复合地基中无粘性桩周土颗粒位移形式

基于无序颗粒堆中应力传递的试验研究,用扩散过程理论微观分析挤密桩的桩周土颗粒介质在径向挤压力的作用下,塑性区内土体静力结构的应力分布、土颗粒的位移形式及其扩散规律,并用概率模型定性地描述了无粘性土复合地基的挤密过程中土颗粒的位移,得到了在r≤d2、d2≤r≤rs、r≥rs3 个不同范围内,土颗粒径向位移的概率分布模型.     

颗粒表面电化学反应电荷传递模型及其浮选意义

分析了硫化矿物浮选分离体系中矿物颗粒表面反应电荷传递方式;对于不同的硫化矿物浮选体系,提出硫化矿物浮选过程中颗粒表面电化学反应电荷传递的3种模型:颗粒自身电荷传递模型;颗粒/液相介质电荷传递模型;颗粒/电极碰撞接触电荷传递模型.通过模型分析,讨论颗粒表面电化学反应电荷传递模型应用于不同硫化矿浮选工艺过程的浮选意义.研究结果表明:硫化矿物表面发生电化学反应时,反应电荷的传递与矿物性质、矿物表面特征、矿浆液相介质性质以及电位控制方式有关;所建立的模型对硫化矿物浮选电化学过程电位调控和复杂硫化矿物之间的浮选分离具有指导意义.     

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．     

筒装颗粒介质中桩体的抗拔摩擦力

通过分析颗粒介质中应力链网状结构的形成过程与传力特性,在Janssen模型的基础上给出了计算筒装颗粒介质中桩体抗拔摩擦力的理论公式.该公式能够反映出桩体侧面所受颗粒介质的摩擦力随深度增大逐渐趋于一极限饱和值,这一现象属于经典的颗粒介质"谷仓效应"范畴.由该公式给出的简装颗粒介质中桩体的抗拔摩擦力随相对桩径(桩径与筒的内径之比)及桩体埋深的变化规律,与实验数据定性符合.     

层状横观各向同性介质轴对称动力传递特性

应用Hankel变换,求解了横观各向同性弹性介质的轴对称动力方程,在此基础上建立了位移和应力传递矩阵,借助传递矩阵,把介质边界上的位移和应力与介质内部的位移和应力联系起来,给出了各向同性弹性介质单层元的动力刚度矩阵。     

求解弹性饱和多孔介质半空间非轴对称动力问题的传递矩阵法

应用Fourier展开和Hankel变换 ,求解了弹性饱和多孔介质非轴对称Biot波动方程 ,得到半空间问题的一般解 .引入了位移分量和应力分量组合量 ,建立了这些组合量Hankel变换之间的关系 .用传递矩阵方法处理了弹性饱和多孔介质半空间非轴对称动力问题 ,把边界上的应力和位移与介质内的应力和位移用传递矩阵联系起来 ,这种处理方法特别适用于数值分析 .     

循环扭转剪切下圆筒内硬球颗粒的致密化行为

基于圆筒内硬球颗粒的致密化过程涉及应力传递与堆积结构的耦合作用,是颗粒介质研究中的一个难点问题,为此,采用MTS 858 Mini Bionix II型力学性能测试仪,通过改变压力、颗粒粒径、剪切速率等参数,对循环扭转剪切作用下的致密化行为进行实验研究。研究结果表明:颗粒介质致密化过程表现为快速致密和缓慢致密2个阶段,体积分数的演化过程满足双指数项关联函数,即φ(t)=φ0+A1(1-exp (-t/t1))+A2(1-exp (-t/t2))(其中,φ0为系统初始体积分数,A1和A2为拟合系数,t1和t2分别为快速和缓慢致密过程的特征时间);系统经历快速堵塞过程后,进入颗粒缓慢重排过程;在循环剪切过程中,颗粒体积分数的涨幅Δφ在体积分数达到0.604时发生由降转升的转变;增大压力、粒径与圆筒直径之比(d/D)以及剪切速率均有利于提高致密化程度,循环扭转剪切作用比纯剪切和垂直振动作用的致密化效率更高。     

冰晶颗粒的浮升融化过程

为了更好地理解相变浆体的流动与热质传递过程,对冰晶颗粒在水中的浮升融化过程进行了数值计算研究.计算模型考虑了多种作用力下冰晶颗粒的自由浮升过程,并通过焓-多孔介质法对颗粒浮升中伴随的融化过程进行了描述.利用该模型研究了流体与颗粒的换热温差以及颗粒内部过冷对其非均匀浮升融化过程的影响,获得了颗粒浮升融化过程中的形态变化以及涉及到的流动与传热特性.计算结果表明,冰晶颗粒内部的过冷度对颗粒的融化有极大的阻碍作用.     

