温度对采动作用下含瓦斯原煤力学和变形的影响

以原煤为研究对象,利用"含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置",开展温度对采动作用下含瓦斯煤力学特性的影响研究.研究表明:1)在相同初始围压、气压和温度下,与恒定围压相比,卸围压煤样屈服段缩短,峰值应力和对应的轴向应变降低,横向应变速率增大,侧向膨胀系数和变形模量的演化进程加速;2)在相同初始围压和气压下,随温度升高,卸围压煤样强度降低,峰值应力处各应变均减小,侧向膨胀系数和变形模量均增大;3)高温环境下,煤岩发生失稳破坏和瓦斯突出的危险性变大,对采煤工作面巷道支护和瓦斯突出防治提出了更高的要求.     

5083铝合金高温变形行为及加工图

采用Gleeble-3800热模拟机对5083铝合金进行高温等温压缩实验,研究该合金在变形温度为300~500℃、应变速率为0.0l~10.0 s-1条件下的流变行为,建立合金高温变形的本构方程和加工图,采用电子背散射衍射(EBSD)分析变形过程中合金的组织特征。研究结果表明:流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率增大而升高;当变形温度为400~500℃时,合金发生动态再结晶;5083铝合金的高温流变行为可用Zener-Hollomon参数描述,该合金在真应变为0.6时的加工图中存在2个失稳区域,其优选的加工条件是变形温度为420~500℃,应变速率为0.01~0.10 s-1。     

温度-应力耦合作用下砂岩破坏特性试验研究

为探究一般工程温度条件下砂岩变形破坏过程及力学特征,以三峡库区白水河滑坡库岸段砂岩为研究对象,采用TOP INDUSTRIE岩石三轴试验仪,分别在不同温度(0°、20°、40°、60°)、不同围压(5MPa、10MPa、15MPa、20MPa)耦合作用下进行常规三轴压缩试验研究.结果表明:砂岩试样在不同温压作用下应力-应变关系曲线形态和趋势极为相似,变形破坏形式没有明显变化,均在达到峰值强度后快速破坏,并且以剪切破坏为主,在常温下的破坏面形态单一,随温度的升高破坏过程会更复杂;砂岩试样的弹性模量和峰值应变均伴随着围压的增大而增大,随着温度的升高而降低;粘聚力及内摩擦角随温度的升高均呈下降趋势,粘聚力的下降幅度远大于内摩擦角的降幅;温度、应力作用下的砂岩耦合效应对岩体变形破坏有重大影响,考虑砂岩温度-应力耦合作用的稳定性评价对工程设计具有重要指导意义.     

生物降解下垃圾填埋场的边坡稳定性

为研究垃圾体生物降解对填埋场边坡稳定性的影响，考虑垃圾体的物理和机械特性随着时间和降解程度的变化，将填埋场分为5个不同的降解区域，每个区域存在不同的黏聚力和内摩擦角.通过建立有限差分法的数值模型，利用FLAC3D求解填埋场的安全系数，分析垃圾场边坡稳定的破坏机理.通过实例对填埋场的边坡稳定进行分析，得到该数值方法的计算结果低于极限平衡法的计算结果，该方法可以预测填埋场在复杂边界条件下的局部失稳破坏和边坡位移过大导致的破坏，同时更有利于边坡稳定的应力-应变破坏机理的分析.     

AZ31镁合金加工图研究

采用加工图理论系统的分析了AZ31镁合金在高温变形过程中的变形行为。结果表明:AZ31镁合金在塑性变形行为过程中发生动态再结晶,温度的升高和应变速率的降低有利于动态再结晶形核的形成与长大。采用加工图理论分析AZ31镁合金高温下的塑性变形行为并至关反映变形后AZ31镁合金材料的组织演化以及性能变化规律。由加工图可知材料的最佳变形条件:压缩变形过程温度为320℃~360℃、应变速率为0.5~0.05 s-1;拉伸变形过程温度为350℃~400℃、应变速率为0.001~0.000 33 s-1.     

