沉积岩的孔隙分维与孔隙率的关系

本文在分形几何框架下,借助对几种规则分形结构的孔隙率和分维关系的讨论以及关于沉积岩孔隙分维测量结果的分析,得到了沉积岩的孔隙分维与孔隙率的关系。     

两种线分维及线分维与面分维间关系

分别用二次电子扫描线法和垂直抛面法对不同回火制度的３０ＳｉＭｎＣｒＮｉＭｏＢ钢的冲击断口表面的分维数进行了数量。通过研究发现：平行裂纹扩展方向的分维更适合于描述材料韧性的变化。     

铁尾矿砂混凝土立方体抗压强度与轴心抗压强度的关系

国内对于铁尾矿砂混凝土的研究越来越多,但铁尾矿砂混凝土的力学性能研究处于初始阶段.本试验利用铁尾矿砂完全取代天然砂,利用矿物掺合料等手段对铁矿尾砂混凝土配合比进行优化,研究铁尾矿砂混凝土的轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系,结果表明,其二者的比值在0.8 ～0.9之间.     

煤矸石保温混凝土抗压强度与弹性模量试验研究

煤矸石保温混凝土是以玻化微珠为保温骨料,煤矸石取代部分天然石子为粗骨料的一种结构自保温材料。为研究煤矸石掺量对煤矸石保温混凝土抗压强度、弹性模量的影响,以煤矸石掺量为变量,研究掺量分别为0、30%、50%、70%、100%时,煤矸石保温混凝土的抗压强度和弹性模量。试验结果表明:煤矸石保温混凝土的强度、弹性模量随着煤矸石掺量的增加而降低,当煤矸石掺量为100%时,与玻化微珠保温混凝土相比,抗压强度和弹性模量分别降低了38.28%、39.79%;不宜采用《混凝土结构设计规范》中的计算公式计算煤矸石保温混凝土的弹性模量,通过回归分析得出了煤矸石保温混凝土弹性模量的计算公式。     

颗粒床孔隙率与渗透率的关系

孔隙率和渗透率是土壤科学,能源动力工程,化学工程,土木工程以及环境工程研究中的基本物性参数。采用小流量和低压差实验研究了非固结颗粒床的渗透率和孔隙率关系。研究表明,给定颗粒介质的渗透率ｋ与孔隙率的关系是唯一确定的;流量和压差成正比的达西渗流定律和通常的层流流动规律表现出一致性,但发生在毛细多孔介质内的渗流流动并不同于常规的槽道流动。渗透率不是颗粒或流道几何尺度平方的函数。对粒度ｄ为１００～４５０μｍ,粒径比为１．２５∶１的窄筛分砂土的渗透率建议采用如下带单位的公式计算：ｋ／μｍ２＝１．７２×１０４（ｄ／ｍｍ）１．４６５４．６９。     

混凝土轴心抗压强度与高宽比关系的数值分析

混凝土作为重要的建筑材料已有百余年的历史,当前在土木工程领域中,更被为广泛应用。对于混凝土轴心抗压强度,已有前人通过试验,得到其存在的关系——即轴心抗压强度受到构件高宽比的影响很大,高宽比h/b=2～4时,其强度趋近于稳定。但在高宽比h/b=2～4范围之外,强度是如何变化,很少被工程界从事实践的人士所掌握。本文应用东北大学岩石破裂与失稳研究中心（CRISR）自主开发的RFPA2D系统软件,进行了混凝土轴心抗压破坏过程的数值分析,直观地显示了混凝土的受力过程和破坏过程,从而较好地阐明了混凝土轴心抗压强度与高宽比的关系。因此,明确混凝土轴心抗压强度在不同高宽比范围内如何变化,对于工程实践人士进一步研究混凝土的特性,以及合理开展工程设计、保护国家财产和人民安全的举措上有着重要意义。     

滑坡的分维与预测

研究了滑坡的时空分维特征及其变化规律．探索性地提出了“升维迭加性原理”．在研究滑坡实例的基础上，指出了分维与预测的关系．     

杨树树冠分维数与生长的相关关系

对用分维数表示的杨树冠层特征与生长量之间的关系进行研究。参试的28个杨树无性系4年生时的生长量存在显著的差异;用盒维数法表示的分维数(FD99)在无性系间也存在显著的差异,而用双表面积法估算的树冠分维数(FDa、FDv)在无性系问差异未达显著水平。相关分析表明：胸径与树高之间相关显著;而除用盒维数法表示的树冠分维数(FD99)与胸径生长相关达极显著水平外,其他情况树冠分维数与生长相关均未达显著性水平,表明并非叶面积越大生长量越大;树冠分维数与胸径生长相关明显大于与树高生长的相关。     

再生粗骨料对混凝土抗压强度影响的试验分析

利用废弃混凝土进行破碎制作再生粗骨料,通过改变再生粗骨料的含量来研究其对再生混凝土抗压强度的影响.试验设计了6种不同替代率、强度等级分别为C30和C40的再生混凝土试件共36个进行立方体抗压强度试验;在最小二乘法原理上进行对实验数据处理分析得到了不同替代率与相应抗压强度的函数关系.试验分析结果表明:当替代率在30％～4...     

分形多孔介质渗透率与孔隙度理论关系模型

基于多孔介质微观孔隙结构的分形特征、毛管模型和Poiseuille方程建立了计算分形多孔介质宏观物性参数渗透率与孔隙度的理论模型,给出了二者之间新的理论关系式.分形多孔介质宏观物性参数及其关系式是多孔介质微观孔隙结构分维数、分形系数和微观结构参数的函数,不包含任何经验或实验常数.定量分析了多孔介质微观孔隙结构分维数、分形系数和微观结构参数对分形多孔介质宏观物性参数及其关联式的影响.理论计算结果与实验结果存在较好的一致性,表明理论模型是有效的.     

