硅灰改良钢渣-水泥土强度特性及固化机理研究

利用钢渣粉替换部分复合硅酸盐水泥从而改良海相软土,可将钢渣变废为宝并解决钢渣堆放所造成的环境污染问题,但钢渣粉活性低、凝结速度慢和早期强度低等缺点造成其在实际工程中应用不广泛。试验采用不同比例的硅灰改良钢渣粉固化海相软土;并与未掺入硅灰的海相软土进行比较。试验结果表明,掺入硅灰的试样无侧限抗压强度(UCS)有明显提高。当硅灰掺量在1.5%~2.5%之间时,强度变化最为灵敏,表明硅灰可有效改良钢渣-水泥软土力学特性。通过X射线衍射(XRD)测试发现不同硅灰掺量下,反应物的物相变化与无侧限抗压强度变化相吻合。通过扫描电镜(SEM)测试和能谱测试,分析了固化土的微结构特点。     

干湿循环作用下黄土力学特性研究

为了研究西安特殊黄土的强度特性,在不同含水率和不同增湿减湿作用下进行无侧限抗压强度试验和单轴压缩试验,借此观察西安特殊黄土的力学特性及强度变化规律。结果显示：西安地区特殊黄土,无论是其单轴压缩强度还是无侧限抗压强度均随着含水率的降低而逐渐增大,并且呈现出黄土的含水率越低其强度值就越大且强度值增加越来越快的现象,当黄土为干燥状态时其强度是达到最大;无论试样经历增湿减湿循环多少次,黄土的弹性模量随着含水率的降低在持续增大,并且呈现出随着含水率的降低其下降相同比例时弹性模量增大越明显的现象;无论经历增湿减湿循环多少次,泊松比随着含水率的降低逐渐减小,但与其他参数相比泊松比并没有明显的变化。     

复合材料层合厚板的冲击响应及分层损伤研究

复合材料层合结构是飞机的主要受力构件,研究其冲击响应及分层损伤非常重要。针对5 mm厚40层铺层的层合板分别进行15 J、30 J、45 J的落锤实验,研究低能量冲击的动力响应。然后进行超声C扫描检测获得各界面的分层损伤情况,以分析分层损伤在面内及厚度方向上的分布特性,并在此基础上研究损伤的形成机理,对分层的分布特性进行解释。据此,可对层合板界面分层损伤进行预测,使其得以在实际工程中评估剩余强度以保证构件安全,同时也将有助于层合板的结构优化设计。     

VOLVO PENTA柴油发电机组双层隔振降噪系统设计与验证

针对某钻井井场内的单层隔振的柴油发电机组振动噪声过大,提出双层隔振的方案来降低井场噪声与振动。首先对双层隔振系统进行数学建模分析,得出双层隔振比单层隔振具有更好的隔振降噪的效果。为验证双层隔振比单层隔振效果更好,对井场内柴油发电机组进行双层隔振的具体方案实施;并对施工完成后的双层隔振的发电机组进行噪声与振动的现场测试。测试结果表明,柴油发电机组采用双层隔振后,隔振效果比原有的单层隔振措施有一定的提高,噪声最大减小了13.5 dB(A)。研究结果表明VOLVO PENTA柴油发电机组采用双层隔振措施可以降低井场噪声与振动。     

冲击荷载下钙质砂侧限压缩及颗粒破碎试验研究

海洋动力环境中钙质砂受荷载时的压缩变形特性是工程建设考虑的重要因素。对1~2 mm粒径钙质砂在侧限条件下进行静荷加载、冲击加载、冲击后静荷加载试验,分析试样在三种加载方式下的e-P曲线,运用Hardin模型中的相对破碎率Br值对其颗粒破碎进行度量。试验结果表明:相同荷载幅值水平下,相对静荷加载,试样对冲击加载较为敏感,其压缩变形更加明显,颗粒级配变化更显著;冲击加载时,存在临界冲击次数N_(cr),此时试样孔隙比趋于稳定;且冲击荷载幅值越大,相应临界冲击次数N_(cr)值越大;同时发现冲击加载会影响试样压缩性,冲击加载时试样颗粒破碎程度越高,冲击加载后静荷加载时表现的压缩性越低,颗粒相对破碎率B_r值变化越小,试验结论对工程建设具有一定参考意义。     

含低速层层状介质中Rayleigh波频散曲线“交叉”点频率的计算

对于存在低速层的层状介质,其对应的Rayleigh波频散曲线形状会比较特殊,频散曲线会发生"交叉"现象。很多人在研究中发现此现象,并且对"交叉"点附近的一些性质进行了研究,但是对这一现象的认识仍然不充分。例如,还没有人研究对于频散曲线"交叉"点位置与层状介质参数有着怎样的关系。针对此问题,主要以含低速层的三层介质为基础,推导了Rayleigh波频散曲线"交叉"点频率的近似计算公式,并由此分析了"交叉"点频率与介质参数之间的关系,该公式也适用于部分更多层的模型。     

