赤泥加压下的流变特性实验研究

赤泥是铝土矿中提炼氧化铝的废弃物,但仍有回收利用价值,将赤泥通过高压管道输送到目的地,能够减少二次污染.研究压力对赤泥流变特性的影响是高压管道输送赤泥的重要理论基础.鉴于此,用PVS高温高压流变仪分别在常压、2 MPa、4 MPa压力下对60%的赤泥进行流变测量,实验结果表明赤泥的表观黏度、屈服应力值随压力的增大而减少.并根据拟合得到的流变方程,利用积分法推算出了不同压力下赤泥管道输送单位长度摩阻损失的一般表达式,为高压管道输送赤泥系统提供理论基础.     

泵送混凝土施工技术探讨

泵送混凝土是通过输送管道将混凝土拌合物压送一定距离至一定高度,为了保证混凝土能顺利泵送,要求混凝土具有良好的可泵性,而且泵送高度越大,对混凝土可泵性的要求也越高。本文对其基本施工特点进行了总结。     

不同粒径尾砂料浆塌落度和屈服应力关系

尾砂料浆的流变特性既是水砂充填管道输送设计的重要指标,也可为尾砂胶结料浆的流动特性评价提供参考。基于标准塌落筒试验和流变试验,获得了不同质量浓度下4种尾砂料浆的塌落度和剪切屈服应力。结果表明：在料浆塌落度变化较大的质量浓度区间内,粗、细粒径尾砂料浆的塌落度均随料浆质量浓度的增加而减小,但细粒径尾砂料浆塌落度减小速度更快;随着质量浓度的增加,细粒径尾砂料浆的剪切屈服应力呈指数形式增大,而粗粒径尾砂料浆的屈服应力的变化相对不显著。通过分析粗、细尾砂料浆的塌落度和流变试验结果,发现料浆塌落度与屈服应力之间呈指数关系。     

浅谈泵送砼施工应用中的注意事项

泵送混凝土是指混凝土从砼搅拌运输车或储料斗中卸人混凝土泵的料斗,利用泵的压力将混凝土沿管道直接水平或垂直输送到浇筑地点的工艺.它具有输送能力大(水平运输距离达800m,垂直运输距离达300m)、速度快、效率高、节省人力、能连续作业等特点.本论述主要介绍了砼原材料的选择,以及泵送砼的技术要求和泵送过程中的注意事项.     

剪切滑移裂缝中流体渗流的Lattice Boltzmann模拟研究

针对目前学界有关剪切滑移作用对裂缝中流体渗流研究较少的情况,分析现有研究方法的缺陷,改进现有的研究模型,以固定研究目标尺寸为基础,引入Lattice Boltzmann方法,研究流体在剪切滑移结构中的渗流,并考察非匹配性和接触面积对流体渗流的影响。结果表明:随机二维剖面线可拆分为V型、正弦和凹槽等基本单元体;在基本单元体、二维剖面线中,裂缝面的滑移造成渗流方向上开度分布的非均匀性,渗透率呈现数量级的减小;非匹配情况下的裂缝渗透率比匹配情况下的低,随滑移距离的增加,流体渗流能力均呈先下降后上升趋势;三维裂缝结构的渗透率随滑移距离的增加总体呈下降趋势,下降幅度比基本单元体和二维剖面线结构要低;裂缝面产生剪切滑移时,结构间的非匹配性造成流体渗流轨迹呈三维迂曲性;剪切滑移所造成的非匹配性及接触面积,均对渗流能力有负面作用,但非匹配性可以对裂缝结构起到一定的自支撑作用。     

高温后高强混凝土剪切裂缝与拉剪箍筋销栓作用

为研究高温后高强混凝土的剪切裂缝和拉剪箍筋销栓作用,浇筑了两种强度高强混凝土Z形试件.分别对试件进行了200,400,800°C的高温试验,通过高温后试件的直剪试验,研究了温度和混凝土强度对剪切裂缝的影响.基于弹性地基梁理论建立了箍筋销栓作用模型,结合实测的剪切裂缝宽度和裂缝滑移,计算得到高温后高强混凝土与箍筋之间的销栓剪应力.研究结果表明:除200°C以外,高强混凝土的裂缝峰值位移(裂缝峰值宽度和裂缝峰值滑移)随温度的升高而增大;无论经历多高的温度,混凝土的强度越高,裂缝峰值位移越小;箍筋的销栓剪切应力与裂缝滑移呈线性关系,销栓剪切刚度随温度的升高而降低,随混凝土强度的增大而增大;销栓剪切应力随温度的升高而增大,随混凝土强度增大而减小.     

