化学腐蚀下岩土体力学特性变化的定量描述

运用化学动力学理论和岩土体微观结构研究相结合的方法定量研究化学腐蚀作用下岩土介质力学特性的劣化行为.通过试验,得出黏土在酸性条件下,其无侧限抗压强度及针铁矿质量分数随腐蚀时间变化的规律.基于量子化学和结构化学理论,通过试验和计算得出红黏土胶结本质及微观结构模型参数,并建立该黏土无侧限抗压强度与针铁矿质量之间的定量关系.对针铁矿在酸性条件下的溶解反应进行化学动力学分析,得出该反应动力学各主要参数.结合红黏土微观研究结果,建立了岩土体无侧限抗压强度随时间变化的数学模型.编制程序,对贵州红黏土在酸液腐蚀作用下,其无侧限抗压强度随时间动态变化过程进行计算.结果表明,与试验规律吻合较好.     

HoCl3-NaCl二元系的热力学优化计算

参照实验测定的相图和热力学数据,运用CALPHAD技术对HoCl3-NaCl体系进行了热力学优化和计算.引入短程有序-扩展似化学模型来描述HoCl3-NaCl二元体系液相的Gibbs自由能.通过计算机辅助分析对Na3HoCl6、NaHoCl4、NaHo2Cl7化合物的一系列热力学函数进行了研究.优化计算的热力学参数以及相图与实验测定相图是热力学自洽一致的.     

化学反应系统中非线性动力学特性的研究

基于三分子反应系统模型,介绍了化学反应过程的动力学方程的建立步骤;采用数值计算的方法研究了三分子反应系统中的非线性动力学特性变化,及通向化学混沌的道路;结果发现在周期激励条件下,三分子反应过程中逆周期加分岔和周期混沌带更迭出现,同时存在逆倍周期分岔现象.     

山岭隧道塌方风险评价的属性识别模型与应用

塌方是山岭隧道施工中最为常见的事故之一,为确保隧道施工安全,本文基于属性数学理论建立了隧道塌方风险分级的属性识别模型.在综合分析塌方影响因素的基础上,选取围岩级别、隧道埋深、偏压角度、岩体完整情况、地下水影响和施工因素6个主要因素作为评价指标,结合超前地质预报方法对指标进行定量描述,确定各评价指标的分级标准;对评价指标进行属性测度分析,通过构造属性测度函数计算样本的单指标属性测度和综合属性测度;应用置信度准则对隧道样本的塌方风险进行属性识别.在工程应用中,通过属性识别模型并结合超前地质预报数据,对郑家垭隧道进行塌方风险评估,结果与实际施工情况一致;并且与模糊层次分析法和可拓综合评估法的结果吻合性较好,说明建立的属性识别模型对有无地质预报数据的样本都能得出准确的风险评估结果,有更好的适用性,为山岭隧道塌方的风险评估提供了一个有效的途径.     

基于功能的混凝土重力坝地震破坏评价模型

为了定量反映混凝土重力坝地震破坏程度,进行基于功能的重力坝抗震设计,建立了一种地震破坏评价模型。基于线弹性模型,分析了混凝土重力坝在地震作用下的需求能力比、超应力累积持时,并在弹塑性损伤力学的基础上分析了损伤区长度、位置及损伤因子,建立了重力坝地震破坏评价模型。通过印度K oyna重力坝典型地震破坏事例分析,模型计算的损伤指标(DM)值均大于0.6,属于严重损伤破坏,验证了该模型的合理性。因此,该模型可以定量评估重力坝震后的破坏状态。     

新疆黄山杂岩体岩浆液态不混溶性的热力学计算

岩石学研究表明新疆黄山镁铁—超镁铁杂岩体第二侵入期三岩相为岩浆液态不混溶作用的产物。该文在有关溶浆热力学模型基础上建立了合理可行的计算模型,利用熔浆热力学数据测定的最新成果,通过不混溶相化学位的对比,证明在1600～1650℃、压力小于8.2～8.7×1O~8Pa条件下第二侵入期岩浆将发生液态不混溶。     

高浓度含氮废水亚硝化SBR工艺的动力学模型

针对高浓度含氮废水亚硝化SBR工艺,进行了动力学模型研究,建立了NH4 -N浓度变化模型、NO2--N浓度变化模型和NO3--N浓度变化模型.通过试验对动力学模型进行了预测与评价,结果表明:以动力学方程式(尤其是NH4 -N浓度变化的模型、NO2--N浓度变化的模型)计算的理论值与实测值结果基本吻合,对高浓度氨氮废水亚硝化SBR工艺的设计和运行具有一定的指导意义.     

