泥石流冲击特性模型试验

针对沟谷泥石流,建立了泥石流冲击试验模型,选定0.3～0.8cm、0.8～15cm和1.5～3.0cm等3种固相粒径组和0.02、0.08、0.16、0.20、0.25等5种固相比,拟定了15种水石流试验工况;实施了40余组模型试验,采用Fastcam-ultima1024型高速摄像机、HS200型动态应力传感器和多通道动态应变仪等测试仪器获得了85000多个测试数据。试验结果表明,低固相比时,泥石流脉动特征显著,泥石流阵流特性随着固相比增大逐渐显现,且随着泥石流中固相颗粒粒径增大,出现初始阵流的时间提前;随着固相比及固相颗粒粒径的增大,泥石流冲击力具有非线性增加趋势;泥石流沟口的平均流速随着固相比增大具有降低趋势。成果可为系统实施不同浆体粘度及不同固相比泥石流冲击特性试验及理论研究提供科学借鉴。     

类岩石材料力学特性参数多元线性回归模型

为探究多因素对类岩石材料力学特性的影响,采用正交设计方法,选取水泥含量、石膏含量、骨料粒径、冲击力、冲击次数作为影响因素,得到25组类岩石材料单轴压缩条件下抗压强度、弹性模量及容重的正交试验结果。应用方差分析获得各因素的敏感性,并运用SPSS(Statistical Package for the Social Science)对试验结果进行多元线性回归分析,研究显著因素对类岩石材料力学特性的影响规律。研究结果表明:类岩石材料抗压强度受水泥含量、石膏含量、骨料粒径、冲击力的影响显著,且随着水泥含量、石膏含量和冲击力的增加而增大,随粒径增大而减小;弹性模量受水泥含量、石膏含量、骨料粒径的影响显著,且与水泥含量、冲击力呈正线性关系,与粒径大小呈负线性关系;容重受冲击力的影响显著,并随之增加而增大。针对多因素不同水平的正交试验结果应用多元线性回归分析可以建立类岩石材料力学特性的回归方程模型,能够在一定范围内预测类岩石材料的抗压强度、弹性模量及容重,为进一步定量化开展物理模型试验奠定了基础。     

沙粒粒径对TC4钛合金冲击界面损伤行为的影响

在新型冲击磨损试验机上考察了沙粒粒径(120~380μm)对TC4钛合金冲击损伤行为的影响,研究了不同沙粒环境下TC4钛合金的冲击磨损机制及其界面响应.结果表明:沙粒对TC4钛合金的冲击磨损行为影响显著,TC4钛合金在冲击过程中会出现沙粒破碎并堆积在钛合金表面,使其磨损表面明显增高;随着砂粒粒径不断增大,冲击力峰值显著减小,冲击接触时间变长,界面能量吸收率明显提高,磨损面积明显增大;随着冲击次数增加,冲击力峰值下降,界面能量吸收率提高,磨损表面的材料堆积体积逐渐增大.在沙粒的冲击作用下,TC4合金的冲击磨损机制主要表现为沙粒对材料的切削和磨屑在界面的堆积.     

颗粒对液-固二相润滑摩擦和温度特性影响的试验研究

文章研究了润滑油中含有固体颗粒时对摩擦副摩擦和温度特性的影响,试验在HDM20端面摩擦磨损试验机上进行,试验采用3种微米级的固体颗粒添加剂,即Al2O3、MoS2和石墨粉, 在线测量了温度的变化过程和摩擦系数;结果表明,较软的MoS2和石墨粉降低了温度,减小摩擦系数,较硬的Al2O3颗粒升高了温度,容易使摩擦副擦伤;颗粒加入量对温度和摩擦特性有明显影响,在该文研究工况下,1.5 μm的石墨粉质量分数控制在5%以内对润滑有一定改善作用,在1%时效果最好.选用1.5 μm、2.3 μm、4.0 μm、10 μm、15 μm、30 μm粒径的石墨颗粒进行了试验研究,发现从1.5 ～4.0 μm时,随着颗粒粒径的增大温度变高,摩擦系数变大,从4 ～30 μm时,随着颗粒粒径的增大温度变低,摩擦系数变小.     