不同侧限条件下红黏土竖向压缩性能响应试验分析

以江西省南昌市典型红黏土为研究对象,通过控制侧限条件和试样含水率实施竖向压缩试验。系统研究了各侧限工况下红黏土强度和变形特征的响应规律。研究结果表明:无侧限、单面、邻面和对面侧限状态的应力-应力关系可划分为四个阶段:(1)压密和弹性变形阶段;(2)非线性强化阶段;(3)软化阶段;(4)稳态流变阶段。抗压强度、残余强度、峰值应变都随着初始含水率的增大呈非线性增加。而三面和四面侧限条件下红黏土抗压强度整体上试样的抗压强度随含水率的升高而降低。在竖向压缩下,裂纹扩展、贯通,形成宏观纵向裂缝,呈现出明显的劈裂破坏特征。含水率一定时,红黏土峰值强度在各侧限条件的大小关系是:单面侧限无侧限邻面侧限对面侧限三面侧限四面侧限。     

龙门山甘溪土桥子组灰岩-泥灰岩韵律层地球化学特征研究

龙门山甘溪土桥子组发育多套灰岩-泥灰岩韵律层,其地球化学特征对其形成时的古环境、古气候具有重要的指示意义。在对土桥子组最大海泛面之上沉积的一套灰岩-泥灰岩韵律层进行野外详细描述与系统采样的基础上,对其中的37对74层灰岩-泥灰岩韵律层的常量、微量元素进行分析测试与研究。通过古氧相U/Th、古盐度Sr/Ba、古水深Mn O、古气候Sr/Cu等分析,认为该灰岩-泥灰岩韵律层形成于炎热气候下的贫氧海相高水位体系域沉积环境。古气候和差异成岩作用是灰岩-泥灰岩韵律层的主要成因,其中在较大的宏观尺度上古气候的韵律和波动控制着韵律层的古环境和地球化学特征,而在较小的微观尺度上差异成岩作用进一步控制和影响着韵律层地球化学特征的分异性和韵律性。     

正渗透膜生物反应器滤饼层性质研究

正渗透膜生物反应器(OMBR)作为一种新兴的技术,有很好的应用前景,但是关于其膜污染的研究尚且不多。该文章研究了在OMBR运行过程中膜表面所形成滤饼层的性质。结果显示,在OMBR运行初期,大粒径颗粒先沉积在膜表面,随着运行,生物反应器内的颗粒变小,小的颗粒沉积在膜表面。滤饼层韧性比较强,很容易将其从膜表面冲刷下来。扫描电镜显示滤饼层与正渗透膜接触一侧很光滑,冲洗后的膜只有少量污染物残留。这是由于正渗透膜表面粗糙度小,孔隙小,污染物很难进入膜孔中,滤饼层与膜之间连接不紧密。滤饼层中51%重量组分的物质是有机物,其余是无机污染物。通过红外测定,主要的有机污染物是多糖和蛋白质,是生物聚合物的主要成分。通过能量散射X射线分析仪(EDX)显示主要无机元素是Si, Ca, Mg, Al和Fe。综上,正渗透膜生物反应器产生的膜污染易清洗,要减少其膜污染需要控制生物聚合物和无机污染物的量。     

质子交换膜燃料电池中微纳输运过程的数值研究进展

质子交换膜燃料电池是氢能利用的典型装置.在燃料电池的多尺度空间内发生着复杂的相变多相流、传热传质、电子质子传导、电化学反应等物理化学过程.上述过程对电池的性能、寿命及成本影响显著.近年来,随着先进实验手段、数值方法和计算资源的不断发展,研究者基于微纳米尺度研究燃料电池中发生的复杂多场耦合输运过程,不断发现新的微纳输运过程特征及耦合机制.本文回顾了近年来针对燃料电池关键组件(包括催化层、气体扩散层和气体通道)中发生的多场耦合输运过程的微纳尺度数值仿真工作.针对催化层,主要介绍了孔尺度数值仿真在预测有效传输系数、揭示传质阻力机理、查明微纳结构对反应输运过程影响方面的进展.针对扩散层,重点介绍了孔尺度仿真在研究扩散层气液两相流动及查明结构和润湿特性对液态水运动和分布影响的工作,还讨论了气体扩散层薄层多孔介质输运特性及典型代表单元是否成立.针对气体通道,着重介绍了通道中液态水运动及其对传质反应的影响.此外,还讨论了各组件跨尺度界面行为特性.最后,对采用微纳尺度数值方法研究燃料电池内多场耦合输运过程进行了总结和展望.