铁路隧道基底状况对底部结构受力状态的影响

通过引入列车振动荷载函数和混凝土损伤模型,建立考虑隧道底部结构和基岩相互作用的振动响应计算模型,研究列车振动荷载作用下基底状况对铁路隧道底部结构受力状态的影响.研究结果表明:当隧道底部结构与基岩接触良好,没有空洞出现时,底部结构受力较小,列车振动不会引起结构新的损伤;随着隧道底部结构与基岩之间淘空距离的增加,底部结构的动力响应和损伤明显增大,淘空超过一定程度后变化加剧,直至振动破坏,不同淘空方式对应不同的极限条件和破坏形态;同时,基底围岩条件越差,隧道基底变形越大,引起底部结构的受力和损伤程度也越大.     

污水污染物化学焓与常规水质指标的定量关系

采用热力学方法研究了污水处理工艺的能量利用,认为其基础是污染物化学能的界定和计算.依据热力学第一定律建立了污染物化学焓概念,统一了化学焓计算的基准,确定了复杂有机物化学焓的计算方法,并将其与常规水质指标COD相耦合.通过研究使得污水处理工艺各种过程能量分析的结果、不同形式的能量之间具有了可比性,同时也易于与常规的水质测定手段衔接.     

固体电解质传感器在高温研究中的应用

对固体电解质化学传感器在高温热力学、动力学和火法冶金中的应用进行了总结和回顾 .     

石灰岩损伤演化的断裂力学模型及耦合方程

采用断裂力学方法分析裂纹起裂条件 ,建立腐蚀损伤岩体水力 (劈裂 )损伤的演化方程 .水化损伤的演化用矩(碟 )形板模型表示 ,用化学动力学的方法———PWP(Plummer Wigley Parkhurst)方程推导出水化损伤的演化方程 ,在此基础上 ,通过拉剪状态下水化 -水力耦合损伤演化模型 ,建立了水化 -水力耦合损伤演化方程 ,并结合工程实例将其用于耦合损伤条件下应力强度因子和渗透张量的计算     

煤岩体裂隙集度演化理论模型

为了描述煤岩体内裂隙演化对其宏观力学特性的影响,引入了裂隙集度参量,从热力学平衡方程出发,推导出裂隙集度演化方程;根据岩石试件单轴压缩的全程应力应变实验结果,给出了单轴压缩下的裂隙集度演化方程和考虑裂隙集度对煤岩体力学性质影响的非线性弹性裂隙演化本构方程;通过单轴压缩煤岩试样实验数据值与理论值对比,两者吻合度相当高,证明了理论分析及其理论模型的正确性。     

用CaO脱除高温煤气中H_2S的反应动力学

在热力学分析的基础上,研究了用煅烧石灰石的产物脱除高温煤气中H_2S的动力学,并用微粒模型来描述反应过程。根据实验数据求出了模型中的动力学参数,提出了可应用于任意温度与粒度的石灰石颗粒的宏观动力学方程,其计算结果与实测结果基本上是一致的,证明了该模型的适用性。     

水-岩化学作用下岩体裂纹应力强度因子的计算及分析

水化作用对裂隙岩体的影响主要来自于水压力和化学腐蚀伤两方面的作用.运用地球化学矿物-水反应的溶解动力学,考查水-岩反应化学溶液中不同时间段离子浓度的变化,从理论上探讨化学腐蚀下等效裂纹扩展的定量化分析方法,从而建立水-岩化学作用下等效裂纹扩展的计算公式并计算裂纹尖端应力强度因子.计算表明,水-岩化学作用的存在,对应力强度因子的影响明显,随着水-岩化学作用的不断发展,应力强度因子逐渐增大.     