土壤容重对红壤坡地降雨侵蚀和入渗的影响

通过室内坡面模拟降雨试验,在长200cm、宽30cm、坡度15°的径流小区上,雨强控制在80～85mm/h范围内,研究亚热带红壤土坡面5种不同容重(1.05、1.1、1.15、1.2、1.25g/cm3)产流形式和侵蚀产沙、产流强度的关系.结果表明:地表径流和壤中流是亚热带红壤的主要产流形式,在总降雨量中的比例随容重的不同而不同.5种容重的地表径流比例都达97%以上,壤中流仅占产流的一小部分.但是壤中流在一定程度上对降低土壤侵蚀增加降雨入渗起到一定作用;壤中流初始产流时间、产流强度先随容重变大而减慢、减小,后随容重增大而加快、增大;容重1.15g/cm3时,总产沙量与总溅蚀量是最小的.     

复合材料泡沫夹芯板低能量冲击响应试验研究

采用ASTM D7766/D7766M—15试验标准,对聚氨酯泡沫夹芯、T700/3234碳纤维增强树脂面板试验件采用落锤冲击,分析了不同冲击能量、不同泡沫芯材、不同冲头作用下复合材料泡沫夹芯板的冲击响应,发现其可以分为3种破坏模型.随冲击能量增大,最大冲击力增大,达到峰值的时间缩短,上面板损伤开始较早,结构损伤增大,泡沫夹芯板压缩量增大;密度较大的泡沫夹芯结构上面板产生的冲击力的峰值大、位移小、吸收能量多,下面板的变形减小,结构抵抗变形能力强,应变小;直径小的冲头穿透性强,上面板应变较小,下面板应变增大.     

O_2/CO_2气氛煤粉粒径对PM_(2.5)形成的影响

采用管式炉研究了煤粉粒径对可吸入颗粒物排放特性的影响.试验煤种为徐州烟煤,煤粉粒径分别为135～220 μm,91～135 μm,61～91 μm和0～61 μm;燃烧试验在1 123 K,O2/CO2气氛下进行.试验用荷电低压撞击器(ELPI)采集燃烧后的可吸入颗粒物.结果显示:煤粉粒径是燃烧过程中影响PM2.5 (2.5 μm以下颗粒物)生成的重要因素,粒径越小,生成的PM2.5越多;4种粒径煤粉燃烧后生成的PM2.5粒径分布都是相似的双峰分布,峰值点分别出现在0.2和2.5 μm左右.随着煤粉粒径的减小,S,Na和K几种元素的浓度值增加很大,Ca和Si的浓度值减少很多,而Fe的浓度值变化不大.粒径小于0.317 μm的颗粒可能通过气化-凝结机理形成,超微米颗粒则可能是通过亚微米颗粒凝聚、聚结和矿物质熔融、破碎、聚结形成.     

超细球形磷酸铝的制备

以硝酸铝和磷酸氢二铵为原料,尿素为均相沉淀剂,壬基酚聚氧乙烯(10)醚(OP-10)为分散剂,采用均相沉淀法制备了颗粒大小在0.12μm左右且粒径分布较窄的超细球形磷酸铝粉体.首先考察了OP-10对磷酸铝颗粒大小的影响,结果表明OP-10对磷酸铝颗粒大小有十分显著的调控作用.然后在OP-10浓度为1%的条件下,用正交试验进一步考察了反应物初始浓度、尿素与硝酸铝的物质的量之比、反应温度和反应时间等四个因素对磷酸铝粒度的影响.结果表明,在OP-10存在下,反应物Al(NO3)3初始浓度对磷酸铝颗粒大小也有较大的影响,随着Al(NO3)3初始浓度的增加,磷酸铝的粒径增大.在所考察的条件范围内,其他三个因素对磷酸铝颗粒大小影响不大.     

