基于毛细孔张力理论的混凝土干缩模型

以毛细孔张力理论为基础,采用ANSYS有限元软件建立了混凝土内单个毛细孔的数值分析模型,对混凝土的干缩应变和干缩应力进行了模拟计算.假定混凝土内液体表面张力为定值,凹液面主曲率半径依次下降为不同值,利用ANSYS有限元软件计算毛细孔相应的径向收缩位移,据此计算单个毛细孔的体积干缩应变及相应混凝土的体积干缩应变.其次,计算当凹液面主曲率半径下降幅度不变,而使毛细孔隙内液体表面张力依次降低,利用同样的方法计算相应的单个毛细孔的体积干缩应变及相应混凝土的体积干缩应变.根据上述计算结果,分别绘制混凝土的体积干缩应变随混凝土毛细孔隙内凹液面主曲率半径及液体表面张力的变化曲线,从而近似地找出了混凝土干缩应变与毛细孔内液体表面张力、凹液面主曲率半径之间的关系.从微观角度建立了混凝土干缩应变的估算模型.     

昆明呈贡石灰岩及玄武岩上覆红黏土干缩裂隙对比试验研究

为了对比昆明2种不同红黏土的干缩裂隙性,通过室内干燥试验,研究昆明呈贡石灰岩及玄武岩上覆红黏土饱和泥浆样的水分蒸发、干缩裂隙的形成和演化、表面干缩裂隙结构形态。结果表明：石灰岩上覆红黏土(S1)及玄武岩上覆红黏土(S2)的蒸发曲线分为4个阶段,干缩裂隙的形成和演化分为5个阶段;S1的最大蒸发速率、常速率阶段的平均蒸发速率比S2的大,S1的常速率阶段、干燥完成时间比S2的短,减速率阶段比S2长,S1的最终含水率比S2的小;S2的开裂速度快,更容易开裂,但S2的表面裂隙率比S1的小;S1的裂隙条数、裂隙总长度、裂隙平均长度、裂隙平均宽度、土块数比S2的大,S1的土块平均面积、土块最大面积和平均干缩厚度比S2的小。结果表明,2种红黏土的干缩开裂过程有相似之处,但石灰岩上覆红黏土干缩裂隙的发育程度比玄武岩上覆红黏土显著,后者的裂隙形态比前者复杂。     

基于孔结构模型的混凝土干缩变形理论分析

根据混凝土多孔材料的特性,基于孔结构模型的假设,依据毛细管张力理论,初步完成了混凝土早龄期干缩变形的理论分析,并综合考虑了水灰比、环境和养护等多方面因素的影响。同时,采用三维有限元和有限差分的方法,基于混凝土内部湿度场分布的计算,建立了相关的计算模型,并通过与其他学者的实验结果的对比分析,来验证该模型的正确性。     

纳米混凝土的制备及其干缩性能研究

采用试验研究与理论分析相结合的方法,在普通混凝土中分别掺入不同量的纳米二氧化硅(Nano-SiO_2)和纳米碳酸钙(Nano-CaCO_3),制备出新型纳米混凝土.通过微观电镜试验分析了不同纳米材料对混凝土内部结构变化的影响规律.通过干缩性能试验对比研究了不同纳米材料对混凝土干缩率的影响及作用机理,并确定出最佳掺入量.研究结果表明:Nano-SiO_2和Nano-CaCO_3均能改变混凝土的干缩率,但对干缩率改变的效果不尽相同;掺入Nano-SiO_2的混凝土试件,其干缩率随掺量的变化比掺入Nano-CaCO_3试件的干缩率变化更为明显,当Nano-SiO_2的掺量为0.5%或Nano-CaCO_3的掺量为2.0%时,混凝土试件的干缩率最小.研究还发现,混凝土的干缩与混凝土自身密实程度、弯月面产生的数量以及内部湿度存在着动态平衡的关系.     

一个考虑浅层地下水位埋深的降雨物理入渗模型

基于经典Green-Ampt入渗模型,建立了考虑任意降雨强度下浅层地下水位埋深的降雨物理入渗模型.针对4种不同渗透性质的土样,将此模型的解析解与数值模拟结果进行对比分析,结果表明:所建的降雨入渗物理模型及其数值解的最大积水时差仅为0.274 h,最大相对累积入渗量误差仅为3.204%,验证了该修正模型的合理性.同时以砂质壤土为例,利用该模型分析不同地下水位埋深对降雨入渗的影响.分析表明:雨水入渗速率、累积入渗量以及积水时间受地下水位埋深的影响较小,而湿润锋深度随着降雨历时的增加受其影响逐渐明显.     

水泥混凝土的干缩研究

干缩对混凝土结构的耐久性有着十分重要的影响.干缩为硬化水泥浆体中水分的损失,如蒸发、干燥等过程引起的体积缩小变形.本文主要研究水泥混凝土的干缩机理.     

