振动作用下散体内外摩擦特性的研究

振动在散体处理领域中得到了广泛应用。由于散体材料的复杂性,很难进行精确的理论分析和模型研究。本文通过新研制的振动直剪仪,对受振散体的应力-应变曲线,动、静抗剪强度,内、外摩擦角和内聚力等力学参数,以及振幅、振频、水份、颗粒尺寸对散体动特性的影响等方面进行了探讨。研究结果对于散体动力学的基础及散料处理的工程实际有重要意义。     

散体在振动场作用下的剪切力学模型

本文在大量动态直剪试验的基础上,建立了散体在振动场作用下剪切试验的几个力学模型.所建立的模型考虑了散体的粘性、弹性和塑性的综合影响,能较好地分析振动场中剪力盒及试料的运动规律,为振动出矿基础理论的研究开辟了一条新途径.     

筒仓-散体结构体系动力特性研究现状及发展趋势

为确保筒仓-散体结构体系的长期安全储备和运行,从散体参与地震响应的有效质量、散体与仓体的相互作用、地震作用下筒仓结构的力学特性三个方面系统地归纳总结了筒仓-散体结构体系的抗震研究发展历程和现状。并结合隔震减振技术在筒仓-散体结构体系的研究现状,指出进一步精确并系统确定地震作用下筒仓内部散体参与振动的有效质量应是今后研究的重点,建议加快推进筒仓-散体结构体系抗震减振研究,建立适用于筒仓-散体结构体系的隔震减振理论体系,并对其发展趋势和方向进行展望。     

POSS掺杂改性聚氨酯水性分散体乳液的研究

采用化学改性方法制备了一种POSS掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用投射电镜等多种测试手段对POSS掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行表征和研究.结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能(>90 d),POSS与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应.POSS的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力.     

基坑开挖变形的颗粒流数值模拟

采用基于散体介质特性建立的颗粒流细观力学数值方法,通过二次开发对重力式搅拌桩围护基坑的开挖过程和宏细观力学响应进行了研究.结合具体工程,基于相似理论建立了基坑的数值模型,通过双轴试验确定了土的细观力学参数,将土体细观结构特征和宏观力学响应联系起来,重点分析了开挖过程中基坑外土体沉降、基坑内土体隆起及围护桩水平位移等变化规律,模拟结果与实测结果具有较好的一致性,初步验证了用颗粒流方法模拟基坑开挖的可行性,也为从微细观角度研究围护结构和土相互作用机理提供了新的途径.     

牛岭水电站坝区工程地质条件评价

文章分析了皖南牛岭水电站坝区的工程地质条件.将坝区岩体按结构、物理力学性质分为:整块结构体、层状结构体、碎裂结构体、散体结构体.对坝区断裂构造展布特点及其力学性质,特别是构造岩的工程地质特征进行详细评述.在此基础上,结合工程布局,对存在的工程地质问题进行分析与评价.     

深锥浓密机搅拌刮泥耙扭矩力学模型

基于深锥浓密机内部不同高度、不同浓度尾砂对耙子运行的影响,对耙子进行受力分析,提出复杂结构耙子扭矩的计算模型.根据实际现象,将浓密机部物科分布划分为流体区和散体区两大区域,散体区内尾砂无流动性;运用浆体流变学原理和散体力学原理分别分析位于不同区域内耙子构件的受力状态,对不同的构件提出相应的扭矩模型,最终建立一种新的复杂结构耙子的扭矩力学模型.最后,利用该模型对现场深锥浓密机驱动参数进行验算.研究结果表明:最大扭矩为633.808 6 kN·m,超出停机保护额定值21.85％;小耙子产生的扭矩占耙子总扭矩的37.96％,贡献最大.这一结果从理论上解释了深锥浓密机压耙及压耙后无法重启的原因.     