金泉寺滑坡破坏机理及冲击强度定量分析

为了对滑坡冲击强度进行定量预测,以勉县金泉寺滑坡为研究对象,基于颗粒流离散元方法,结合对滑坡岩土体细观参数的双轴试验标定,构建了滑坡数值模型,对滑坡的变形破坏机理及其动力学过程进行了分析,选用冲击距离、冲击速度、冲击力3个指标对滑坡的冲击强度大小进行了定量预测。研究结果表明:金泉寺滑坡坡脚和滑坡后缘首先发生变形,然后滑坡坡体中部的锁固段发生贯通,并最终表现为前拉后推的复合式破坏特征;滑坡最大冲击距离为23. 52 m,最大冲击速度为4. 10 m/s,单位宽度最大冲击力为205 kN。相关结论与利用已有研究方法分析所得结论较为一致,认为滑坡运动过程中滑体内部颗粒碰撞及摩擦耗能对滑坡冲击强度的影响不可忽略。研究方法及成果对堆积层滑坡动力学过程分析及其风险定量评估研究具有重要的参考意义。     

管道回填土粒径级配对土体侵蚀影响试验研究

为了深入探究排水管道回填土颗粒粒径与级配对土体侵蚀的影响，文章搭建长0.5 m、宽0.2 m、高0.7 m的排水管道沟槽试验模型，研究干燥状态下4种单一粒径均质砂层和3种不连续级配砂层的侵蚀敏感性。试验结果表明，对于均质砂层，随着颗粒粒径减小，依次出现直接阻塞、不完全侵蚀、完全侵蚀3种不同侵蚀类型，且不同侵蚀类型可以用临界孔口颗粒尺寸比来划分。通过对临界颗粒粒径砂层的50次重复试验，得出发生3种不同侵蚀类型的概率分别为0.38、0.26、0.36。对于不连续级配砂层，侵蚀量与细颗粒质量比呈正相关关系，和粗颗粒与细颗粒的粒径之比(反映粗颗粒粒径的作用)呈负相关关系。研究成果可为排水管道周围地面塌陷灾害防治及风险评估提供理论依据。     

氧化铝粉体粒径对摩擦盘成瓷的影响

氧化铝陶瓷摩擦盘的烧结成瓷过程及其产品的密度与其粉料粒度大小及辅料成分有很大的依赖关系,摩擦盘的密度及强度随着粉料粒度降低而上升.本文自行设计了一种利用球磨时间调节氧化铝粉料颗粒大小和粒径分布的试验方法,对氧化铝粉料进行了不同时间的球磨,烧结出两种氧化铝含量及粉料粒度不相同的摩擦盘.比较产品硬度和密度,结合电镜分析,结果表明,长时间的球磨不仅能降低氧化铝粉体颗粒的平均粒径,也使粒径分布更加集中.在平均粒径为1μm时烧结出的摩擦盘未得到理想密度,平均粒径为0.7μm时碍到很好的烧结效果.     

隔膜电沉积法制备片状氢氧化镁及其影响因素

以氯化镁为原料,采用隔膜电沉积法制备了片状氢氧化镁.考察了氯化镁浓度、反应温度、电流密度对氢氧化镁形貌及颗粒粒径的影响.采用SEM和激光粒度分布仪对产物氢氧化镁的形貌和颗粒粒径大小进行了表征.结果表明,该法获得的产物沉降快且易分离;电解质浓度增加,片状形貌更大且更厚,颗粒粒径变大;反应温度升高,导致片状形貌缺陷增大,团聚更严重,颗粒粒径先减小后增大;电流密度增强,造成片状特性变差,最终出现枝状形貌,颗粒粒径减小.对样品进行BET检测,发现合成样品中比表面积最大可达82.36 m2/g,对甲基紫的吸附量可达1 256 mg/g.     

随机波浪对浪溅区三维结构物冲击作用试验研究

通过物理模型试验研究了随机波浪对位于浪溅区三维结构物的冲击作用.试验波浪为单向随机波.试验中波浪分别从正向(波向角β＝0°)和斜向(β＝15°、30°、45°)入射,入射波波高H1/3=7.5～20 cm,谱峰周期Tp=0.75～2.0 s,模型相对净空s与入射波高H1/3之比为0～0.5.对不同试验组次试验数据的统计分析比较得出:正向波和斜向波作用于结构物底面的冲击压力特征值,中部大、周围小;波浪冲击压力等值线基本上垂直对称分布于波向线两侧;结构物所受波浪冲击力随入射波波高增大而增大,对应相对板宽的变化出现2个峰值,在相对净空s/H1/3为0.1和0.2时到达最大值.     

