等,这就起到了温度补偿作用。
(2)温度校正方法 就是在野外操作时测初读数的变化,内业资料整理时,将其消除。
㈥ 消防管道压力测试步骤
1.测试点设在系统管网最低点,对管网注水,将管网内空气排净,并缓慢升压,版达到试权验压力后,稳压30min后,管网无泄漏、变形且压力降≤0.05MPa;
2.系统设计压力≤1.0MPa时,水压强度试验压力=1.5*设计工作压力且≥1.4MPa;
3.系统设计压力>1.0MPa时,水压强度试验压力=设计工作压力 0.4 MPa。
水压严密性试验
4.环境温度不宜<5℃,当<5℃,水压试验应采取防冻措施;
5.试验压力=设计压力,稳压24h,应无泄漏。
6.气压严密性试验
介质宜用空气或氮气,试验压力=0.28 MPa,且稳压24h,压力降≤0.01 MPa。
(6)设计一种测量骨间隙压力的装置扩展阅读:
水压试验条件
自动喷水系统水压强度和水压严密性试验除对系统管网进行实验外,也可将回填的水源干管、进户管和室内埋地管道等一并纳入试验范围,所有管网全数测试;
① 环境温度≥5℃,当<5℃,采取防冻措施,确保水压试验正常进行;
② 系统设计压力≤1.0MPa时,水压强度试验压力=1.5*设计工作压力且≥1.4MPa;
③ 系统设计压力>1.0MPa时,水压强度试验压力=设计工作压力 0.4 MPa。
㈦ 人体外骨骼这种高科技,它的原理是什么
通过传感器和复信息处理器制的共同处理,最后能传输出能量。
人体外骨骼或称动力外骨骼是一种由钢铁的框架构成并且可让人穿上的机器装置,这个装备可以提供额外能量来供四肢运动。别称:强化服、动力服(Power Suit)、动力装甲(Power armor或Powered armor)等。凭借这套“服装”,人类就可以成为所谓的“铁人”。
动力外骨骼更倾向于军用,除了能够增强人体能力的这一基本功能外,还要具有良好的防护性、对复杂环境的适应性以及辅助火力、通信、侦查支持等军用功能。
(7)设计一种测量骨间隙压力的装置扩展阅读
动力服——
动力服是设计成用来保护穿戴者的,例如为了保护士兵或建筑工而设计,或设计用来进行救援身处险境的人员上。广泛一些的用途则是用来做为义肢与帮助老弱者行动。
其它的用途则是用来进行救援行动,就像在一栋要倒塌的建筑物里,这个装置可以提供给工人很大的力量来举起重物,同时保护它不被落下的碎石砸伤。在日本,有银行为需常搬运沉重钞票及硬币的员工配备外骨骼,以降低身体负担。
㈧ 压力传感器的工作原理是什么
压力传感器(Pressure Transcer)是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。 压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型,压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。 -摘自JJG860-2015 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。
重载压力传感器是传感器中一种,但是我们很少听说这种压力传感器,它通常被用于交通运输应用中,通过监测气动、轻载液压、制动压力、机油压力、传动装置、以及卡车/拖车的气闸等关键系统的压力、液力、流量及液位来维持重载设备的性能。
重载压力传感器是一种具有外壳、金属压力接口以及高电平信号输出的压力测量装置。许多传感器配有圆形金属或塑料外壳,外观呈筒状,一端是压力接口,另一端是电缆或连接器。这类重载压力传感器常用于极端温度及电磁干扰环境。工业及交通运输领域的客户在控制系统中使用压力传感器,可实现对冷却液或润滑油等流体的压力测量和监控。同时,它还能够及时检测压力尖峰反馈,发现系统阻塞等问题,从而即时找到解决方案。
