青海大学主持国家“863”计划科研项目简介

2003年青海大学获得国家高技术研究发展计划(“863”计划)资助项目3项。其中刘连新教授主持的《西部高海拔、高寒地区抗盐渍侵蚀建筑材料与技术研究》获资助经费70万元；由王潘劳副教授主持的《青藏高原严酷环境中高性能水泥基材料的研究与应用》获资助经费110万元；     

可持续桥梁设计、建造与维护

<正>中国幅员辽阔、区域环境复杂多样,东部沿海、高原高海拔、西部山区等地区将是中国新世纪交通基础设施建设的重要区域,然而恶劣气候环境和不良地质条件将会加剧结构和构件性能的退化,影响桥梁的使用安全与可持续性能,且施工与后期维护难度高。近年来,中国公路建设突飞猛进,但由于严酷的气候环境、特殊的地质条件以及复杂的地形地貌,多年冻土、高海拔、高寒等特殊环境以及崇山峻     

高寒高海拔条件下农业水利灌溉工程冬季混凝土保温措施研究

为解决高寒高海拔地区农业水利灌溉工程混凝土施工温度控制,保证工程施工质量,该文针对工程所处的高寒高海拔地区施工情况,分析了工程所在地气象条件,研究提出了高寒高海拔地区农业水利灌溉工程混凝土施工温度控制标准和保障措施。该研究对相似环境下工程施工提供借鉴。     

混凝土在卤水、淡水中的干湿循环腐蚀试验研究

经过优化组合、试验测试确定了青藏高原高性能混凝土和普通混凝土在淡水、卤水中进行干湿循环损伤规律。结果表明：研制的高性能混凝土（HPC）在淡水、卤水中干湿循环能力全部优于普通混凝土（OPC）,能满足青藏高原严酷环境的要求。     

纤维和引气剂对现代水泥基材料抗渗性的影响

研究了聚乙烯醇纤维(PVAF)、聚丙烯纤维(PPF)、玄武岩纤维(BF)和不同掺量引气剂对现代水泥基材料抗渗性的影响.通过抗渗试验和压汞试验(MIP)对水泥基材料的抗渗性和孔结构进行测试,分析了纤维和不同掺量引气剂掺入后水泥基材料孔结构的改变,孔结构的改变影响了水泥基材料的抗渗性.实验结果表明:掺入PVAF可以提高水泥基材料的抗渗性,而PPF和BF对水泥基材料的抗渗能力有负面效应;掺入适量引气剂后因孔结构的改善也会显著提高水泥基复合材料的抗渗能力.     

浅析高原高海拔高寒地区变电站工程建筑物钢结构的应用

随着近几年来藏区水电的外送,输变电工程穿梭在青藏高原的崇山峻岭当中,更多的变电站也坐落在高海拔高寒的地区。而高寒高海拔地区冬期、混凝土施工环境恶劣,施工难度大,施工技术要求高,为了避免混凝土工程质量通病,变电站主控通信楼、GIS室均采用了钢结构工程。通过川藏联网工程4个变电站的工程实践证明,在高寒地区采用钢结构施工技术,可以满足功能需要,避免传统工艺质量通病,有效的节约工期。     

岩溶地基改性注浆材料力学性能及其孔隙结构特征

为了制备高速铁路岩溶地基加固工程及高性能水泥基材料,研制一种改性高聚物即水泥基(HPC)注浆材料,对其与常规水泥浆液(Blank)、水泥-水玻璃(C-S)的力学性能及体积稳定性等进行室内试验对比分析;运用压汞测试技术(MIP)探究其硬化后浆体微观组构与宏观力学性能间的本质关联性。研究结果表明:在28 d龄期下,Blank,C-S和HPC试件单轴抗压强度与龄期为7 d的相比分别增大77%,20%和78%,体积损失率分别为18.3%,4.9%和1.2%;聚合物体系的协调效应减小了传统水泥基注浆材料体积失稳及因单掺速凝剂导致后期强度发展缓慢的缺陷;复合掺用多高聚物显著降低了硬化水泥浆体内部孔隙直径即孔径,使孔径分布趋于细化;在28 d龄期下,不同体系的HPC浆体抗压强度与材料内部孔隙率、阈值孔径均呈指数关系,与平均孔径呈线性负相关,揭示其孔隙结构分布特征可有效反映HPC浆体力学性能的变化规律,降低孔径有利于提升其力学性能。     