三维颗粒堆中力传递实验与分析

对受集中荷载作用的三维颗粒堆中力的传递与分布进行了实验,对其结果进行半定量统计分析,研究了有序对称密实排列颗粒堆中力的传递特征、压痕与压力的关系、颗粒堆传力不均匀性及荷载力概率密度的变化规律,并解释了抛物型曲面传导的原因.     

颗粒材料力学特性的数值模拟

针对颗粒介质特殊的力学特性,研究了二维颗粒堆积体中力的传递与分布,应用离散元理论建立数值模拟模型,并计算了堆积体中的接触力.结果表明,计算结果与物理试验现象较为吻合,在模拟中同时反映了颗粒介质中的拱效应和双峰现象.     

中等变质程度炼焦煤的结焦性影响因素探讨

以某焦化公司多种炼焦生产用煤为样本,测定其镜质组平均最大反射率R—max、高温塑性和成焦光学组织结构,重点对影响中等变质程度炼焦煤结焦性的因素进行探讨。结果表明,单种煤成焦中,中粒+粗粒镶嵌组织、细粒镶嵌组织、完全纤维+片状组织的含量随炼焦煤变质程度的增加均呈现出规律性变化;相同变质程度炼焦煤的结焦性与其高温塑性密切相关,在R—max为0.9%~1.4%的单种煤成焦中,粗粒+中粒+细粒镶嵌组分之和随煤的最大基氏流动度对数值的提高呈增多趋势,丝质和破片+各向同性组分之和随煤的最大基氏流动度对数值的提高呈减少趋势;变质程度和高温塑性是影响中等变质程度炼焦煤结焦性的主要因素。     

冷冻干燥升华过程数学模型传热传质机理

提出冷冻干燥升华过程主要由传热控制和传质过程两阶段组成，分析认为升华过程是传热传质的逆过程，并得出该过程的合理工艺条件，即物料表面的加热温度和干燥箱内真空度的变化规律。     

伊朗德伊高铁沿线高中溶盐粗颗粒盐渍土的渗透特性

为了探究高含量中溶盐粗颗粒盐渍土的渗透特性,依托伊朗德黑兰至伊斯法罕高速铁路项目,通过沿线盐渍土地基的现场浸水载荷试验与原位渗透试验,结合室内重塑盐渍土试验结果,对高含量中溶盐粗颗粒盐渍土的渗透特性进行研究分析。试验结果表明:中溶盐的含量对盐渍土渗透特性起着显著的影响,高含量中溶盐粗颗粒盐渍土的渗透溶滤变形主要由渗流场作用下石膏结晶颗粒遇水软化崩塌造成,与级配相似且中溶盐含量较低的盐渍土相比渗透系数均有大幅度降低;中溶盐含量越高,在荷载作用下渗透系数减小越明显;盐渍土粗颗粒所起的骨架作用越强烈,浸水过程中中溶盐含量对地基土的渗透特性的影响作用越不明显;对于不同颗粒粒径的盐渍土,在1%、3%、5%等不同中溶盐含量的范围内随着其含量的变化,渗透系数变化规律也不同;中溶盐含量超过一定范围时,呈现出中溶盐对盐渍土渗透性具有抑制作用的特征;中溶盐含量越低,易溶盐含量对其渗透性影响越显著。可见盐渍土颗粒粒径、中溶盐含量以及易溶盐含量对其渗透特性影响显著。     

环境友好型全水压冲击凿岩机动力学 建模与数值仿真

介绍了以普通水作为传动、支撑推进、排屑和润滑介质的环境友好型全水压凿岩机;建立了以弹性杆、弹簧为基本单元的冲击凿岩机 波动力学模型;对YST–25全水压凿岩机进行了动态数值仿真与分析。研究结果表明：活塞最大压应力为102 MPa,最大拉应力为28 MPa,满足 了强度设计要求;钎杆中的应力比活塞的大;尽量减小活塞的截面积变化有利于延长活塞寿命;为了保证凿岩速度和能量传递效率,YST–25凿 岩机宜于在中硬到硬岩中钻进。这为环境友好型全水压冲击凿岩机的改进设计和效能评估提供了依据。     

颗粒尺寸对岩石抗拉强度和断裂韧度影响的数值模拟

选取三种粒径(平均尺寸1.02,2.12,3 mm)花岗岩试样,利用自主开发的岩石破裂过程数值计算软件(RFPA-DIP细观版),进行带缺口试样三点弯曲试验.利用虚裂纹模型描述岩石试样达到峰值载荷前的断裂过程区,引入双线性应力分布模型,将试样内部平均颗粒尺寸与虚裂纹模型建立起联系,通过数值模拟可分别计算出不同颗粒尺寸花岗岩的抗拉强度和断裂韧度.通过引入分形维数概念来表达不同颗粒尺寸花岗岩试样内部颗粒分布的特征,得到结论:颗粒尺寸与分维值呈反比例关系,分维值较小的花岗岩试样其抗拉强度和断裂韧度相对较小.     