考虑生物降解情况下填埋场温度的预测

为了探究外界温度对填埋场内部垃圾的降解、温度分布、有机物消耗的影响,在两阶段降解模型基础上建立了考虑温度影响的降解模型.通过计算填埋场中发生的主要的几种生物化学反应的焓变,得到垃圾在各个反应阶段的产热量用来分析填埋场内垃圾的产热规律.通过水解酸化和产甲烷两个阶段来描述填埋场的厌氧降解过程,将降解方程和热传导方程结合得到预测填埋场温度变化和降解规律的模型.分析了不同外界环境温度下,填埋场内部温度、VFA浓度、厌氧微生物浓度和有机质含量的变化规律.研究结果表明,外界温度对填埋场内的最高温度以及最高温度出现的时间有较大的影响;同时外界温度对可降解有机物降解完成所需的时间也有较大的影响,当外界温度为5℃时有机物降解完成所需要的时间是外界温度为20℃时所需时间的2.1倍.浅层垃圾受外界温度波动影响较大,垃圾中有机质的降解比中部慢.     

800H合金热变形行为研究

通过高温单道次压缩实验,研究800H合金在变形温度850～1 050℃和应变速率0.01～10 s-1条件下的热变形行为和微观组织变化.根据单道次压缩实验数据,绘制了不同变形条件下的800H合金真应力-真应变曲线,通过非线性回归建立了流变应力数学模型;通过线性回归建立了不同温度区间内热变形本构方程.分析了热变形条件对合金微观组织的影响,结果表明:动态再结晶更有可能发生在低应变速率和高变形温度的变形条件下;当变形温度低于950℃时,沿晶界析出的Cr23C6粒子对动态再结晶的发生有一定的抑制作用.     

土工膜衬垫填埋场边坡稳定性分析及研究

垃圾填埋场是一个复杂的系统,一旦渗滤液泄漏,必然会对地下水或地表水水体造成污染。本文主要研究固体废弃物在填埋场中沉降变形机理,土工膜衬垫填埋场边坡稳定性机理,降雨入渗作用机理。     

深部花岗岩50℃卸荷蠕变试验研究

为研究深部花岗岩在温度作用下的卸荷蠕变特性,采用岩石全自动三轴流变仪开展了花岗岩在温度50℃、围压10、20、30 MPa条件下的卸荷蠕变试验,分析了花岗岩高温卸荷蠕变特征、宏观破坏模式和微细观损伤破坏机理.试验结果表明:在温度效应条件下,花岗岩高压卸荷蠕变会产生较大变形;50℃卸荷蠕变条件下,花岗岩的蠕变性能随着围压的卸载而呈指数变化,初始卸荷围压越高,花岗岩越早出现蠕变变形;花岗岩高温卸荷蠕变破坏模式主要为共轭剪切破坏,蠕变作用促使岩石内部损伤裂隙扩展并形成裂隙面而失效破坏;岩石高温卸荷蠕变破坏强度约为常温三轴强度的1/3,其黏聚力和内摩擦角也比常规指标减少30%以上.     

纯镍N6平面热压缩变形行为及加工图

利用Gleeble-3800热模拟试验机对纯镍N6在变形温度800~1100℃,应变速率5~40 s-1,应变量70%条件下进行了高温塑性变形压缩试验,分析纯镍N6高温高应变速率热变形行为,得到了材料在不同变形参数条件下的组织变化规律及流变应力变化曲线,利用动态材料模型绘制出了纯镍N6在不同应变条件下的热加工图。通过对组织及热加工图的分析研究,得出变形温度为1000~1100℃,应变速率为5~7 s-1或20~40 s-1以及变形温度为800~900℃,应变速率为5~10 s-1为纯镍N6材料高温高应变速率热变形的两个合理变形参数区间,在参数区间内N6组织均匀;而流变失稳区变形参数条件下得到的组织比较紊乱,晶粒大小不一。纯镍N6热变形后的晶粒尺寸随变形温度升高及应变速率减小而增大。     

城市生活垃圾主要处理方式的温室气体协同减排效应比较——以天津市为例

根据天津城市生活垃圾(municipal solid waste,MSW)的构成与其含量,主要进行填埋气焚烧S1、填埋气发电S2和焚烧发电S3 3种城市生活垃圾处理方式的温室气体协同减排效应分析.以天津市滨海新区汉沽垃圾焚烧发电CDM项目、天津市双口生活垃圾卫生填埋场填埋气发电CDM项目为例,通过联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)提供的计算方法计算其温室气体排放量和减排量,并比较3种情景的协同减排.结果表明:S1、S2和S3的协同减排效应分别为0.602,t,CO2e/t,MSW、0.657,t,CO2e/t,MSW和0.777,t,CO2e/t,MSW,比较结果为S3S2S1.     