压剪耦合损伤演化方程在混凝土本构模型中的应用

将等效微孔洞体系的概念与有核长大模型的思想相结合,根据有关物理关系通过严格的数学推导,提出了一种脆性材料的压剪耦合损伤演化方程.将该演化方程应用于混凝土脆弹性损伤软化本构模型之中,通过对混凝土一维应力条件下的实验应力应变曲线的优化数值模拟确定了损伤演化方程中的材料参数.研究结果表明,应用含损伤的本构关系和该压剪耦合损伤演化方程能得到损伤随时间变化的曲线,该曲线与采用CT技术观测的混凝土内部微孔洞扩展图像和结果有较好的一致性.所提出的损伤演化方程揭示了脆性材料压剪耦合损伤发展的宏细观机制,为更好地分析计算混凝土的高速贯穿等问题奠定了基础.     

混凝土的连续损伤模型和弥散裂缝模型

将经典的混凝土弥散裂缝模型应用到所建议的一类基于能量的弹塑性损伤本构模型的统一理论框架中 ,并推导了剪切模量和剪力保持因子与受剪损伤变量的关系式 .模型可以直接应用于多维应力状态下 ,避免了弥散裂缝模型中存在的参数经验取值问题 .最后 ,通过一个钢筋混凝土单向板的数值算例 ,验证了模型的有效性 .     

超高压失活大豆脂肪氧合酶数学模型的建立

在对豆浆中脂肪氧合酶的超高压失活动力学进行深入研究的基础上,试图使用两种完全不同的数学模型来描述压力与温度对脂肪氧合酶超高压失活速率常数的影响.研究结果表明:以Hawley提出的热力学方程为基础建立的热动力学数学模型和以Eyring方程为起点建立的经验数学模型都能够成功的用来模拟豆浆中脂肪氧合酶的超高压失活过程.相比之下,热动力学模型要比经验数学模型更加精确.     

基于蠕变损伤耦合的海底开采点柱稳定性分析

 针对海底金属矿开采过程中采场留设点柱的稳定性问题,采用损伤统计本构理论,在西原模型的基础上提出一种参数获取相对简单的三维非线性蠕变损伤模型,并给出由稳态蠕变向加速蠕变过渡的判定方法.利用ANASYS 数值软件分析了三山岛金矿新立矿区海底点柱式充填采矿法矿房的应力分布,并应用三维非线性蠕变损伤模型对点柱稳定性进行了黏弹塑性损伤分析和渗流分析.该模型充分考虑了岩石的基本力学参数和工程地质调查结果,可推广至其他流变物理模型,对于大型岩土工程的蠕变渗流分析具有较强的适应性.     

转子系统常开裂纹故障信息提取方法的研究

针对由于横向常开裂纹引起的裂纹故障转子系统,根据Paris理论,运用由应力强度因子及应变能密度函数推导得到的裂纹柔度系数矩阵,建立了裂纹转子系统动力学模型.由于含有横向裂纹故障的转子系统的刚度矩阵会发生相应变化,因此,在已知柔度系数矩阵的基础上,通过对比无故障转子系统与裂纹转子系统的动力学方程,可以推导出裂纹转子系统的剩余量动力学方程.分析裂纹所在轴段两端的受力情况,结合剩余量动力学方程,从振动信号中提取出常开裂纹发生的位置及裂纹深度信息.结果表明,本文运用的常开裂纹信息提取方法理论上只需要采集两个不同转速下,三个节点的振动信号进行诊断分析,简便可行,并可为转子系统、悬臂梁、桁架结构等常开裂纹故障诊断提供一定的理论依据.     

论人文素质与化学热力学——借助诗歌想象,培养发散思维能力

文章从文学的角度对化学热力学教育中的人文素质教育作了探讨，简要介绍了诗歌和化学热力学问的联系和本质。在化学热力学教育中，围绕该学科的概念、定义、定理等组织教学，在传授科学知识和培养科学素质的同时，辅以人文方面的知识教育，培养学生的发散思维能力、创新思维能力。结合具体课程进行人文素质教育可以起到潜移默化的教学效果，有助于提高学生围绕自己专业，自觉地进行文理工管渗透性学习的热情，有利于培养适应社会需要的创造型和复合型人才。