贯入阻力与无侧限抗压强度的关系研究

通过某工程贯入阻力实验和室内抗压强度实验的分析对比,发现两者存在相关关系,本文分析现有数据,得到7d龄期静力触探贯入阻力预算桩身28d龄期的无侧限抗压强度的公式。对水泥搅拌桩质量的检验方法提供了可靠的基础。     

粉煤灰基矿物聚合材料的抗压强度和微观结构

以粉煤灰为硅铝原料,钠水玻璃为激发剂,在80℃下干燥养护6 h制备了矿物聚合材料。研究了钠水玻璃固相组成对试件抗压强度的影响,并通过X射线衍射、扫描电镜、27Al和29Si魔角自旋核磁共振方法分析了最优试件的物相组成、微观形貌和微观结构。结果表明,模数为1.5、Na2O掺量为10%(质量分数)的钠水玻璃激发粉煤灰制得的试件抗压强度约为18 MPa;SEM分析表明凝胶由纳米级颗粒组成,颗粒之间相互连接形成致密的空间网络;XRD和MAS-NMR分析表明矿物聚合材料具有一定的无定形状态,漫射峰对应的衍射角在25°～35°范围内,Al主要以四配位的AlQ4(4Si)结构单元存在,Si主要以Q4(2Al)和Q4(3Al)结构单元存在。     

Effect of aluminum oxide on the compressive strength of pellets

Analytical-reagent-grade Al₂O₃ was added to magnetite ore during the process of pelletizing, and the methods of mercury intrusion, scanning electron microscopy, and image processing were used to investigate the effect of Al₂O₃ on the compressive strength of the pellets. The results showed that, as the Al₂O₃ content increased, the compressive strength of the pellets increased slightly and then decreased gradually. When a small amount of Al₂O₃ was added to the pellets, the Al₂O₃ combined with fayalite (2FeO·SiO₂) and the aluminosilicate (2FeO·2Al₂O₃·5SiO₂) was generated, which releases some iron oxide and reduces the inhibition of fayalite to the solid phase of consolidation. When Al₂O₃ increased sequentially, high melting point of Al₂O₃ particles hinder the oxidation of Fe₃O₄ and the recrystallization of Fe2O3, making the internal porosity of the pellets increase, which leads to the decrease in compressive strength of the pellets.     

裂隙砂岩破坏过程中的能量耗散与破碎分形特征研究

对不同裂隙倾角的裂隙砂岩试件进行单轴压缩试验,分析了试件变形破裂过程中的应变能演化特征,基于分形理论定量描述了最终破坏后碎屑尺度分布的分形特征,初步探究了能量耗散与破碎分形维数之间的力学机制。研究结果表明：随着裂隙倾角增加,裂隙砂岩试件的抗压强度和耗散应变能均呈现出先减小后增大的变化规律;数据拟合结果表明两者之间存在正相关关系。试件破坏后的碎屑尺度分布具有分形特征,不同裂隙倾角试件的分形维数介于2.58～2.64;分形维数随裂隙倾角的变化规律与抗压强度类似,两者近似呈线性相关关系。此外,试件的抗压强度越高,破坏时释放的耗散应变能越多,试件破碎程度越严重,所产生的微、细粒碎屑占比增大,导致分形维数变大;数据拟合结果表明耗散应变能和分形维数之间具有线性正相关关系。     

鄂尔多斯盆地煤储层孔隙分形特征研究

在分析鄂尔多斯盆地煤储层压汞孔隙分布的基础上,定量计算了各煤样的分维数,并分析了煤的孔容分维数特征。研究结果表明,煤储层孔容分维数在3.0741-3.4371之间。随着分维数的增加,煤变程度和压汞效率减小。而储层孔隙率的增加,储层渗透率变大。提出孔隙分维数可作为煤层气储层渗透性评价的指标之一。     

早期受冻温度对负温混凝土微观结构与强度的影响

为降低负温给混凝土结构带来的内部损伤,采用压汞法测孔、扫描电镜微观形貌观察等实验手段,研究在不同温度早期受冻混凝土的孔径分布和微观结构及其抗压强度随龄期发展变化情况,探讨不同冻结温度下负温混凝土微观结构与宏观力学性能的关系。结果表明:早期养护温度越低,水泥石初始结构越疏松,<20 nm的凝胶孔含量明显降低,混凝土抗压强度较低;转入标准养护后,负温混凝土孔径趋于细化,抗压强度得以迅速增长,-5℃受冻的混凝土,转标准养护28 d后>200 nm孔含量几乎与标准养护28 d混凝土相当,抗压强度亦接近。但-10℃和-15℃受冻的两组混凝土中大孔含量仍略高于标准养护混凝土,抗压强度相对略低。     

分形在砂状氧化铝强度研究中的应用

应用分形理论研究了砂状氧化铝表面形貌和强度的关系. 采用扫描电镜分析了一系列种分、碳分氧化铝颗粒的形貌特征, 进行了分维数的计算和磨损指数的测定. 研究结果表明, 碳分氧化铝的磨损指数随分维数增大而增大;种分氧化铝磨损指数和分维数之间的关系必须结合形貌结构进行分析, 形貌结构类型相同的种分氧化铝的磨损指数随分维数增大而增大.     

聚合物对混凝土抗压强度的影响

通过试验,对掺加不同掺量聚乙酸乙烯酯(PVAC)的聚合物改性水泥混凝土的抗压强度进行了研究。试验结果表明,相对于普通混凝土,PVAC聚合物混凝土的抗压强度有较大提高,聚合物乳液存在一个最佳的掺量范围,此数值大致在10％左右。同时,还研究了养护龄期对聚合物混凝土抗压强度的影响。