我与教授谈创训(十)——疏永康组

发布者:嵇敏发布时间:2019-10-16浏览次数:108

2019年下半年我们步入本科三年级,从江宁校区搬到了西康路校区,在学院的督促下,在老师的指导下,我们的创训进入了如火如荼的阶段,在九月即将结束之际,我们也迎来了创训的第四次展示汇报。自踏入科研殿堂的第一步起,我们便感受到了科研工作者心中的使命与责任,感受到了在学术世界里遨游的魅力。

紧抓理论 推进试验

我们小组的创训课题为:土工膜双向拉伸力学特性试验研究,顾名思义,这是与材料力学性能相关的试验。试验的主体材料——PVC土工膜,它作为一种新型的堆石坝防渗体材料,逐渐成为水利水电建设中最具有竞争力的坝体防渗材料之一。

在过去的几十年里土工膜凭借其优越的防渗性能和强变形适应能力,在国外的水利水电建设中得到了广泛应用和迅速发展。然而由于国内对该技术缺乏较深入的基础性认识,尚未形成比较成熟的设计方法与工艺,因此国内对该项筑坝技术存在一些争议,认为目前的面板堆石坝和黏土心墙堆石坝等技术已经够用,无需再涉及相对陌生的堆石坝面土工膜防渗技术。然而随着我国经济建设的需要及环境保护和生态修复意识的增强,未来土工膜防渗一定是我国水利工程建设中最优良的坝体防渗形式之一。因此,开展土工膜在实际工程中的力学性能研究是适时必要的。

我们的创训研究重点集中于土工膜处于双向拉伸状态下的力学参数及相关的真应力真应变曲线获取。回顾过去三个月的研究,我们对比了PVC土工膜在单向、双向拉伸试验下的受力状态和破坏状态,确定了双向拉伸试验中的最佳试样;与此同时,为消除手工传统裁剪PVC土工膜方法带来的误差,我们改进了传统的试样切割方法,得到了标准试样。随着试验的过程推进,土工膜的应力分布不再均匀,简单的平截面假定也不再合理,这要求我们结合现有的试验数据,分析探讨土工膜的性质,计算出试样中心区的应力,绘制出较为完整而科学的真应力真应变关系曲线。

虚心求教,砥砺前行

深入创训研究,渐渐发现我们的知识储备与试验技能十分有限。例如,此前采用手工切割试样时,得到的土工膜试样边缘凹凸不平,导致最终试验误差较大;另外,土工膜试样在双向拉伸状态下会产生应力集中现象,试验所得的结果并不能真实反映其力学特性等,这些问题,一直困扰着我们,也大大阻碍了试验的进程。

方向比努力重要,方向错了,停止便是进步。我们曾尝试改进手工切割工具,但是效果并不显著,与其小组成员毫无头绪地冥思苦想,不如停下来向我们的创训指导老师吴海民教授求助。当即我们便带着问题,主动前往吴教授的办公室,去寻求老师的指点。在吴教授的指导下,我们转换了切割试样的思路——采用冲床配合膜切刀切割土工膜。实践是检验真理的唯一标准。效果如何,还得拿试验结果说话。试验结果表明,用此方法切割出来的PVC土工膜试样边缘光滑,满足试验需求。

另一问题:土工膜在双向拉伸状态下平截面假定不成立,因此试验过程中测得的应力值并不能反应材料真实的应力状态。经过向吴教授多次请教与学习,我们修改了试验方案,最终确立了试验的核心方法——数值模拟修正系数法,这种方法,无论是在精度上还是在效果上都达到了试验的基本要求。

在与吴教授的交流中,吴教授常常告诫我们:只有将自身学习的需求与试验的目的结合起来,才能达到理论知识和试验方法的双重进步。吴教授的谆谆教导,激励着我们不断前行。

不忘初心,走向科研

走进创训研究的这段时间以来,在吴教授的指导下,在张振学长的带领下,我们完成了土工膜单双向拉伸实验,测出了土工膜试样中心区的应力应变数据,从而得到了土工膜双向拉伸的应力应变曲线。通过实践与历练,我们学会了如何设计一个合理而完整的试验方案,学会了如何有效地控制人为误差。在此基础上,我们迈出了创新训练研究的第一大步,这一大步,也是我们走向科研道路的第一小步。

在完成试样优化和绘制PVC土工膜双向拉伸状态下试样中心区的真应力真应变曲线后,接下来,我们将进行土工膜单向拉伸试验与双向拉伸试验的对比分析,但如何通过这两个试验的对比,得到土工膜单向拉伸与双向拉伸的差异与联系,从而合理评估土工膜的力学性能,仍需要我们进行更加深入的学习与探究。 

一路跌跌撞撞地走下来,遇到了山丘,更遇到了高山,在吴教授的指导与帮助下成功翻越;也曾遭遇过风雨,在张振学长的指导陪伴下重见彩虹;陷入过低谷,在小组成员间互相鼓励下重拾信心、继续前行。我们相信,在接下来的创训时光里,我们小组会更加团结一致,奋勇前行,一起去迎接挑战、获得成长,赢得属于我们的荣光。

组长:疏永康

组员:瞿靖坤、韩松、杨伊妮、王宁

20191015