竹材具有生长快、产量高、轻质高强、韧性好、刚度大等特点[1–3],是一种历史悠久的天然建材[4]。重组竹是一种将竹材碾压加工成以纵向不断裂、松散而交错相连的竹丝束为基本单元,通过干燥、浸胶、组坯、热压固化而成的一种高强度、高密度、材质均匀的新型竹质工程材料[5–11]。但是竹材中含有丰富的营养物质和水分,在保存和使用中很容易发生虫蛀、霉变和腐朽等情况,降低了竹材的利用率。经过高压碳化及防腐处理的重组竹,不易遭虫蛀和发生霉变与腐朽,经久耐用,并且具备含水率低、密度大、变形小、硬度高、抗白蚁等特点。

源岩中生成的油气进入透镜体内，驱动砂体孔隙水排出，水的排出过程是沿岩石孔喉壁进行的，流动阻力的大小与孔喉半径呈负相关关系，即孔喉半径越小，阻力越大。在埋藏压实过程中，砂泥岩孔喉半径降低，则流体阻力是逐渐增大的（图6（d））。

重组竹的物理、材料力学性质对于其加工、处理、利用以及发展都具有重大意义。本文参考ASTM D143-09试验标准进行重组竹的力学性能试验,得到其顺纹抗拉和抗压弹性模量及其强度,为重组竹材料的合理利用提供有效的理论依据。

1 材料与设备

试验原材料采用桃花江牌重组竹材产品,该产品选用5年以上竹龄的优质楠竹做材料,经选材、蒸煮、烘干、热压等工艺制作而成。

参照ASTM D143-09试验标准将重组竹原材料加工制作成拉伸与压缩试件,每个类型的平行试件5个,并制定材性试验方案,试验设备为30 t的万能电子试验机。首先将试件依次编号,用游标卡尺测量试件的截面尺寸,精确至0.1 mm,并进行参数录入。然后,标明引伸计2个刀口的安装位置,将试件绑上引伸计并安装在加载设备的上、下两支座间,调整试件的位置,在试验前对试件进行预拉、压以消除加载装置的间隙对试验的影响。

2 顺纹方向的拉伸试验

试件构型与尺寸如图 1所示。碳化拉伸试件编号依次为 LC1～LC5,非碳化拉伸试件编号依次为L1～L5。试验时,试件被紧固在2个夹具之间,试件轴线平行于两夹具的轴线,以避免偏心受拉或扭转。以1 mm/min的加载速度位移控制单调加载。

  

图1 顺纹方向的抗拉试件(单位: mm)

同治六年(1867)十一月十五日，清朝首先考虑塔尔巴哈台十苏木的安置事宜，设置布伦托海办事大臣，首先将察哈尔一苏木和哈萨扈特一苏木蒙古难民安置。

 

式中: P为线性受拉阶段的荷载增量; Δε为线性受拉阶段的应变增量; Pmax为破坏荷载; b为试件宽度; t为试件厚度; 下标t表示受拉。

2.1 碳化重组竹

碳化试件的拉伸试验破坏形态如图2所示,图3为碳化重组竹顺纹方向抗拉应力—应变曲线。由图3中数据结合式(1)、(2)计算出碳化重组竹抗拉弹性模量和抗拉强度,计算结果如表1所示。

  

图2 碳化试件破坏形态

  

图3 碳化重组竹抗拉试验应力—应变曲线

 

表1 碳化重组竹抗拉试验结果表 /MPa

  

编号 抗拉弹性模量抗拉强度L C 1 6065 87.8 L C 2 5802 89.2 L C 3 5688 78.1 L C 4 6747 79.4 L C 5 6903 82.0平均值 6241 83.3

2.2 非碳化重组竹

每补助2万元要带动1户贫困户——《实施意见》中明确规定了农业经营主体带动贫困户的数量需按照补助资金的额度来计算，还确定了单个项目财政补助资金的控制额度：家庭农场10万元，农民合作社40万元，农业企业50万元，县级农业龙头企业90万元，市级及以上农业龙头企业120万元。而农业经营主体带动贫困户较多的，可按每2万元带动1户贫困户测算超额财政补助限额；取得了市级以上示范家庭农场和示范农民合作社的，资金控制额度也可提高10%。

  