固相颗粒对低渗透砂岩油藏注水开发影响研究

注入水中的固相颗粒直接影响低渗透砂岩油藏的注入压力和储层伤害程度。研究了3 种注入水（所含固相颗
粒累积粒度分布达到90% 时所对应粒径分别为1.24,5.05,9.91µm）的注入性和对油相渗透率的伤害程度,并考察其
对采收率的影响。结果表明：渗透率小于1.000 mD 的岩芯,注入水中固相颗粒的累计粒度分布达到90%（D90）的粒径
大于1.00 µm 时,严重影响了其注入性;在渗透率大于1.000 mD 的岩芯中,3 种注入水均具有较好的注入性。随着固
相颗粒D90 粒径的增大,岩芯油相渗透率的伤害程度增大,水驱采收率降低;随着岩芯渗透率的增加,较大粒径的颗粒
堵塞岩芯中小孔隙的油流通道,降低了水驱波及能力。结合固相颗粒D90 粒径的渗透率伤害率图版,岩芯渗透率大于
10.000 mD 时,注入水中的颗粒D90 粒径可以适当放宽到5.00µm。     

不同栽培基质条件对4种行道树苗木根系生长的影响

【目的】通过模糊函数隶属法初步筛选出适合银杏(Ginkgo biloba)、香樟(Cinnamomum camphora)、悬铃木(Platanus acerifolia)和广玉兰(Magnolia grandiflora)4种行道树根系生长的栽培基质条件,改善上海市行道树生长状况,提高城市行道树生态服务功能。【方法】采用正交设计对影响银杏、香樟、悬铃木和广玉兰 4种行道树根系生长的3个因素(填充颗粒粒径、结构土比例及土壤湿度)在4种水平上进行优化试验。【结果】不同栽培基质条件对4种行道树苗木根系生物量积累及发育的影响均达到显著水平。对银杏和广玉兰苗木根系干质量和根长影响最大的为填充颗粒粒径,其中适合银杏的最佳填充颗粒粒径分别为5 cm和1 cm,广玉兰的为5 cm和5 cm; 对香樟根系生长影响最大的是填充颗粒粒径(最佳水平为3 cm)和土壤湿度(最佳水平为60%); 对悬铃木苗木根系生长影响最大的为结构土比例(最佳水平为60%)和填充颗粒粒径(最佳水平为5 cm)。对银杏、香樟和悬铃木苗木根系生长影响最大的为结构土比例,其最佳水平均为20%; 而对广玉兰苗木根系生长影响最大的是土壤填充颗粒粒径,最佳粒径为3 cm。【结论】处理8(填充颗粒粒径3 cm、结构土比例80%、土壤湿度50%)、处理11(填充颗粒粒径1 cm、结构土比例60%、土壤湿度80%)、处理8(填充颗粒粒径3 cm、结构土比例80%、土壤湿度50%)和处理6(填充颗粒粒径3 cm、结构土比例40%、土壤湿度80%)分别为银杏、香樟、黑铃木和广玉兰作为行道树在上海种植的适合基质条件。     

高地下水位粉砂土路基沉降数值模拟

当路基处于地下水水位较高的区域时,容易受到地下水的毛细上升侵蚀作用.黄泛区粉砂土毛细水对路基稳定性有重要的影响,为此采用GEO-STUDIO软件,对黄泛区毛细水作用下粉砂土路基的变形规律进行了数值模拟.结果表明,地下水位在地表下0.5².0m,填土高度为1m,2m,3m,4m,5m,6m时,路基中心点竖向位移分别为5.132.0m,填土高度为1m,2m,3m,4m,5m,6m时,路基中心点竖向位移分别为5.13⁵.63cm,7.475.63cm,7.47⁸.86cm,9.408.86cm,9.40¹0.07cm,11.6110.07cm,11.61¹2.26cm,13.9712.26cm,13.97¹5.10cm,16.8015.10cm,16.80¹8.03cm.填土高度为118.03cm.填土高度为1⁶m,地下水位由地下2.0m升高至0.5m时,路基中心竖向位移增量达5.6%6m,地下水位由地下2.0m升高至0.5m时,路基中心竖向位移增量达5.6%¹8.6%.水位上升引起的路基沉降增加效应明显.     