高性能水泥基陶粒吸音材料的研制

高性能水泥基陶粒吸音材料是以陶粒为轻骨料,水泥为胶凝材料,辅以纤维和减水剂等技术混合而成,它可实现强度、耐久、防腐、防火等多项功能,特别适合用于地铁、隧道等特殊环境。研究表明:取40%~30%粗陶粒(粒径6~8 mm)与60%~70%的细陶粒(粒径1~4 mm)技术拌合,再与水泥按6∶4的配合比,取水灰比为0.19,添加1.2%减水剂,0.3%纤维,可配置密度在1 200~1 400 kg/m3,28 d抗压强度≥8 MPa,28 d抗折强度≥2 MPa,抗冻级达F200,燃烧性能达A1级,降噪系数超过0.6的高性能吸声材料。     

严酷环境下混凝土服役性能演化的数理模型

考虑青藏高原严酷环境中影响混凝土耐久性的综合因素,选择函数形式,确定参数与混凝土材料使用寿命的关系,建立了一个能顾及多重因素,但形式简化的严酷环境下混凝土使用寿命的预测模型。     

高寒地区水泥稳定碎石抗压强度特性研究

青藏高原寒冷地区特殊的气候环境对水泥稳定碎石半刚性基层性能有较大影响。文章通过标准养生条件与低温养生条件下的水泥稳定碎石混合料抗压强度试验,分析了水泥用量、养生龄期、养生温度对混合料抗压强度和回弹模量的影响。结果表明:标准养生条件下,养生龄期对水泥稳定碎石的无侧限抗压强度和抗压回弹模量有明显影响;7d以前强度增长缓慢,7~28d增长幅度较大,28d后强度增长趋于稳定;养生温度对混合料的无侧限抗压强度与抗压回弹模量的影响较大,0~5℃时,水泥用量较大(5%)的混合料的强度形成较快,5~10℃时不同水泥用量的混合料强度均增长显著,温度高于10℃时3d龄期强度增长幅度大于7d龄期。因此,养生温度高于10℃、水泥用量大于4%时,可满足青藏高原寒冷地区水泥稳定碎石基层的强度要求。     

唐古特虎耳草叶绿体的线粒体超微结构的研究

通过对生长在青藏高原东北部高海拔地区的唐古特虎耳草叶绿体和线粒体超微结构的分析表明：叶绿体长度缩短,厚度增加,局部有损伤,基粒垛叠程度小,类囊体有肿胀现象。线粒体的形态由棒状变为球状,被膜不整齐,局部有损伤,嵴的数目少而且有肿胀现象。这些特征的出现,是与青藏高原强辐射,低气压,高寒的生态环境密切相关。     

唐古特虎耳草叶绿体和线粒体超微结构的研究

通过对生长在青藏高原东北部高海拔地区的唐古特虎耳草（Ｓａｘｉｆｒａｇａｔａｎｇｕｔｉｃａ）叶绿体和线粒体超微结构的分析表明：叶绿体长度缩短,厚度增加,局部有损伤,基粒垛叠程度小,类囊体有肿胀现象。线粒体的形态由棒状变为球状,被膜不整齐,局部有损伤,嵴的数目少而且有肿胀现象。这些特征的出现,是与青藏高原强辐射,低气压,高寒的生态环境密切相关。     

水泥基复合结构吸声材料的制备及表征

为提高道路、隧道用材料的吸声性能,降低交通噪声,以普通硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩为主要原料,制备出水泥基膨胀珍珠岩多孔材料,将其分别与金属穿孔板、活性炭纤维(ACF)非织造织物结合,利用组合位置、背后空腔深度、ACF非织造织物层数的变化组成不同复合结构的吸声材料,并对其吸声性能进行研究.结果表明:将金属穿孔板以及ACF非织造织物分别置于水泥基膨胀珍珠岩材料前方,增加ACF非织造织物层数,均可提高复合结构材料的吸声性能;而金属穿孔板/水泥基膨胀珍珠岩以及ACF/水泥基膨胀珍珠岩的背后空腔对复合结构材料的吸声性能均无明显影响.     

青海高寒地区农林学科本科素质教育方法探讨

为了探索研究高寒地区农林学科本科素质教育的方法和模式,依据青海高寒地区农林教育的特点,从青海大学农林系各专业几十年教学实践的积累和经验出发,总结提出了农林学科开展素质教育的实践与方法。     

ZLG50G高原型特种装载机

ZLG50G高原型特种装载机是一种适应于高海拔、高寒严酷环境，以铲装、运输松散物料为主的多用途工程机械，整机的动力、经济、热平衡性、低温起动、排放等性能与原零海拔水平相同。该项研究包括：机电一体化及人机工程新技术应用、20MPa高压液压系统等，保持整机高原使用功率基本不下降，解决了高原使用整机性能下降问题。研究中探讨了柴油机、     