裂隙膨胀土渗流中裂隙模型建立方法研究

考虑裂隙对膨胀土渗透性的影响建立膨胀土裂隙模型,对于研究因降雨而形成的浅层滑坡灾害具有十分重要的意义。裂隙模型既要考虑符合现实情况也要考虑实施的可能性,为此提出一种结合现场裂隙图片、土体含水率和室内实验成果建立裂隙模型的方法。这种方法从达西定律出发建立了裂隙介质渗流的数学模型,基于裂隙膨胀土降雨实验对裂隙膨胀土降雨入渗过程进行简化,最后根据室内脱湿实验数据结果进行数值曲线拟合建立裂隙模型。将模型应用于Geostudio软件中,发现降雨入渗在裂隙膨胀土中的深度远大于无裂隙的情况,裂隙的存在对渗流场的影响主要表现为增大土体入渗边界,扩大降雨入渗的范围以及提高土体地表的入渗率。     

间歇性强降雨下基于Green-Ampt入 渗模型的边坡稳定性分析

研究了间歇性强降雨作用下边坡稳定性.间歇性强降雨下湿润锋以上土体将会经受干湿循环作用,考虑干湿循环对边坡土体渗透特性及土水特性的影响,改进了传统GreenAmpt入渗(GA)模型;考虑干湿循环对土体强度的劣化作用,建立间歇性强降雨下边坡稳定性表达式.对于不考虑间歇性强降雨作用的边坡,改进GA模型可简化为传统GA模型,说明传统GA模型是改进GA模型的一个特例;利用改进GA模型和稳定性评价方法得到的结果与工程实际情况基本吻合,证明了该方法的可靠性;根据降雨入渗速率的变化特征,降雨过程可分为稳定阶段、持减阶段和突变阶段等3个阶段;传统GA模型与改进GA模型相比在失稳深度和时间上有较大延缓;仅改进稳定评价方法的传统GA模型与改进GA模型相比在失稳深度上一致,在失稳时间上有延缓.     

矿物掺合料对水泥砂浆干缩性能影响的研究

在保持砂浆中单位体积用水量和骨料用量相同的情况下,分别研究粉煤灰（细度为720m^2／kg）、矿渣粉（细度368m^2／kg）、硅粉（细度为16200m^2／kg）等体积取代水泥对砂浆干缩性能影响的规律．结果表明：用粉煤灰取代水泥使砂浆干缩率下降,且取代量变化对干缩的影响不大;用矿渣取代水泥使砂浆干缩率略有增加,且取代量变化对干缩影响不大;用硅灰取代水泥使得砂浆干缩率增加,而且随着取代量增加,干缩率增加。     

掺钢渣二灰碎石的干缩性能

为了解决二灰碎石半刚性基层材料在道路运营阶段易出现干缩和温缩而产生裂缝的现象，利用钢渣具有和天然石料一样的强度以及微膨胀性的特点，用钢渣取代部分粉煤灰。研究了掺钢渣后的二灰碎石干燥收缩的变化情况。结果表明：当钢渣掺量适宜时（m钢渣：m粉煤灰=1：2），二灰碎石的干缩性能能得到较好的改善。     

考虑车辆随机行为的交通流动力学模型

从研究微观个体车辆行为出发，考虑两种不同的具有不确定性的加速机制，提出了随机跟弛模型；在随机跟弛模型的基础上，得到了描述交通流宏观行为的连续性动力学方程，该方程是各项异性的，可以避免Daganzo提出的问题，对动力学方程的稳定性分析，得到稳定性判据。     

考虑多段流动耦合的鱼骨刺井产能评价模型

根据实际油藏中鱼骨刺井井眼轨迹的三维空间展布特征,建立上下封闭边界油藏中鱼骨刺井生产段油藏渗流数学模型,考虑主井眼与分支井眼完井方式和井筒内流动损失,形成主井眼生产段井简内变质量管流、主井眼生产段近井油藏渗流、分支井眼生产段井筒内变质量管流和分支井眼生产段近井油藏渗流耦合作用的鱼骨刺井产能评价模型,并进行应用分析.结果表明:鱼骨刺井生产时,主井眼生产段沿程压降呈非线性增加,分支井眼与主井眼生产段交汇处存在压降突变点;主井眼与分支并眼生产段的势相互干扰,主井眼生产段径向流量分布呈两端高、中间低、交汇点处减小的特征,而分支井眼沿程径向流量呈跟端低、中间逐渐增大、指端高的特点.     