图4 非碳化试件破坏形态

  

图5 非碳化重组竹抗拉试验应力—应变曲线

 

表2 非碳化重组竹抗拉试验结果表 /MPa

  

编号 抗拉弹性模量抗拉强度L 1 10194105.0 L 2 9856 130.1 L 3 10486 108.7 L 4 10890 117.8 L 5 10054130.7平均值 10296 118.4

2.3 试验结果分析

图3与图5分别为碳化重组竹抗拉试验应力—应变曲线与非碳化重组竹抗拉试验应力—应变曲线,由图3与图5可以看出,重组竹顺纹拉伸应力应变呈线性变化。

黑龙江作为粮食大省，主要盛产大豆、玉米、水稻等农作物。对于农作物生长过程而言，每年3-4月为春耕时节，9-10月为秋收时节，这两个时期是用油的黄金时期。“特别春耕时期用油更多，因为春耕涉及镇压、施肥、播种等一系列程序，而秋收一般收一遍就可以了。”黑河分公司逊克片区经理张文兴说。

非碳化试件的压缩破坏形态如图 8所示,图 9为非碳化重组竹顺纹方向抗压应力—应变曲线。由图9中数据结合式(3)、(4)计算出碳化重组竹抗压弹性模量、比例极限受压强度和抗压强度,如表4所示。

试件的顺纹抗拉弹性模量和强度分别为:

又一只白鹫闪电般落下，爪下的土狼向旁一跳，却仍被利爪勾破了肚皮。爪尖穿透肚肠，拽着这根肠子的一端飞上了天，另一端却仍留在土狼的肚子里，就像从高空垂到地面的一条血淋淋的绳索。土狼的叫声像厉鬼一般歇斯底里，在肠子的拉扯下，它的身体在地面上滑出一条带血的长痕，在撞到一块巨石后，肠子终于被扯断。它的四肢抽搐了几下，便再也不动弹。

3 顺纹方向的压缩试验

试件尺寸采用 50 mm × 50 mm × 200 mm 的棱柱体,采用位移控制单调加载,加载速率为 0.5 mm/min,试验时使试件轴心受压,并保证压力均匀分布。由于设备调试不当,2种材料各有一组压缩试验数据未得到保存,每个类型的试件只有 4个,碳化压缩试件依次编号为 YC1～YC4,非碳化压缩试件依次编号为Y1～Y4。试件的顺纹抗压弹性模量和强度分别为

非碳化试件的拉伸试验破坏形态如图4所示,图5为非碳化重组竹顺纹方向抗拉应力—应变曲线。由图7中数据结合式(1)、(2)计算出非碳化重组竹抗拉弹性模量和抗拉强度,计算结果如表2所示。

 

碳化试件的压缩破坏形态如图6所示,图7为碳化重组竹顺纹方向抗压应力—应变曲线。由图7中数据结合式(3)、(4)计算出碳化重组竹抗压弹性模量、比例极限受压强度和抗压强度,计算结果如表3所示。

3.1 碳化重组竹

式中: P为线性受压阶段的荷载增量; Δε为线性受压阶段的应变增量; Pmax为破坏荷载; b、t为试件横截面尺寸; 下标c表示受压。

  

图6 碳化试件破坏形态

  

图7 碳化重组竹抗压试验应力—应变曲线

3.2 非碳化重组竹

当荷载达到最大值时,伴随一声短促的竹材断裂声,试件沿横截面发生脆性断裂两种重组竹拉伸试验破坏模式存在较大差异。由图 2可知,碳化后的重组竹断裂面较为平整,且垂直于材料顺纹方向,几乎保持一条直线,这是由于在制作重组竹的过程中改变了竹材内部的吸水基团,大大降低了材料的变形能力所致。从图4可知,非碳化的重组竹试件断裂面与顺纹方向有2个交叉的倾斜角,形成一个“V”字形,断裂面参差不齐。对比2种材料的应力—应变曲线可以看出,非碳化材料的极限拉应力及拉应变较碳化材料略大,这一点也与拉伸试验的破坏形态契合。

 

表3 碳化重组竹抗压试验结果 /Mpa

  

编号 抗压弹性模量 比例极限受压强度 抗压强度Y C 1 10844 34.8 55.3 Y C 2 10346 25.3 61.2 Y C 3 13257 24.7 57.5 Y C 4 13113 33.7 60.4平均值 11890 29.6 58.6