膏体料浆管道输送压力损失的影响因素

为研究膏体料浆管道输送过程中的压力损失,本文建立了新型闭路环管试验测试平台,研究了管径、料浆流速、料浆中固相含量和物料粒径对膏体料浆管道输送压力损失的影响。流速对压力损失的影响分两个阶段：当流速小于黏性过渡流速时,压力损失随流速呈线性增加;当流速大于黏性过渡流速时,压力损失随着流速增加呈1~2次多项式增加,且增加速率远大于流速增加速率。压力损失随管径增大呈负幂指数减小,随料浆中固相质量分数的增加呈指数增加。在相同工况条件下,细粒级较粗粒级料浆管输压力损失更大,且黏性过渡流速较大,压力损失随流速增加相对缓慢。     

CFRP-混凝土黏结界面的剪切滑移性能

碳纤维增强复合材料(CFRP)广泛用于结构构件的加固和修复。为了进一步了解CFRP加固混凝土结构的力学特性,本文针对CFRP-混凝土黏结界面的剪切滑移性能,开展准静态拉伸-剪切试验研究,得到界面剪应力-位移曲线和CFRP应变分布以及CFRP-混凝土界面的剪切破坏形态;揭示了CFRP-混凝土界面剪切滑移破坏机理;建立了CFRP-混凝土界面精细化有限元分析模型。分析结果表明:在界面剪力作用下,加固试件会发生界面混凝土脆性剪切破坏,CFRP和环氧树脂黏结层则无明显损伤,界面剪切强度由混凝土抗剪强度控制;监测CFRP初始应变分布无法预测破坏面;即使设置非黏结区,混凝土试件端部仍然被拉下三角形块体,其大小受有效黏结区影响;在黏结区与非黏结区交界处,CFRP的应变随荷载呈线性增大;有效黏结长度为粘贴长度的51%;建立的数值计算模型也得到了试验结果的验证。     

湿喷混凝土圆管连续气力输送分析与计算探讨

本文对圆管连续气力输送湿喷混凝土的流动形态——停滞流进行了分析,给出了流动参数、压力损失、气源参数和压气机出口压力与输送距离的关系的计算公式,以供分析流动状态和选择计算的参考。     

基于有限元法的组合梁剪切连接件的优化布置

结合有限元思路,采用直接刚度法推导考虑界面滑移的钢-混凝土组合梁的单元刚度矩阵,从而建立了一维组合梁单元模型.采用自编有限元程序计算了在简支情况下的组合梁的滑移和挠度,与解析解进行对比验证,两种方法计算所得结果分布曲线重合,同时也发现界面滑移对挠度的影响不能忽视.在此基础上,根据组合梁界面剪力流的分布情况,且在不增加剪切连接件数量情况下,本文针对全长均匀布置剪切连接的方式提出了采用分段均匀布置方式的优化布置方法,通过对梁端部分与跨中部的剪切连接件按5∶5、6∶4、7∶3、8∶2的分配比率进行分析比较,确定7∶3的分配方式是最优的,且能达到有效减小界面滑移,增大组合作用,进而减小组合梁挠度的目的.     

含水超稠油管输流动特性实验研究

针对辽河油田超稠油的管道输送问题,基于流体力学理论,建立了合理的含水超稠油流变特性物理评价模型。在模拟实际生产条件下,利用所建物理模型对辽河油田杜229生产区块含水超稠油的流动特性进行了实验研究,分析了温度、含水率、流量对超稠油流变性的影响,确定了不同温度和含水率条件下含水超稠油的流变特征。结果表明,含水超稠油的流变模式呈假塑性流体特征。温度和含水率对含水超稠油的流动特性均有明显的影响,温度升高,视粘度下降。含水超稠油的表观粘度随含水率的变化存在一个使粘度发生反转的临界值,临界含水率在50%左右。随流量增加,含水超稠油的表观粘度呈降低趋势,同时流量影响管径选择和输送距离等管输参数。该研究结果为实现超稠油集输和管网合理设计提供了可靠的依据。     

气固两相栓塞流动的特性研究

在长距离气力试验台上,以压缩空气作为输送动力,分别对粉煤灰和水泥粉体进行输送试验,得出了气固两相流动特性参数的变化规律,分析输送过程的阻力特性.结果表明,随气体表观速度的增大,固体质量流率、固体速度及气固间滑移速度呈增长趋势,而压力损失呈下降趋势.考察了物料特性对两相流动特性及阻力特性的影响.利用力平衡原理建立了料栓平衡方程式,并结合试验数据得出了预测栓流运动阻力损失公式.     

铜尾矿流变特性与管道输送阻力计算

流变参数是管道输送系统设计的基础,采用RST-SST型软固体流变仪进行尾矿浆体流变特性试验,确定了不同固相质量分数下尾矿浆体的屈服应力、黏度系数.当浆体固相质量分数大于70%后,屈服应力会随着固相含量的增加而显著上升.对矿浆进行剪切变稀试验发现,屈服应力可下降40.9%.针对不同尾矿浆体开展标准坍落度试验,当固相质量分数小于74%时,尾矿浆具有良好的流动性及较大的坍落度.利用得到的尾矿浆体的流变特性参数,进行了临界流速、摩阻损失的计算,为尾矿管道输送系统设计提供参考.     