哈尔滨市大型生活垃圾堆场稳定化研究

目前大多数垃圾堆场面临着二次污染控制和封场利用的问题,综合分析了国内外对填埋场稳定化的研究成果,采用垃圾中的生物可降解有机质（BDM）作为生活垃圾堆放场稳定化状态的简易判别指标.通过对哈尔滨市5座大型垃圾堆场的垃圾BDM研究,分析了堆内垃圾稳定化的程度.     

垃圾自身参数对垃圾产气规律的影响研究

研究垃圾产气规律对于评估填埋场能源气体回收利用价值和结构安全稳定性有着重要意义.垃圾本身参数对产气速率,产气总量的影响研究仍然不够全面,有待深入研究.通过实验室垃圾降解产气实验,研究了垃圾含水率、孔隙比和有机质含量对垃圾产气速率和总量的影响.实验结果表明,含水率可以最大程度影响垃圾好氧产气峰值大小,对厌氧产气峰值大小也有较大影响;孔隙比可以对垃圾好氧产气峰值大小,厌氧产气峰值大小,厌氧产气峰值时间产生较大影响;有机质含量对垃圾好氧产气峰值大小和厌氧产气峰值时间影响较大.实验还表明当孔隙比为1.5,含水率为50%,有机质含量为65%时垃圾产气总量最大.实验结果可用于垃圾填埋场产气相关理论研究.     

高速铁路路基改良填料的试验研究

基于高速铁路对路基变形的严格要求,路基填料的改良已成为高速铁路必须解决的问题,同时随着城市工业化的大力发展,每年产生大量的MSW(Municipal Solid Waste) Ash,如何有效利用这些废料改良路基填料而不用额外增加处理的负担,同时改善A、B组填料不足的状况是亟需解决的问题.本文通过土工试验和理论分析,研究了MSW Ash改良土的工程特性,结果表明添加MSW Ash可以提高土的强度,减小土的塑性变形和含水量,提高土的工程性能,使路基填土压实变的更为容易.     

Usher模型在垃圾土沉降预测中的应用

为了预测垃圾土的沉降量,以便指导填埋场的建设以及封场利用,基于线性加载情况下垃圾土的沉降变形曲线呈＂S＂型这一特征,指出可用Usher模型预测其沉降随时间的变化规律,通过分离变量法,结合初始条件对建立的Usher模型求解,得到模型解的表达式。通过分析可知,Lo-gistic模型和Gompertz模型是Usher模型的特例。采用重复二元回归法对Usher模型参数进行求解,利用该模型对某填埋场的沉降量进行了计算,通过计算可知,Usher模型的误差平方和为108.19,而Logistic模型和Gompertz模型的误差平方和分别为162.21和952.41。对比结果说明,Usher模型具有较高的预测精度,对同类工程的沉降预测具有一定的指导意义。     

镍钛形状记忆合金管滚珠热旋压成形数值模拟

为了获得高性能、高质量的镍钛形状记忆合金薄壁管,尝试采用滚珠热旋压方法进行镍钛形状记忆合金管的成形．通过采用刚粘塑性有限元法对镍钛形状记忆合金管进行滚珠热旋压成形模拟,获得了镍钛形状记忆合金管坯在不同初始温度下的温度场、应力场和应变场,并进行了旋压载荷的预测．模拟结果表明,旋压件主变形区的温升可达100℃以上,故不宜选择太高的旋压初始温度;旋压成形时主变形区处于三向压应力状态,这将有利于提高材料的塑性,从而实现更大程度的塑性变形;主变形区的等效应力和等效应变数值均由外壁到内壁逐渐减小,说明旋压成形时管坯的外壁比内壁更容易满足塑性屈服准则;随着旋压温度的升高,各方向的旋压载荷均呈下降趋势,轴向载荷远远小于径向载荷和切向载荷．     

