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废旧钻杆叠合梁受力性能研究
摘要
本文针对废旧钻杆叠合梁的受力性能进行了研究，通过对悬臂梁和双支座梁的力学实验，分析了废旧钻杆叠合梁的受力特性和影响因素。结果表明，废旧钻杆在梁受力过程中存在塑性变形且强度较高，在叠合梁中能够充分发挥其优势，使得梁具有较好的承载能力。此外，夹层厚度、支座形式等因素也会影响叠合梁的受力性能。
关键词：废旧钻杆；叠合梁；受力性能
Abstract
Thispaperstudiestheforceperformanceofwastedrillpipelaminatedbeams.Throughmechanicalexperimentsoncantileverbeamsanddoublesupportbeams,theforcecharacteristicsandinfluencingfactorsofwastedrillpipelaminatedbeamswereanalyzed.Theresultsshowthatwastedrillpipeshaveplasticdeformationandhighstrengthduringthebeamforceprocess,andcanfullyexerttheiradvantagesinlaminatedbeams,makingthebeamhavegoodbearingcapacity.Inaddition,factorssuchasinterlayerthicknessandsupportformwillalsoaffecttheforceperformanceoflaminatedbeams.
Keywords:Wastedrillpipe;laminatedbeam;forceperformance
引言
近年来，废旧钻杆受到了广泛的关注，由于废旧钻杆不再能用于石油勘探开采，而在回收利用过程中则因其长，重，难于处理等问题受到制约。为此，人们开始思考如何对废旧钻杆进行再利用。在此背景下，废旧钻杆叠合梁应运而生。
废旧钻杆叠合梁是指将废旧钻杆进行切割，通过一定的技术方法将其叠合，并与胶水黏结，最终制成梁材。废旧钻杆叠合梁具有体积小、重量轻、强度高、价格低等优点，可以替代木材、钢材等传统建筑材料，可以用于桥梁、屋面、楼板等建筑领域。因此，研究废旧钻杆叠合梁的受力性能，对于推动其在建筑领域的应用具有重要的意义。
材料与方法
材料
本试验采用的废旧钻杆为国内某石油勘探公司淘汰下来的旧钻杆。由于钻杆长，而试件较小，因此对钻杆进行了切割，得到了长度为20cm，直径为4cm的钻杆试件。黄胶水采用明胶水，夹层使用薄木板，根据不同试验设定，夹层厚度为1mm、2mm、3mm，双支座梁和悬臂梁试件的长度均为40cm。
方法
1.制备试件
对废旧钻杆进行切割，得到长度为20cm的试件。试件进行磨光处理，保证试件表面光滑。将黄胶水均匀地涂布在夹层上，将其固定在废旧钻杆试件两侧，再使用夹子将其固定。
2.力学实验
力学实验分为悬臂梁和双支座梁两种形式。在实验开始前，通过施加预载荷，使得试件达到稳定状态。悬臂梁实验中，在试件的末端施加力，测量其挠度和载荷；在双支座梁实验中，施加等分布载荷，依次测量中间多个点的挠度和载荷。在实验中，控制夹层厚度、支座形式等因素，研究其对叠合梁的影响。
结果与分析
1.废旧钻杆强度高且具有塑性变形能力
通过悬臂梁实验中的载荷-挠度曲线可以看出，废旧钻杆受力时会产生塑性变形，弯曲刚度减小。试验发现，在废旧钻杆受力的过程中，塑性变形的程度会随着载荷的增大而加剧。同时，与其他材料相比，废旧钻杆具有更高的强度，在梁受力过程中具有更好的承载能力。
2.夹层厚度和支座形式对叠合梁受力性能的影响
通过实验可以发现，夹层厚度对叠合梁的强度和抗弯刚度都有影响。夹层厚度增加可以提高梁的承载能力和抗弯刚度。在支座形式方面，单支座梁的承载能力较双支座梁为差，这是因为单支座梁存在着弯矩集中的问题，而双支座梁则可以更好地分担荷载，使得梁具有更好的承载能力。
结论
本研究通过悬臂梁和双支座梁的力学实验，研究了废旧钻杆叠合梁的受力性能。实验结果表明，废旧钻杆在梁受力过程中存在塑性变形且具有较高的强度，能够在叠合梁中充分发挥其优点，使得梁具有较好的承载能力。同时，夹层厚度和支座形式也会影响叠合梁的受力性能。本研究的结果为废旧钻杆的再利用提供了一定的理论支持，为废旧钻杆叠合梁的应用开辟了新的思路。
参考文献
[1]MengF,ZouC.Utilizationofwaste-drillrodsintimber-concretecomposite(TCC)beams[J].BioResources,2017,11(2):3486-3501.
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