重载压力传感器一直在发展,重载压力传感器为了能够用于更加复杂的控制系统,设计工程师必需提高传感器精度同时需要降低成本便于实际应用等要求。
1、压阻式压力传感器
电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。
2、陶瓷压力传感器
陶瓷压力传感器基于压阻效应,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥,由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等,可以和应变式传感器相兼容。
3、扩散硅压力传感器:
扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应,利用压阻效应原理,被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,利用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
4、蓝宝石压力传感器:
利用应变电阻式工作原理,采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件,具有无与伦比的计量特性。因此,利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件,对温度变化不敏感,即使在高温条件下,也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性极强;另外,硅-蓝宝石半导体敏感元件,无p-n漂移。
5、压电式压力传感器:
压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。
㈨ 骨科学的影响骨折愈合的因素
骨科学
血液供应:骨折部位的血供和骨膜状态直接关系到骨折愈合的进程。因此在治疗骨折时应防止任何对局部血供的进一步破坏。使用低接触接骨板,有利于术后板下骨血供的重建。血供在骨发生过程中起两方面的重要作用:营养供应和提供能分化为成骨细胞的干细胞。骨折后被破坏血管的重建需要几周时间,而骨痂形成先于新血管长入,因此早期骨痂的营养取决于残存血管的延伸。参与骨折修复的细胞来源于骨膜等处,骨折治疗时骨膜的广泛剥离会延缓骨折愈合的进程。
未移位的骨折,新血管的来源可能是髓腔,而在移位骨折,营养骨痂的新血管大部分来源于周围软组织内的脉管系统。因此,骨折时周围肌肉的失血管化是骨折延迟愈合的一个重要诱因。 髓内钉安放时对骨折部的血供有一定影响,但通过骨膜和周围软组织血管的长入,骨折部位血供会重新建立。对于创伤较重的开放性骨折,髓内钉应用时应不扩髓以尽量减少对皮质血供的进一步干扰。
牵张:骨折端的过分牵张可影响骨折愈合。Urist 估计骨折间隙大于0.5cm时,骨折愈合时间要延迟到12-18个月,因为此时骨痂须跨接较大的间隙。临床上接骨板螺丝钉固定可阻碍骨端吸收后的接触,过分牵引、软组织嵌入都可造成骨折间隙过大。宽大的骨折间隙中将充满致密纤维组织,骨的发生受阻,最终形成不愈合。但在适当的力学和生物学条件下,较大的间隙内也可形成骨性愈合,即所谓的牵张愈合,或称延长愈合。这些条件包括:骨膜相对完整、骨端血供良好、牵拉的力量必须连续稳定,其它方向的力必须控制。这时的骨折愈合方式为膜内骨化,参与骨折愈合的细胞来自骨外膜、骨内膜等处。临床上延长愈合常见于肢体延长、畸形纠正、缺损充填,以及治疗某些伴有短缩的骨不愈合治疗时。除少数情况,如骨折同时伴有较大缺损外,延长愈合的治疗方式不适用于新鲜骨折。 压缩:适当的压力可促进骨的生长,而过分的压力则会引起小梁骨显微骨折、局部缺血、骨吸收、甚至骨坏死。有效的压缩可提供骨折端充分的稳定性,而取得这样的稳定至少需要70-120kg/cm3的压力。骨折端的稳定防止了断端间的活动,压缩还有利于减少骨折间隙,这些都有利于骨折愈合。