岩石结构对碎屑岩储层弹性参数影响的数值研究

结合岩石颗粒粒径分布,通过过程模拟法构建3维数字岩心,利用有限元方法研究了岩石颗粒尺寸比、颗粒大小以及颗粒分选性对岩石弹性特性的影响.结果表明岩石颗粒的大小、分选性均会对岩石的物性以及孔隙结构产生影响,引起岩石弹性模量和纵横波速度的变化.颗粒尺寸比对岩石弹性的影响是非线性的,随着大颗粒含量的增大,岩石体积模量先增大至最大值,然后再减小至趋于不变,随着颗粒尺寸比的变大,大颗粒含量对岩石弹性模量的影响增强.粒径对饱和水岩石弹性的影响弱于对干岩石的,并且粒径越小,岩石体积模量对孔隙流体的变化越敏感.随颗粒分选性变差,岩石体积模量和剪切模量及纵横波速度变大.     

高应力作用下不同颗粒特征的钙质砂压缩破碎特性

对南海不同岛礁处的钙质砂开展一系列终止压力为8MPa的高压固结试验，研究不同颗粒形貌及不同粒组的钙质砂的颗粒破碎演化规律。试验结果表明，两种钙质砂试样S₁和S₂的矿物组分基本相同，但不同的沉积环境造成了颗粒形状具有显著差异；以片状颗粒为主的钙质砂试样S₂的压缩性和颗粒破碎程度会显著高于以块状颗粒为主的钙质砂试样S₁，且颗粒相对破碎率B_r均随着颗粒粒径的增大而增大；对两种不同的钙质砂而言，相对破碎率B_r与压缩变形量之间呈良好的幂函数递增关系，表明颗粒破碎大小与压缩变形量密切相关。     

矿井综采工作面风速对喷雾粒径影响规律试验

为研究矿井综采工作面喷雾除尘时,矿井风速对喷雾粒径的影响规律,利用模拟巷道喷雾降尘实验系统,在5个不同矿井风速影响下对4个喷雾压力、4个不同孔径喷嘴、5个不同轴线距离的喷雾粒径进行试验研究.利用Origin对试验数据进行曲线绘制,并将曲线进行了趋势分析与原因分析.结果表明:测点位置为0.68 m时,随矿井风速的增大,喷雾粒径呈增大趋势,并得出最小粒径99.25μm与最大粒径214.7μm的试验条件;不同喷雾压力和喷嘴孔径在矿井风速影响下程度不同,并将影响曲线进行对比和排序;测点轴线距离越远,喷雾粒径越小,即D_aD_bD_c D_d D_e;测点位置为0.38,0.68,0.95 m处的喷雾粒径随矿井风速的增大而增加,测点位置为1.28,1.58 m时,喷雾粒径在矿井风速0.25～0.65 m/s呈增大趋势,在0.65～1.05 m/s时呈减小趋势.试验研究结果为矿井喷雾除尘时,对于喷雾压力、喷嘴孔径、矿井通风风速的大小选择以及喷嘴布置的合理性提供参考.     

颗粒粒径对粗粒土-混凝土接触面剪切特性影响试验研究

为研究颗粒粒径对粗粒土与混凝土结构接触面剪切力学特性的影响,进行3不同粒径范围(2.36~4.75mm、4.75~9.5mm、13.6~16mm)均匀粒径组粗粒土与两种不同混凝土接触面(光滑和粗糙)大型直剪试验,研究粗粒土粒径对接触面剪切强度的影响规律.试验结果表明:随粒径的增大接触面剪切应力-剪切位移曲线从剪切软化型逐渐向剪切硬化型发展.光滑接触面剪切强度随粗粒土平均粒径的增大几乎呈线性增大;而粗糙接触面剪切强度在平均粒径达到7.13mm后,其增大速率逐渐变小.相同法向应力下粗糙接触面剪切强度明显高于光滑接触面.摩尔库伦强度指标分析表明:粒径的增大显著提高了接触面的表观黏聚力;但对接触面内摩擦角的影响不明显.