基于孔隙介质模型的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法

复合地基沉降计算是地基加固处理及相关设计的重要依据.基于刚性基础下散体材料桩复合地基沉降变形的特点,从桩与土微观变形力学机理研究入手,考虑其孔隙性质并引入孔隙介质分析方法,分别建立了反映桩与土表观变形力学参数与其骨架实际变形力学参数之间关系的孔隙介质模型.在此基础上,考虑桩与土变形力学参数的非线性特征,引进分级加载的思想,分别建立了附加应力和初始地应力对桩与土变形力学参数的影响模型,进而,建立了一种改进的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法.通过工程实例分析并与现有方法计算结果进行对比,发现该方法不仅能反映桩和土变形力学参数随埋深和附加应力变化而变化的非线性特征,还能避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用,而且具有更高的计算精度,表明了该模型和方法的合理性与优越性.     

非均匀崩落矿岩散体流动的仿真模型

基于离散元思想,结合随机理论,以崩落矿岩散体为研究对象,建立了非均匀散体碰撞运动模型.该模型主要研究内容包括:模型假设条件、散体颗粒的随机生成、颗粒单元的稳定性分析、颗粒单元的初始移动、颗粒单元的碰撞过程以及颗粒单元运动的随机性等.根据所建立的非均匀散体碰撞运动模型,利用C#编程语言研发了二维放矿仿真系统.该系统包括参数输入、模型生成、仿真模拟和数据统计四个功能模块.设计了无底柱分段崩落法放矿模拟方案,所得结论与类似文献对比,基本相同,说明利用非均匀散体碰撞运动模型模拟散体流动是可行的.     

基于散体力学的垃圾压缩设备的力学分析

通过对散体力学的研究,利用弹塑性力学理论,假定垃圾压缩厢体内的垃圾是服从Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性介质,垃圾与厢体壁之间的摩擦属Coulomb摩擦接触问题.采用有限元方法研究了垃圾屈服对厢体壁静态压力的影响,并将实测结果与有限元结果进行对比分析,修正了有限元计算模型.在垃圾压缩设备结构分析的基础上,对其整机的构件尺寸截面形状进行改进设计,达到了降低整机最大应力、使材料得到合理利用以及降低整机总质量的目的.     

煤矿井底煤仓内散体颗粒三维结构分析

煤矿中井底煤仓装卸煤过程实际上为仓内散体物料对仓壁力学作用过程,其侧压力出现原因一直是研究的难点,确定合理的仓壁径向压力是研究的关键。以直立筒状井底煤仓为例,通过简化井底煤仓建立了仓内贮料卸载过程中散体颗粒形成的三维立体承载结构力学模型,从散体力学角度进行了理论分析,并结合PFC~(3D)数值模拟实验及三维物理相似模拟实验模拟了井底煤仓卸料过程。结果表明:仓壁承受的侧压力主要是仓内煤矸散体颗粒在流动过程中相互挤压形成类似"三维锥壳"承载结构引起的。随着井底煤仓卸煤,仓内散体贮料不断放出,该结构不断形成和失稳,导致"三维锥壳"结构的支承点作用于仓壁形成动载,并随时间推移呈现卸载超压现象。散体颗粒对仓壁作用力与内部所形成的承载结构及上部荷载有关,结构稳定性受仓内散体贮料颗粒的粒径影响最大,内摩擦角及黏聚力次之,与现场工程实际及三维物理模拟实验具有较好的一致性。     

矿岩散体流动参数物理模拟实验

结合崩落矿岩散体的力学特性,利用随机介质放矿理论,介绍了矿岩散体流动参数测定的物理模拟实验,测定了不受边界约束和端部放矿两种方式下的散体流动参数·研究了矿岩散体的流动形态(放出体形态)·认为采用低贫损开采模式,可有效地降低矿石损失贫化·工业试验表明,对于采用无底柱崩落法的矿山,利用模型实验,测定现场矿岩散体流动形态(参数),优化采场结构参数,可有效地降低矿石损失与贫化,提高矿山整体经济效益·     

