不同粗糙度平面上静止颗粒堆底的切应力分布

在两种不同粗糙底面上测量了用从固定点以相同流量落下颗粒的方法制备而成的圆锥堆底的切向应力分布.结果显示,粗糙度大的底面有相对较大的切向应力.利用一般的力平衡方程、库仑不等式、圆锥堆侧面的自由边界条件以及测量的数据可以验证,堆底面切向应力强度与法向应力分布出现中心凹陷现象有关,切向应力越大凹陷现象越明显.另外,提出了一个颗粒堆的非线性应力关系唯象模型.     

纳米颗粒碰撞下的单晶硅表面原子形态

应用分子动力学模拟了纳米颗粒与单晶硅(001)表面碰撞后反弹、飞离的现象, 研究了入射角度对颗粒运动轨迹、基体损伤形貌的影响. 随着入射角度的变化, 颗粒反射角度在从钝角到锐角的大范围内变化. 入射角度决定了嵌入到最低点时颗粒与基体的接触部位, 作用于接触部位的基体释放弹性形变能提供了颗粒的反弹能量, 从而形成纳米颗粒的反弹角度敏感依赖于入射角度的现象. 碰撞使基体发生凹陷变形. 与颗粒运动轨迹相对应, 基体凹陷区域形状从较深的勺子形变化到平坦的圆弧形. 部分位于运动颗粒前方的基体原子被推移出, 在凹陷区边缘形成原子堆积.     

一堆苹果提出的难解之谜

水果店里苹果堆成的金字塔中哪个苹果最容易压烂?答案显然是在堆底部顶点正下方的那个。但这个明显的答案是错误的。 1981年捷克科学家J·施密德(J.Sohmid)和J·诺瓦尔塞德(J.Novasad)使用了压力传感器测量作用于一堆粒子底部的力,苹果堆成的金字塔就是日常生活中的例子。他们发现了一个很难解释的出乎意料的受力模型。他们发现压力不像预料的在底面中心点最大,而是在底面中心某一距离的环形内的粒子感受到向下的最大压力。     

安徽铜陵角闪石堆晶体中的出溶金属氧化物和硫化物

在安徽铜陵地区鸡冠石、金口岭花岗闪长岩的角闪石堆晶体中发现了出溶的针状金属氧化物和硫化物. 研究表明, 堆晶体角闪石主要为韭闪石, 结晶于下地壳. 出溶针状金属氧化物具希勒(Schiller)结构特征, 单个出溶体大多呈针状, 平行[100]的一组最发育; 出溶矿物组合为磁铁矿、含钛磁铁矿、钛磁铁矿和钛铁矿, TiO₂含量在0.29%~51.07%. 出溶硫化物颗粒呈浑圆形-长圆形, 多数排列较规则, 近平行的串珠状或较密集的成串分布, 少数呈散点状或单颗粒分布; 硫化物主要为磁黄铁矿, 次为方黄铜矿和黄铜矿, 个别为黄铁矿. 多数样品的出溶磁黄铁矿群体中, 常见少量共生磁铁矿颗粒. 硫化物贫Ni(一般Ni<0.5%, Ni/Fe<0.003), 但磁黄铁矿含铜较高(可达2.93%). 上述两类出溶矿物可共存于角闪石的同一出溶区域内. 角闪石堆晶体中金属矿物出溶体的存在表明本区中生代下地壳岩浆中已溶解了一定数量的S, Fe和Cu等成矿物质.     

回转筒颗粒表面流的分子动力学模拟和连续理论

在考虑颗粒非弹性接触、滑动摩擦和滚动摩擦基础上发展了分子动力学模拟的算法, 实现了中高速(Fr = 0.1~0.2)回转筒内颗粒流的离散模拟. 回转筒内颗粒流由表面活性层和下部柱塞流区组成, 颗粒在活性层的停留时间约为柱塞流区的1/3~1/2, 对称线上活性层和柱塞流区的厚度比为0.57~0.61, 因而推断颗粒流动处于Rolling-Cascading过渡模式. 对称线上MD模拟的速度分布与正电子放射性测量实验结果十分吻合. 在模拟和实验结果基础上发展了连续理论: 柱塞流区内颗粒运动并非完全随着筒壁刚体转动, 而是存在着塑性蠕变, 这种速度变化过程符合指数函数规律; 而活性层内颗粒流动则符合简单的Couette切变流动分布. 最后探讨了颗粒温度和颗粒相对浓度分布的内在机理.     