硅灰预处理对高性能水泥基材料力学性能的影响及其机理

为制备高性能水泥基材料,研究了硅灰预处理对水泥基材料力学性能的影响,并分析了其机理.研究结果表明,通过对硅灰进行化学表面改性预处理,可改善掺加硅灰的高性能水泥基材料的力学性能,其抗压强度达200 MPa以上,抗折强度超过30 MPa.颗粒粒径分析、Aim和Goff模型计算结果表明,硅灰经过预处理后,拆散了硅灰的团聚体,改善了其在水泥基材料中的分散均匀性,增大了体系的填充率,提高了水泥基材料的密实度.SEM和XRD分析表明,对硅灰进行预处理,改善了水泥基材料中集料与水泥浆体界面过渡区的结构,从而提高了水泥基材料的强度.研究还表明,微纳米级硅灰颗粒具有极强的自团聚效应,改善硅灰的分散性是充分实现其优异的物理、化学特性的关键.     

水泥稳定碎石基床冻融劣化试验及模型研究

为研究季节性冻土地区高铁路基水泥稳定碎石基床长期冻融循环耐久性,将宏观试验与结构内部微元体的损伤发展相结合,建立了基于Morgan-Mers-Flodin(MMF)模型的高铁路基水泥稳定碎石基床冻融耐久性劣化模型,室内长期冻融循环试验以无侧限抗压强度和抗折强度作为评估水泥稳定碎石材料冻融耐久性的指标.研究结果表明:首先,无侧限抗压强度和抗折强度可表征水泥稳定碎石的冻融耐久性劣化规律;其次,以无侧限抗压强度损失率为控制指标,建立的冻融耐久性预测模型与室内试验保持一致;最后,水泥含量由3％增加至5％时,材料内部抗冻融损伤能力明显提高,建议高铁路基水泥稳定碎石基床水泥掺量为5％.研究结果以期为高铁路基水泥稳定碎石基床强度标准的制定,以及施工和安全运营提供理论支撑.     

利用水平外力总功研究PVA纤维增强水泥基复合材料韧性

为了研究对比PVA纤维、玻璃纤维、钢纤维水泥基复合材料和高强(钢纤维)混凝土的韧性,采用楔入劈拉法利用荷载与裂缝张口位移曲线(P-WCMOD)下包围的面积值并考虑夹具影响后水平外力做的总功作为评价指标进行对比.实验结果表明:水泥基体发生脆性断裂,从加载到试件破坏P-WCMOD曲线一直呈线性;高强(钢纤维)混凝土和钢纤维、玻璃纤维水泥基复合材料发生半脆性断裂,P-WCMOD曲线在峰值荷载附近有较小的非线性区;而在PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCCs)中观察到韧性断裂,在P-WCMOD曲线中出现明显的假应变硬化现象;脆性和半脆性材料的试件从起裂到破坏,预制缝端部仅出现一条裂缝,且最终沿这条裂缝贯通,对于PVA-FRCCs,预制缝端出现多条细小裂缝,并最终沿着主裂缝贯通.比较几种材料的水平外力总功值可知,PVA-FRCCs韧性最好,钢纤维混凝土次之,钢纤维水泥基复合材料稍差,玻璃纤维水泥基复合材料最差.     

低水泥用量超高性能混凝土力学性能及微结构试验

为降低超高性能混凝土中的水泥用量,研制绿色低碳的超高性能混凝土,采用石灰、硅灰、稻壳灰和高岭土以不同比例组合作为替代水泥材料,研究了其和易性、力学性能和微观结构.结果表明,替代水泥比例高达50%的超高性能混凝土试件,其力学性能与未替换水泥试件相当;同样化学组成的稻壳灰,其细度对超高性能混凝土试件的力学性能影响较大.通过试验结果计算出各种替代材料混掺的等效系数(k-value),给出了力学性能最优的低水泥用量超高性能混凝土的配合比例.     

电场作用下水泥基材料的MgSO_4侵蚀

已有研究表明电场能够加速水泥基材料硫酸盐侵蚀并可用于快速评价水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能,但以上研究均是针对电场作用下Na_2SO_4溶液的侵蚀,鲜有研究电场作用下MgSO_4溶液侵蚀行为.本文利用抗蚀系数反映电场对水泥基材料MgSO_4侵蚀程度影响,利用XRD和SEM/EDS分析电场作用下水泥基材料的MgSO_4侵蚀机理.研究表明:电场加速了水泥基材料MgSO_4侵蚀破坏;在电场作用下SO_4~(2-)离子从阴极进入试件内部,首先与Ca(OH)_2反应生成石膏,生成的石膏继续与C_3A的水化产物反应生成钙矾石,当C_3A的水化产物反应完毕,从外界进入的SO_4~(2-)离子继续与Ca(OH)_2反应生成石膏,其侵蚀产物以石膏为主,其次是钙矾石.