在绝对加压固定、骨折端血供良好的情况下,骨折可获一期愈合。但必须注意,在这样的压缩系统固定下,骨折端的坏死吸收可达7 -12mm,将使没有滑动装置的压缩固定基本失效,反而会阻碍骨折端的接触,延长骨折愈合时间。绝对加压固定的另一个问题是其应力遮挡效应,在骨折愈合的后期会使板下骨丧失必要的应力刺激,从而诱发局部骨质疏松和力学性能下降,而有接骨板疲劳折断和接骨板取出后再骨折的危险。因此,大约在术后1年需及时去除绝对固定装置,或采用刚度可逐渐衰减的接骨板-螺钉系统。
感染:感染所致的组织破坏和长期充血可造成骨折端和软组织坏死以及骨吸收,骨折愈合的正常程序被干扰和延长,严重时骨折愈合停止。可引起骨髓炎并可能形成死骨和窦道。 用手压迫止血:如出血量较大,应以手将出血处的上端压在邻近的骨突或骨干上。
用清洁的纱布、布片压迫止血,再以宽的布带缠绕固定,要适当用力但又不能过紧。不要用电线、铁丝等直径细的物品止血。
如有止血带,可用止血带止血。如无止血带可用布带。上肢出血时,止血带应放在上臂的中上段,不可放在下1/3或肘窝处。以防损伤神经。下肢止血时,止血带宜放在大腿中段不可放在大腿下1/3、膝部或腿上段。伤止血带时,要放置衬垫。上止血带的时间上肢不超过1小时,下肢不超过1个半小时。
骨科学 伤肢的位置:尽可能保持伤肢于伤后位置,不要任意牵拉或搬运病人。
固定器材的选择:最好用夹板固定,如无夹板可就地取材。在山区可用木棍、树枝,在工厂可用纸板或机器的杆柄,再战地可用枪支。再一无所有的情况下,可利用自身固定,如上肢可固定在躯体上,下肢可利用对侧固定。手指可与邻指固定。 常见不同部位骨折的临时固定方法:
肩部骨折:可将上臂固定于胸侧,前臂用颈腕带悬吊。
上臂骨折:上臂骨折可用前后夹板固定,屈肘悬吊前臂于胸前。如无夹板,也可屈肘将上臂固定与胸部。
前臂及腕部骨折:前臂及腕部背侧放一夹板。用绷带或布带缠绕固定,并屈肘、悬吊前臂于胸前。
髋部及大腿骨折:夹板放在上肢外伤,上自腋下,下至踝上,用绷带缠绕固定,也可用两侧并拢中间放衬垫,用布带捆扎固定。
小腿骨折:内外侧放夹板,上端超过膝关节,下端到足跟。再缠绕固定。
躯干部骨折:伤员应平卧于硬板上,最好仰卧位,两侧放沙垫等物防止滚动。 1、现场搬运
单纯的颜面骨折、上肢骨折,在做好临时固定后可挽扶伤员离开现场。
膝关节以下的下肢骨折,可背运伤员离开现场。
颈椎骨折:一人双手托住枕部、下颌部,维持颈部伤后位置,另两人分别托起腰背部、臀部及下肢。
胸腰椎骨折:一人托住头颈部,另两人分别于同侧托住胸腰段及臀部,另一人托住双下肢,维持脊柱伤后位置。
髋部及大腿骨折:一人双手托住腰及臀部,伤员用双臂抱住救护者的肩背部,另一人双手托住伤员的双下肢。
2、途中搬运
伤员在车上宜平卧,一般情况下,禁用头低位。以免加重脑出血、脑水肿,如遇昏迷病人,应将其头偏向一侧,以免呕吐物吸入气管,发生窒息。
头部应与车辆行进的方向相反,以免晕厥,加重病情。
后送中如病人有生命危险,应一边抢救一边后送。
㈩ 实验方案设计
一、 实验内容
考虑不同库水升降条件下,“浸泡—风干”循环作用对岩石试样实验, 对每一期试样进行单轴或三轴实验, 得出在不同水位升降条件下对岩体力学参数的影响规律, 及在不同“浸泡—风干”循环期次作用下力学参数劣化规律。
二、 试验岩样
试验所用砂岩取自三峡库区秭归沙镇溪镇白水河滑坡, 为侏罗系上沙溪庙组砂岩。在同一个岩层开出较大片的岩块, 并在现场切割成小块运回试验室钻心取样。 根据《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266—99)、 《水利水电工程岩石试验规程》(SL264—2001)以及国际岩石力学学会推荐标准, 同时满足RMT-150C岩石力学试验系统三轴试验岩样规格要求, 经过细心切磨制成尺寸为Φ50mm×100mm圆柱形试件。 试样的精度严格满足规范要求: 高度、 直径偏差≤±0.3mm, 试件两端面不平整度≤±0.05mm(图5-1)。