垂直激励下的二段复合颗粒链研究

实验研究了二段复合颗粒链在垂直振动激励下的动力学特性. 通过对颗粒链整体的运动状态以及与之相关的相位差、膨胀尺度、质心位移以及能量的分析发现, 不同颗粒排布组合在实验中表现出的特性有很大差别. 我们认为产生这一现象的原因在于不同颗粒段交界处界面效应的存在. 界面效应在不同的颗粒排布下造成不同的能量分布, 从而导致颗粒链出现不同的运动状态.     

北京大学辐射防护科研组环境放射性核素研究进展

本文展示了北京大学技术物理系辐射防护科研组自成立以来在环境放射性核素研究领域的发展历程,介绍了部分代表性工作.其中,针对天然辐射照射中剂量最大的贡献者——氡及其子体相关领域,开展了以剂量评价和探究其环境行为为目的一系列测量方法和技术研究,特别是对大气氡、水体氡和土壤氡活度浓度的在线连续测量成果进行了重点阐述,建立的便携式测量技术使氡子体连续测量和放射性气溶胶粒径分布现场测量成为可能.在与核军工和核电反应堆密切相关的人工放射性核素方面,着重介绍了围绕环境中以痕量水平存在的钚核素开展的同位素精准测量和迁移行为研究工作.作为现场测量与评价研究,本文还介绍了针对我国唯一的重水堆核电基地外围环境开展的¹⁴C测量、水平分布和剂量贡献的研究成果.     

基本三维几何体的最高填充率

数值模拟结果表明, 基本三维几何体随机填充的填充率上限从高到底依次为: 立方体(0.78)、椭球(0.74)、圆柱(0.72)、球柱体(spherocylinder, 0.69)、四面体(0.68)、圆锥(0.67)、球体(0.64), 而规则填充的填充率上限依次为: 立方体(1.0)、圆柱和球柱体(0.9069)、圆锥(0.7854)、椭球(0.7707)、球体(0.7405)、正四面体(0.7175), 这两种填充率排序的顺序并不相同. 椭球、圆柱、球柱体、四面体和圆锥的随机填充率均与其形状有关, 它们达到最高填充率时的形状参数分别为: 椭球(三轴比为0.8:1:1.25)、圆柱(高度/直径=0.9)、球柱体(圆柱段高度/直径=0.35)、四面体(正四面体)和圆锥(高度/底面直径=0.8).     

均质圆锥壳对母线的转动惯量研究

应用平行轴定理、垂直轴定理及惯量张量法,以均质圆锥壳为例,计算均质旋转体对母线的转动惯量,对结论进行讨论并将其推广;得出刚体的总质量、质量的分布及轴的位置是影响刚体转动惯量的因素的结论;通过取微元的方法结合惯量张量法求出均质薄圆锥壳对母线的转动惯量,并对有厚度的圆锥壳进行了讨论.     

气固两相流动中颗粒扩散的转捩现象

不引入任何湍流模型, 采用有限容积方法对三维气固两相湍流射流进行了直接数值模拟, 着重考察湍流结构的转捩行为对不同Stokes数颗粒扩散的影响. 为了得到高精度的结果, 同时降低计算量和存储量, 对气相流体控制方程组的求解采用分步投影算法, 对时间积分采用低存储、三阶精度的Runge-Kutta积分格式; 对颗粒控制方程的求解在拉格朗日框架中进行. 流场的统计结果与相关的实验数据吻合良好, 证实了数值算法的可靠性. 对颗粒扩散的研究发现, 展向涡结构对颗粒扩散的影响比较突出. 而在流场的演化过程中, 观察到颗粒扩散的新行为, 即中、小Stokes数的颗粒在流场中的分布出现了 “转捩”现象.     

基于细观结构的颗粒介质应力应变关系研究

用DEM数值计算了一个颗粒介质的双轴压缩试验, 分析了颗粒介质在等向压缩与剪切过程中颗粒细观结构的变化规律, 推导出一个基于颗粒细观结构变化的颗粒介质屈服函数, 其形式与修正剑桥模型的屈服面相似. 利用该屈服面方程, 可以通过颗粒接点数按接触角整理的分布变化说明在压缩和剪切过程中颗粒介质的屈服特性, 为从颗粒细观结构的变化规律进一步研究颗粒介质的应力-应变特性提供了一个可行的方法.     

