第三环节 工程实例分析

1.测试强度与加荷速度

概况 人们在测试混凝土等材料的强度时可观察到，同一试件，加荷速度过愉，所测值偏高。

请分析原因：

当加荷速度较快时，荷载的增长大于材料变形速度，测出的数值就会偏高。为此，在测定材料的强度时，一般都规定其加荷速度范围。

2.砖浸水后强度下降

概况 某地发生历史罕见的洪水。洪水退后，许多砖房倒塌，其砌筑用的砖多为未烧透的多孔的红砖，见下图。请分析原因。

这些红砖没有烧透，砖内开口孔隙率大，吸水率高。吸水后，红砖强度下降，物别是当有水进入砖内时，未烧透的粘土遇水分散，强度下降更大，不能承受房屋的重量，从而导致房屋倒塌。

3.材料微观结构对性能的影响

   某工程灌浆材料采用水泥净浆，为了达到较好的施工性能，配合经中要求加入硅粉，并对硅粉的化学组成和细度提出要求，但施工单位将硅粉理解磨细石英粉，生产中加入的认磨细石英粉的化学组成和细度均满足要求，在实际使用中效果不好，水泥浆体成分不均，请分析原因。

硅粉又称硅灰，是硅铁厂烟尘中回收的副产品，其化学组成为SiO2，微观结构为表面光滑的玻璃体，能改善水泥净浆施工性能。磨细石英粉的化学组成也为SiO2，微观结构为晶体，表面粗糙，对水泥净浆的施工性能有负作用。硅粉和磨细石英粉虽然化学成分相同，但细度不同，微观结构不同，导致材料的性能差异明显。

4.钢贮罐脆性断裂
概况：内蒙古某粮厂一个直径为20m，高为15.76m的刚交工验收不久的废糖密钢贮罐发生断裂。破坏过程呈现突发性，没有任何先兆，非常迅速。破坏时内粮密贮量为4027t，不仅未达到设计贮量，并低于试载期间曾达到的459t水平，罐体内应力并不太高，距钢屈服强度相差较远，地震和人为破坏及废粮蜜自燃爆炸因素可排除，
请分析钢贮罐发生断裂的原因：
塑性断裂在发生前有明显预兆，而脆性断裂是突发性的，经调查表明，其裂口特征：罐体下部第1、2层母撕裂，断口呈颗粒状，人字形纹尖端朝上，呈脆性断裂，对钢材材质进行复验，发现部分钢板含碳量和含硫量较大，降低了钢材的塑性和可焊性，其常温冲击韧性比规定值低，故该钢材易出现脆性断裂。且焊接质量差，综合分析可知，罐体破坏的根源是焊接质量低而导致的低温脆性断裂。对接焊缝中大量未焊透部位如同张开型的焊接裂纹，在罐壁环向拉力的作用下，能引起严重的应力集中，成罐体断裂的引发点，在荷载变化，应力集中，残余应力温差应力的作用下，会缓慢扩展，而钢材的韧性较差，能阻止裂纹的扩展，最后达到临界值，而突破断裂。