刮板运输机的机理分析及优化设计

根据散体力学理论，分析研究了刮板运输机的运输机理，建立了以驱动功率为最小目标的数学模型，结合实例进行了优化设计。     

碎石桩内部的拱效应分析

基于颗粒介质堆中应力传递的试验研究，模拟碎石材料桩的压缩变形过程，分析了在轴向静力荷载作用下，碎石桩内部材料中的应力分布、位移形式、颗料介质微观变化对宏观力学响应的影响、桩周土对桩体材料的作用及桩体材料拱效应的影响范围，进而研究抑制拱效应、提高桩体承载力的问题．研究结果表明，利用微结构可以解释散体介质的许多特性，解释散体材料桩破坏的内在机理．     

有限宽度崩落矿岩散体侧压力分布规律

金属矿山崩落矿岩散体侧压力对支撑围岩和控制岩体移动具有不可忽视的作用.采用散体颗粒流侧向压力测试实验系统,以弓长岭铁矿崩落矿石为例,研究有限宽度散体崩落矿岩侧压力分布规律:散体静止侧压力随散体埋深的增加呈非线性增加趋势,并基于量纲和谐原理回归散体侧压力随埋深和角度的变化计算式;在无散体回填工况下,散体侧压力随散体放出量的增加而减小,增加散体放出范围,可加速散体侧压力下降速度;在散体回填工况条件下,以模型中间为界,随着散体放出,下部4个测点侧压力值降低,上部4个测点侧压力值升高.上盘侧散体侧压力总体受放矿流动的影响不明显,放矿开始后的突变量也要明显小于下盘侧压力,即在散体补充条件下,散体放出对散体侧压力的影响范围在高度和宽度上都是有限的.该成果对揭示散体承压机理,开发崩落矿岩散体在矿山工程中的应用具有指导意义.     

垃圾填埋场复杂松散多相介质相关力学机制研究

将垃圾填埋场中介质视为复杂松散多相介质 ,以多孔介质理论为基础 ,对垃圾填埋场垃圾散体的微环境、孔隙性和压缩性进行了阐述 ,重点分析了垃圾填埋场固结沉降的组成、渗虑液在垃圾散体中的流动和沉降产生机理 ,一定程度上揭示了垃圾填埋场宏观力学现象和介质微观特性之间的强关联机制。     

颗粒轮胎与颗粒地面模型

在对车辆地面力学中轮胎和地面模型研究的基础上,针对各种模型的局限性,运用散体单元法(DEM)理论,建立了轮胎与地面的系统力学模型,提出了颗粒轮胎与颗粒地面概念;对轮胎在选定地面上行驶时,表层土壤的应力分布进行了模拟分析计算,并将计算结果与相关文献的研究成果进行了比较分析。     

高炉无料钟炉顶布料轨迹的计算

本文简要说明无料钟炉顶布料轨迹的计算步骤,根据散体力学和理论力学的方法给出各个阶段的计算公式。     

匀强磁场中磁性散体的剪切摩擦力学特性初探

给出了磁性散体在匀强磁场中的动静剪切摩擦力学特性的试验方法和装置，并通过试验分析，得出磁性散体在磁场作用下的力学特性曲线可划分为弹性、弹塑性和滑摩三个阶段的结论，并用动态剪切力－位移滞回线估计了发热量及阻尼值，结果表明可用小功率电流控制阻尼的大小。     

侧限条件下充填散体与岩柱相互作用机理

为研究干式充填采矿中充填散体与围岩的相互作用,分析充填散体对矿柱力学性能的影响,利用自制的测试充填散体约束下岩样轴向压缩性能的试验装置模拟充填散体约束矿柱的作用过程,进行不同粒级散体约束下岩柱的压缩试验.结果表明:充填散体改善了岩柱的受力状态,并对岩柱提供被动侧向支撑作用,提高了岩柱轴向应力峰值和残余强度,改变了岩柱的破坏形式;散体与岩柱的相互作用强度随约束散体粒径增大呈先增后减的变化趋势;基于试验分析,建立了充填散体与矿柱相互作用过程中矿柱的承载模型,得到了充填散体变形模量与矿柱弹性模量的关系式.