含水超稠油管输流动特性实验研究

针对辽河油田超稠油的管道输送问题，基于流体力学理论，建立了合理的含水超稠油流变特性物理评价模型。在模拟实际生产条件下，利用所建物理模型对辽河油田杜229生产区块含水超稠油的流动特性进行了实验研究，分析了温度、含水率、流量对超稠油流变性的影响，确定了不同温度和含水率条件下含水超稠油的流变特征。结果表明，含水超稠油的流变模式呈假塑性流体特征。温度和含水率对含水超稠油的流动特性均有明显的影响，温度升高，视粘度下降。含水超稠油的表观粘度随含水率的变化存在一个使粘度发生反转的临界值，临界含水率在50％左右。随流量增加，含水超稠油的表观粘度呈降低趋势，同时流量影响管径选择和输送距离等管输参数。该研究结果为实现超稠油集输和管网合理设计提供了可靠的依据。     

湿喷混凝土回弹率影响因素

为解决喷射混凝土回弹率过高的问题,根据碰撞能量守恒原理,对喷射混凝土回弹机理进行了分析,结合某隧道工程进行了具体的湿喷试验,针对湿喷角度、湿喷距离和速凝剂掺入质量分数三个影响因素对湿喷混凝土回弹率的影响进行了研究.结果表明:喷射混凝土施工中,应尽量保持喷射角大于70°,以获得良好的密实性和较低的回弹率;若喷射距离小,刚刚喷射的混凝土易被冲掉,喷射距离过大,混凝土又易脱落,喷射距离1 m左右时为最佳;速凝剂掺入质量分数过少时,混凝土凝结速度慢,易被冲掉,掺入质量分数过大,喷射面上的混凝土迅速凝结硬核,回弹率增加,掺入质量分数最佳为5%左右.     

自密实混凝土与老混凝土的粘结-滑移性能

以自密实混凝土(SCC)为新混凝土材料,设计了推出式剪切试验装置,进行了新老混凝土粘结面的单剪试验,研究了不同强度的自密实混凝土与老混凝土的粘结滑移关系;加载后测得沿粘结长度上新混凝土在粘结面处局部的应变,再结合应变与粘结应力的分布,可以得到新老混凝土局部的粘结滑移曲线。试验结果表明:粘结应力分布呈三段式曲线;在自由端处曲线斜率很小,而在加载端处应力与滑移都增长较快;通过回归分析,得到了局部粘结滑移的本构关系,可为工程设计提供参考。     

胶结层含石英砂的黏钢加固混凝土界面黏结滑移本构关系研究

分别以石英砂掺入量不同的结构胶为黏结剂,制备多组黏钢加固混凝土试件,通过对所制试件进行双面剪切试验,得到各组试件的破坏模式、界面承载力以及不同荷载水平下钢板表面的应变分布。针对试验结果展开理论分析,在考虑钢板、混凝土构件宽度比以及混凝土抗拉强度等因素的基础上,对Nakaba黏结滑移模型进行修正,获得更适用于胶结层含石英砂的钢板-混凝土界面黏结滑移本构关系分析模型。     

CO2泡沫压裂液两相流流动特性的试验研究

通过大型高参数泡沫压裂液试验回路首次详细研究了实际压裂条件下CO2泡沫压裂液的流变特性,得出了实际压裂条件下CO2泡沫压裂液流变参数的计算关联式,从而为低渗油气藏泡沫压裂技术的有效实施提供了试验依据.研究表明:在实际施工条件下,CO2泡沫压裂液具有剪切稀化性质,可用幂律模型来描述;其有效粘度随剪切速率、温度的增高而减小,随压力、泡沫质量的增大而增大;相对而言,温度和泡沫质量对流变参数的影响比压力的影响明显,在该试验范围内,温度和泡沫质量对流变参数的影响呈指数规律变化.     

湿喷混凝土的回弹机理试验研究

为解决湿喷混凝土回弹率较高的问题,从混凝土中粗骨料的回弹机理角度出发研究降低湿喷混凝土回弹率的措施。通过石子贯入砂浆层试验模拟湿喷混凝土中粗骨料贯入混凝土的过程,研究石子贯入砂浆深度与石子的初速度、质量的关系,并在现场进行湿喷试验验证降低回弹率的效果。由石子贯入试验得到砂浆层的回弹阻尼平均值和初始喷砂浆层的厚度。研究发现,石子贯入砂浆深度与石子的初速度、质量均呈正相关,在岩面初喷适当厚度砂浆层再喷射混凝土的措施可以降低回弹率。因此提出,当石子较小时,可适当增加风压机风压,以得到较快喷射速度;当石子较大时,可适当降低风压机风压,以得到较慢喷射速度的措施来降低回弹率。研究结果表明,从回弹机理角度出发,先喷射砂浆再喷射混凝土的方法或调整喷射速度的措施能降低湿喷混凝土回弹率。     

基于环管试验的粗骨料膏体管输阻力模型及优化

为探明粗骨料膏体的管输阻力特性,开展了关于粗骨料膏体输送特性的工业级环管输送试验,利用白金汉方程对环管数据拟合处理后获得膏体的实际流变参数,并建立了基于流动度测试的粗骨料膏体阻力方程.通过响应面分析法（RSM-BBD）对膏体输送行为进行分析,分别得到单因素和多因素耦合对阻力损失的影响规律,并优化了粗骨料膏体的管道输送参...