基于车辆跟驰理论的交通流动力学模型与数值仿真

为改进交通流模拟,提出了微观与宏观统一的交通流动力学模型.从微观的车辆跟驰模型出发,假设路段单元体中的车流为整体,且单元体的运动遵守拉格朗日坐标系下的车辆跟驰运动模型,那么该模型在变换为欧拉坐标后,与流量方程结合,推导出宏观的交通流动力学模型.模型分析和数值仿真表明该模型能够良好地模拟交通流的堵塞和疏导等现象.     

强降雨条件下浅层滑坡稳定性分析模型改进

浅层滑坡灾害在我国较为常见,尤其是降雨充沛地区,每年都会造成严重的损失。为研究强降雨入渗作用对浅层滑坡稳定性的影响,在前人对Green-Ampt(GA)入渗模型研究的基础上,结合浅层滑坡深度与长度之比比较小的特性,简化了入渗深度与降雨时长的函数关系式。在进行浅层滑坡稳定性评价时,考虑了渗流力和基质吸力,采用了极限平衡思想和微元思想,同时分析了滑带面处和湿润锋面处的稳定性系数,结合改进的入渗模型,给出了适用于滑带面不平行于坡面的滑坡的安全系数与降雨持续时间的函数关系式,并通过数值模拟方法验证了模型的适用性。最后利用改进模型对小湾3号B3滑坡进行分析,并通过与传统方法的对比展现了强降雨条件下浅层滑坡稳定性分析改进模型的优越性和更强的适用性。     

A new dynamics model for traffic flow

As a study method of traffic flow, dynamics models were developed and applied in the last few decades. However, there exist some flaws in most existing models. In this note, a new dynamics model is proposed by using car-following theory and the usual connection method of micro-macro variables, which can overcome some ubiquitous problems in the existing models. Numerical results show that the new model can very well simulate traffic flow conditions, such as congestion, evacuation of congestion, stop-and-go phenomena and phantom jam.     

黏滞性对LNAPL 在非饱和多孔介质中优先流影响的试验研究

为探究轻非水相液体(LNAPL)在非饱和带通过裂隙快速通道产生的优先流对地下含水层造成污染的影响,选取大豆油和0号柴油2种不同黏滞性的LNAPL,通过室内试验,研究不同黏滞性的LNAPL在通过非饱和多孔介质中单裂隙快速通道产生的优先流迁移规律。试验结果表明:黏滞性小的LNAPL通过裂隙产生的优先流的运移速度快;LNAPL进入地下水毛细带后受毛细水的顶托力作用,垂向迁移速率减缓,横向扩散速度增大,LNAPL优先流锋面形态逐渐变缓;优先流不仅能通过裂隙非均质条件产生,而且可以在基质中以指流的形式存在,黏滞性大的LNAPL更容易产生多个狭长形的指流。     

一种并发Java程序控制流模型

研究了并发Java程序控制流模型的建模问题.通过深入分析并发Java程序设计语言的语义以及带抑止弧Petri网的建模能力,提出了一种并发Java程序控制流模型--CJCFM,并给出了从并发Java程序构造该模型的方法.CJCFM以带抑止弧Petri网为基础,简单直观,可模拟程序实际运行过程,对并发程序的理解、分析和测试有很大帮助.通过对现有开源Petri网实验平台PIPE的功能进行扩展,可在该平台中直接构造并执行CJCFM.借助成熟的Petri网理论与算法,可验证CJCFM的各种性质,从而达到对源程序进行分析的目的.实验表明:CJCFM能有效协助理解、分析和测试并发Java程序.     

混合花岗岩加载细观力学特性及破裂演化规律

根据室内试验获得的岩石宏观物理力学参数及岩样切片扫描图,基于颗粒流理论和PFC程序建立混合花岗岩颗粒细观几何模型,标定模型材料细观力学参数,采用Fish语言编制加载命令流并调整相应函数,对岩石单轴和三轴压缩试验进行模拟.通过对试验与模拟应力-应变曲线、AE声发射与PFC程序中“Crack”裂纹监测成果等的综合比较研究,获得荷载作用下杏山铁矿-45 m水平混合花岗岩细观力学特性、微破裂行为以及岩石微裂隙发展与宏观破裂演化规律.通过对混合花岗岩单轴和不同围压下三轴压缩PFC模拟曲线与室内试验结果的比较可知,PFC模拟能准确地表征荷载下岩石颗粒的细观力学特性和运动学行为.     

考虑压裂液流体特征的井筒多相流模型建立

针对页岩气井流体与常规气井流体的差异,基于页岩气井流体特征实验,对压裂液黏度、密度及表面张力与温度的变化关系进行研究。依据实验结果进行拟合得到返排液各物性的相关式,对常用压降模型及井筒温度预测模型进行修正并联立得到页岩气井筒温度压力耦合模型。利用F页岩气田气井真实数据进行实例计算,分析表明修正后的Gray模型精确度最高,验证了新温度压力耦合模型的科学性与合理性。