填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响

为研究填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响,采用模拟试验方法研究好氧生物反应器、厌氧生物反应器、准好氧填埋和传统厌氧填埋等工况下垃圾固相(挥发性固体质量百分比VS、生物可降解度BDM、纤维素质量百分比、纤维素与木质素质量比C/L)、渗滤液(化学需氧量CODcr质量浓度、生物需氧量BOD5质量浓度、BOD5与CODcr质量浓度比B/C、总氮质量浓度TN、氨氮质量浓度NH3-N)和填埋气(甲烷CH4、二氧化碳CO2)等参数随时间变化。结果表明:生物反应器填埋(好氧或厌氧)能提高垃圾降解速率、加速垃圾稳定化。好氧生物反应器填埋对垃圾固相VS、BDM、纤维素的降解率分别达到57.5%、71.4%和93%,稳定化时间较厌氧生物反应器填埋缩短60%以上;渗滤液回灌加速降解渗滤液中小分子有机物:好氧生物反应器(189d)和厌氧生物反应器(596d)中CODcr和BOD5的降解率分别达到96%和99%,而且好氧生物反应器中TN和NH3-N的去除率分别达到96%和99%;厌氧生物反应器填埋利于甲烷气体集中产生和提高甲烷产率,好氧生物反应器和准好氧填埋能大大削减温室气体排放。     

城市固体废物处理处置技术政策方法Ⅱ.案例分析

以我国城市生活垃圾处理处置技术体系为案例,通过经济性分析,利用已建立的物质流与经济性综合评价最优化模型,对不同情景进行了蒙特卡罗法数值模拟,并进行了参数的灵敏度分析。结果表明,在一般条件下,家庭物质回收和二次物质回收后,采用沼气发电和渗滤液回灌的卫生填埋对垃圾进行处置是模型建议采用的处理处置技术体系,此时生活垃圾中的C,H,O,N,S 5种元素的最终流向主要为回收利用部分、填埋体部分和填埋气部分。在填埋费用昂贵条件下,家庭物质回收和二次物质回收后,对垃圾进行分选,分别进行焚烧、堆肥和填埋的选择频率达到70％,是模型选择的经济性最优处理处置技术体系。灵敏度分析表明,分选垃圾的沼气发电收益,卫生填埋费用,分选垃圾大型发电费用,大型炉排炉费用,卫生填埋发电收益等参数对技术政策选择影响最大。     

高锰TRIP钢热变形行为研究

通过单轴压缩实验,研究了高锰TRIP钢(Fe15Mn3Si3Al)在800～1050℃温度范围内、应变速率ε.=0.01～5.0s-1条件下的热变形行为和组织变化,讨论了热变形参数对流变应力和显微组织的影响.结果表明:动态再结晶只在较高变形温度和低应变速率下发生.实验钢对温度和应变速率都很敏感,而应变速率对实验钢的热变形行为影响较大.高锰TRIP钢的表观应力指数n=3.909,变形激活能Q=353.167kJ/mol.根据实验数据,建立了高锰TRIP钢高温变形的热加工方程.     

重庆市某垃圾填埋场填埋体的强度特性试验

随着经济和社会的发展,越来越多的垃圾场严重威胁着城市的发展．通过在现场采集垃圾土样,在室内利用直接剪切仪及三轴剪力仪等仪器进行了土工试验,根据试验结果分析研究了城市生活垃圾填埋体的结构自稳性与垃圾土强度的关系、垃圾土强度参数的变化规律及影响因素．对新建垃圾场的设计与施工及封场后的垃圾场的再利用有着实际的参考意义．结果表明：垃圾土的组成成分、颗粒大小、含水量,压实方法、压实程度和填埋时问、降解程度等因素都直接影响着垃圾土的强度特性．