  

图8 非碳化试件破坏形态

  

图9 非碳化重组竹抗压试验应力—应变曲线

3.2 试验结果分析

由图 7可知,加载初期,在应变较小的一段范围内,碳化重组竹顺纹压缩应力应变曲线呈线性变化,超过比例极限荷载后继续加载,应力应变曲线出现非线性变形。在此期间,应力增长缓慢。当荷载达到极限荷载后,承载力有下降趋势,并在达到极限荷载后不久伴随“砰”一声巨响,试件无预兆“炸裂”,竹片无规则散落于地上,部分试件保存完好,试件沿顺纹方向被分割成数段大小不一的竹片,断裂面较为整齐(图6)。

早上起床，手捧温热的牛奶，一定要对自己说一声：节日快乐！爱你，爱自己！在上午的时候，给自己一束鲜花，并把它摆放到正午最温暖的阳光下面；下午时光，一定要裹紧风衣，走上街头，并在五十米大街第二个红绿灯路口向左转，去新华文轩，给自己献上一首诗；夜幕笼罩的时候，买一杯拿铁，去电影院里，坐在倒数第三排七号位置上耐心地等待开场；十二点入睡之前，要点燃一根蜡烛，在晕红的烛光里双手合十，许下一个心愿——当然，加上一杯红酒，是再好不过的了——礼物呢，就是明天更好的自己吧。

由图9可知,在加载初期,应变较小的一段范围内,非碳化重组竹顺纹压缩应力与应变同样近似成线性关系。在此期间,试件没有出现外观上可辨别的破坏痕迹,超过比例极限荷载后继续加载,应力应变曲线出现非线性变形,应力增长程度较碳化试件略大。当荷载达到极限荷载后,承载力开始下降,应力应变曲线斜率变为负值,但非碳化试件并未立即破坏,仍保持一定的承载力直至应变达到设置极限(图8)。非碳化重组竹压缩试验破坏模式存在2种模式,一种是裂缝沿着材料顺纹方向扩展,试件被分割成两个或多个大小不一的块体,另一种是试件断裂面产生滑移,分割线与顺纹方向有一较小的倾斜角,试件被分割成上下2部分。

本试验所选用重组竹的弹性模量及极限强度如表5所示。

 

表4 非碳化重组竹抗压试验结果表 /MPa

  

平均值 11890 33.1 65.5

 

表5 试验结果统计表 /MPa

  

材料类型 试验类型 弹性模量 比例极限强度 强度碳化重组竹 顺纹抗压 9639 29.6 58.6顺纹抗拉 10296 - 118.4顺纹抗拉 6241 - 83.3非碳化重组竹 顺纹抗压 11890 33.1 65.5

4 结论

本文对碳化及非碳化重组竹进行了顺纹受拉和受压力学性能试验研究,得到如下结论: 重组竹顺纹拉伸应力—应变呈线性关系,重组竹顺纹压缩应力—应变关系则经历了弹性阶段、弹塑性阶段与塑性破坏阶段,且抗拉强度均大于抗压强度; 碳化重组竹的拉伸和压缩试验都表现出材料的脆性性质,破坏无预兆,且碳化后的重组竹弹性模量与强度均小于非碳化重组竹,由于改变了竹材内部的吸水基团,碳化重组竹试件的变形减弱,试件破坏前无明显外观变化,为安全事故埋下了隐患; 非碳化重组竹试件顺纹抗拉、抗压弹性模量相差不大,且当荷载达到极限荷载后,承载力开始下降,但非碳化试件并未立即破坏,仍保持一定的承载力直至应变达到设置极限。

本实验所用碳化重组竹材的顺纹抗拉强度为83.3 MPa,顺纹抗压强度为58.6 MPa,比例极限强度为29.6 MPa,顺纹抗拉弹性模量为6241 Mpa,顺纹抗压弹性模量为9639 MPa; 非碳化重组竹材的顺纹抗拉强度为118.4 MPa,顺纹抗压强度为65.5 MPa,比例极限强度为33.1 MPa,顺纹抗拉弹性模量为10296 MPa,顺纹抗压弹性模量为11890 MPa。

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