微细粒型金矿床金的赋存状态研究——以皖西南枞阳井边金矿为例

通过矿相鉴定、单矿物含金分析、物相分析对皖西南枞阳井边金矿金的赋存状态进行了系统研究 ,并用微束分析技术———质子探针分析方法对超显微形式存在金的赋存状态进行研究 .结果表明 :矿石矿物黄铁矿、黄铜矿中金的赋存状态以微细粒自然金为主 ,其次为银金矿 .金有 2种形式存在 ,一种是显微可见金 ,另一种是超显微形式存在的金 ,其中 ,显微可见金又进一步分为包裹金和裂隙金 ;超显微形式的金也是一种游离金 ,而不是晶格金 ,这与我国卡林型金矿床中金的赋存状态一致     

四川卧龙自然保护区植被的地形分异格局研究

利用卧龙自然保护区1987年和1997年两个时段的卫星遥感影像进行植被制图,并与DEM模型数据进行叠图分析,研究不同植被类型在各种地形梯度上的分布格局及变化特点。结果表明：(1)20世纪60年代中期大规模森林砍伐活动使林地的分布格局受到强烈干扰,这种影响一直延续到80年代中期;(2) 研究时段内的生产性育林活动、保护性育林活动和自然植被恢复过程,对森林植被类型的地形分布格局产生了显著的影响;(3)保护区目前仍存在着一些显著的人为干扰现象,针叶林及阔叶林比重的减少和灌丛数量的相应增加,反映出保护区目前人为干扰活动的主要类型和空间分布特征,应当引起管理部门的足够重视。     

带式啮合介质齿轮传动及介质带的受力分析

试验证明带式啮合介质齿轮传动是一种低振动、低噪音、低成本的新式齿轮传动,并可以进行绿色润滑.其中带是该传动的特征部件,也是关键部件之一.介质带的寿命直接影响到整个传动的性能及效率,而介质带在传动中受到拉伸应力、挤压应力及摩擦力的作用,易产生裂纹而断带.因此,作者对带在传动中所受到的应力进行分析,根据介质带的形变来确定所选带材料的弹性模量与屈服强度是否满足需要,为带材料的选择提供了理论依据.     

直井气侵后气液两相参数分布数值模拟

钻井过程中发生气侵后,由于压力、温度、偏差因子等参数变化影响,气体沿井眼滑脱上升的同时会伴有一定膨胀,而加剧井底压差,导致气侵量不断加大直至井喷.气侵直至井喷过程中井筒内为瞬态气液两相流动,研究气侵后井底气液两相参数发展变化规律及井底压力变化特征对认识井喷发生发展规律有重要的指导意义.以甲烷-钻井液为循环介质,在接近井底实际工况情况下对气侵发生直至井喷过程进行了数值模拟,模拟计算了不同气侵量下气侵不同阶段的流型变化规律、井底压力变化规律、速度分布,并取得了初步认识.     

增强型地热系统热流固耦合模型及数值模拟

增强型地热系统(EGS)利用水力压裂地下高温岩体形成人工热储,通过载热流体循环提取干热岩(HDR)所存储的地热能,其开采过程包含渗流、热能交换及岩体介质变形,为典型的热流固(THM)耦合问题。将裂隙岩体视作基于离散裂隙网络和基质岩体的双重介质,给出THM耦合的数学模型,基于商业有限元软件COMSOL Mutilphysics进行二次开发,实现裂隙岩体温度场、渗流场和应力场的全耦合求解。利用一个已知解析解的算例验证耦合模型和全耦合求解方法的正确性。最后利用随机生成的二维裂隙网络模型模拟EGS的运行过程,分析干热岩储层内渗流、温度、应力及变形的分布规律。计算结果表明,储层内的贯通裂隙构成主要导水区,水的对流传热作用明显;高压水注入和温度变化导致岩体裂隙发生位移,改变储层的传输特性,进而影响地热能的提取;考虑THM耦合作用对于研究增强型地热系统的的利用效率和运行规律非常有必要。