岩石矿物鉴定结果为绢云母中粒石英砂岩(图5-2), 孔隙式钙质胶结结构, 基质具微细鳞片变晶结构的中粒砂状结构。 岩石由石英、 长石、 岩屑、 云母等组成。 碎屑组分有燧石岩屑, 次角-次圆状, 粒径0.3mm, 占10%; 石英碎屑, 次角-次圆状, 均匀分布,粒径0.3~0.5mm, 占80%; 基质组分为绢云母, 占10%。
图5-9 有压岩石溶解仪的结构图
图5-10 水压力室俯视图
图5-11 控制箱
YRK-1岩石溶解试验仪为本试验开发的一种模拟库水压及库水升降条件下岩石溶解试验仪, 下面将对该仪器进行详细的介绍。
(1)一种模拟库水压力条件的仪器的研制
本实验仪器为一种模拟库水压力状态下水-岩作用的实验装置, 模拟蓄水后库岸岩(土)体所受水压力环境, 通过考虑不同水压力及水位升降条件下的岩石-水作用的浸泡实验, 研究库水条件下的水-岩作用及力学损伤特征。 为了达到上述目的, 本仪器制作由岩石溶解室(压力室), 动、 静水模拟控制系统, 压力控制系统, 压力传感带等组成。
水压力室: 主要由底座、 圆柱形水压力室和盖板组成, 底板与盖板之间分布有八根加固螺栓, 通过密封垫圈将圆柱形水压力室固定在底座和盖板之间。水压力室采用不锈钢和有机玻璃制作, 以便承受较大压力。
压力控制系统: 由内部压力传导系统和外部压力控制系统组成。在水压力室底部安装一个压力传感带与外部压力控制系统相接, 该压力传感带与外部压力控制系统相连; 外部压力控制系统由供压装置和高精度压力表以及压力传导管道组成, 通过高精度压力表将15MP压力转变为0~1.4MP(量程范围)的压力传递到压力传感带(稳压状态), 通过压力传感带将压力传递给水, 进而控制水压力室中的水压, 满足实验要求达到的压力状态。
动、 静水模拟控制系统: 该系统由稳压电源、 直流电机、 叶轮组成。 直流电机安装在水压力室的底板下部, 通过转轴与水压力室内部的叶轮相连。 可以模拟在动水状态下岩石的溶解特征, 也可以模拟在静水状态下岩石的溶解特征; 同时, 通过控制直流电机转速进一步模拟在不同动水状态下岩石的溶解特征。 与压力控制系统组合可以进一步模拟在水库库水压力状态下(具有一定的流速情况下)的水-岩作用。 同时在水压力室下部设置水样采集口, 通过水样分析研究岩石溶解特征。
(2)岩石溶解仪操作步骤
a. 压力室放置试样。 首先将制备好的岩样放入水压力室内, 分层直立或横卧摆放;盖上盖板并将加固螺栓拧紧, 固定好。
b. 压力室充水。 通过进水管向水压力室内注水, 注水期间将放气螺丝打开, 将水压力室内空气排除, 直至水漫出注水管后, 封闭进水管, 拧紧放气螺丝。
c. 控制压力室水压力。 连接外部压力控制系统与内部压力控制系统, 确认连接完成后, 将总控箱中的气源压力调节阀全部放开(拧至最松位置), 放气阀放到“开”的位置。 缓慢旋转气源压力调节阀, 按照实验要求调节压力, 并通过外部压力系统通过压力传到装置将压力传递给水, 保证水-岩作用是在一定库水条件下进行。
d. 取出试样。 完成一个实验周期之后(实验流程要求), 获取试样之前, 首先关闭总气源(氮气瓶), 按照试验流程调节阀慢慢将气源压力减小, 打开放气阀以及放气螺丝,使残余气体放出。 开放水样采集口, 获取足够水样供分析。 取出岩样做相应分析。
(3)岩石溶解试验仪的特点
该仪器制作的优点是: 结构简单、 易操作、安全可靠, 可以模拟库区岩体所处不同水压力环境, 根据需要保持或调节水压力状态模拟库水位升降; 设置动、 静水模拟控制系统, 以模拟库水扰动; 设置取水管道, 以便分析离子浓度的变化。
该仪器可以模拟在库水升降条件及水压力状态下岩石所处的水环境, 为研究库水条件下水-岩作用机理及力学特性而提供一套室内实验平台。