基于流体动力学理论的颗粒物质本构关系

利用流体动力学(hydrodynamic)方法, 普通固体的弹性理论能自然地推广到颗粒物质, 从而得到一组可用来具体计算包括应力、变形、能量、能流、热产生等所有物理量在内的完备偏微分方程. 特别地, 它们能确定具有重要工程意义、至今尚未完全建立的颗粒物质本构关系. 本文具体推导了这个本构关系的一般热力学表达式. 结果显示, 即使在自由能模型和耗散系数都比较简单的情况下, 本构关系也是非常复杂的非线性关系, 有繁多的关于应力、速度、密度等变量的空间导数项. 因此, 直接从实验数据建立严格的, 特别是非均匀情况下的本构关系将是一件非常困难的事情.     

稀薄颗粒气体的运动速度几率分布函数

利用在微重力环境下获得的稀薄颗粒体系长时间(2 h)运动的录像数据, 得到了颗粒气体的非高斯速度几率分布, 分布函数接近负e指数. 应用湍流中的朗之万方程修正形式, 探讨给出颗粒体系速度几率分布函数普适表达式的可能性.     

非Jaky粮仓的弹性应力分析和侧壁边界条件

为了理解一些粮仓实验报道中转向比明显大于工程规范中Jaky 公式估算值的现象, 计算了平面粮仓应力饱和区域的非线性弹性通解. 结果表明, 这个通解的确可以给出实验观测到的大转向比应力, 但同时也偏离Janssen 假设. 由于边界条件会因塑性而失去完备性, 粮仓转向比将允许在一定范围内取值, 不一定总是满足Jaky 公式. 这意味着, 弹性理论能够描述与制备历史有关的颗粒物质静力学问题.     

浅谈断桩的成因及防治

文章通过对钻孔桩产生断桩的原因进行分析并提出防治措施，为今后钻孔桩施工，保证钻孔桩质量，提供一些有益的参考。     

钻孔灌注桩灌注施工事故预防及处理

水下灌注桩属于隐蔽工程,影响灌注桩质量的因素很多。结合钻孔桩灌注的施工实践经验,例举了钻孔桩灌注施工中的常见事故,分析了各种事故出现的原因,并介绍了预防及处理措施。     

低浓度颗粒流Boltzmann方程的同伦分析方法解

同伦分析方法(homotopy analysis method, HAM)是求解强非线性问题的有力手段. 针对颗粒流的动理学理论中的非线性微分积分方程——?Boltzmann方程, 采用 HAM方法选取局域Maxwell速度分布函数作为初始猜测解, 得到了低浓度颗粒流的Boltzmann方程的一阶近似解, 与传统的Chapman-Enskog方法得到的一阶近似解表达式的结构一致, 初步显示了HAM方法求解Boltzmann方程的有效性, 为一般Boltzmann方程的HAM方法求解奠定了基础.     

浅析软弱地层中泥水盾构的过桩施工

文章对南方某市地铁一号线盾构区间在以中粗砂为主,夹杂粉质黏土和砾砂的复合地层中掘进时遇到的对建筑物下方的桩群进行切割过桩的问题及解决措施进行了分析。     

汶川8.0级地震地表破裂白鹿镇段的变形特征*

汶川8.0级地震在彭县-灌县断裂上形成的地表破裂带主要位于彭州磁峰与安县睢水之间,全长约90 km,白鹿镇位于该断裂地表破裂带的南段。应用全站仪和GPS对地表破裂带的垂直位错量、水平位错量、构造缩短率进行精确测量,结果显示,沿彭县-灌县断裂,白鹿镇地表破裂的垂直位错量和水平位错量都是最大的,其中最大垂直位错量位于白鹿老街,为(2.7±0.2) m,最大水平位错量位于白鹿河堤岸,为(0.7±0.2) m。究其原因,可能是沿彭县-灌县断裂,白鹿地区煤层含量最为丰富,煤层厚度最大,因而该地区软弱岩层的屈服强度相对最低,从而导致该地区断层两侧岩体的滑动量最大。另外,通过白鹿中学附近垂直于断层走向的探槽,甄别出两条呈叠瓦状排列的分支断层,该探槽所揭示的地表破裂面倾角度数及倾角随深度的变化趋势与通过震源机制解推断的结论一致。