红层软岩夹层的物质组成与结构特征对其力学性质影响的定量研究——以崀山世界自然遗产地雷劈石为例

影响红层软岩力学性质的主要因素包括物质组成与结构特征。使用压力试验机测试获取了红层软岩的两种力学性质参数;利用偏光显微镜测定了红层软岩的物质组成成分、颗粒粒度结构特征;结合数学统计方法定量分析了红层软岩物质组成成分、颗粒粒度结构特征分别对其力学性质的影响。其研究分析表明:1崀山丹霞红层软岩夹层的物质组成成分、颗粒粒径结构特征对其力学性质产生一定的影响,整体趋势是随着硬性物质成分(如石英、长石等)含量的增加和颗粒平均粒径的增大,其力学性质得到相应增强,表现为抗压强度、弹性模量等力学参数的增大。2当颗粒平均粒径到达一定数值时(粒径约为0.25 mm时),抗压强度与弹性模量会同时发生一次较明显的跃变,由跃变可推测:物质组成成分对红层软岩力学性质的影响要大于颗粒平均粒径对红层软岩力学性质的影响。     

棒在颗粒物质中穿行时摩擦振荡行为的研究

实验发现，棒在颗粒物质中运动时滑动摩擦力具有准周期振荡性质. 根据颗粒物质的剪胀性对此现象进行了研究，提出相应的物理模型，建立了平均体积分数振荡方程和滑动摩擦力振荡变化关系式，理论计算分析结果与实验结果基本吻合.     

基于物理的颗粒物质计算机模拟

由于颗粒物质的特殊性质,对其运动的模拟在图形学中是一个难题。本文通过建立一个刚体动力学物理引擎来实现对颗粒物质的模拟。利用若干球形粒子构成复合粒子,解决摩擦力等问题。本文通过使用粒子在刚体表面进行采样来实现对刚体进行建模,从而实现颗粒物质和刚体的交互。     

无机物的颜色浅析

颜色是物质的重要性质,它与物质的结构、聚集状态、颗粒大小及温度等因素有关。本文在简述颜色成因的基础上,对无机物(单质、水合离子和化合物)的颜色及影响因素进行了探讨。     

颗粒介质物质点法与离散元法的多尺度建模

颗粒介质是由大量离散颗粒构成的无序材料,在工业生产与自然界中广泛存在.在外界作用下,颗粒材料可以类似固体保持稳定,也可类似流体发生流动,且类固体和类流体之间可以自然转化,目前人们难以采用统一的连续本构进行描述.本文提出了物质点法(Material Point Method,MPM)与离散元法(Discrete Element Method,DEM)的多尺度建模框架,亦即宏观尺度采用适用于大变形问题的MPM,颗粒尺度则采用DEM描述每个颗粒运动,每个物质点的力学性质由该点处若干颗粒构成的代表性体积元的力学性质计算得到,宏观尺度MPM所得变形梯度作为边界条件施加到体积元中,基于DEM计算得到域内的平均柯西应力,反馈到MPM计算,以此实现跨尺度研究.以沙堆倒塌作为算例,验证了MPM/DEM多尺度建模在描述颗粒复杂力学行为的有效性,并对倒塌过程中,宏观应变等信息与内在接触力链网络的关联进行了讨论.MPM/DEM多尺度建模没有引入唯象本构,且适用于大变形问题,为颗粒介质的多力学状态研究提供了新的思路.     

联合预氧化强化去除滤后水颗粒物质的中试研究

某中试系统进行了高锰酸盐复合剂与氯胺联合预氧化工艺强化去除滤后水中的颗粒物质效果的研究,并与常规过滤滤后水出水颗粒物质进行比较,结果表明常规过滤滤后水中颗粒物质较多,受原水水质变化影响波动较大,联合预氧化工艺对滤后水中的颗粒总数及不同粒径范围内颗粒物数能够显著去除,波动较小,提高了微生物安全性,进一步改善了滤后水水质.     

颗粒物质中的微扰

介绍了容器中颗粒物质内部受到局域微绕的研究进展,并对微扰态的性质和规律做一些分析和讨论。     

浅谈无机化合物的颜色

颜色是物质的重要性质,它与物质的结构、表面光滑度、颗粒大小及温度等因素有关.本文说明了物质颜色的成因,讨论了无机化合物的结构与颜色的关系.这对学习和掌握物质的颜色及其变化规律具有重要的作用.     

几种颗粒物质堆积的崩塌角

以经过筛选的颗粒物质为研究对象,采用固定漏斗法进行颗粒物质堆积.在堆积过程中录像,记录颗粒堆积过程.录像视频处理为图片后,再采用"CorelDraw"软件作数据处理,计算得出颗粒物质黄米、小米和油菜籽在堆积过程中的堆积角,得到堆积角随时间的变化关系,测得堆积崩塌角和静止极小角.结合已测得的颗粒物的物理参数,分析颗粒物的表面摩擦系数和颗粒堆积密度对颗粒物质堆积的稳定性的影响.研究发现,颗粒物质的表面摩擦系数和堆积密度越大,堆积的崩塌角越大.     

颗粒物质力学几个关键问题的思考

颗粒物质是由大量离散固体颗粒相互作用而形成的复杂体系,其平衡和运动规律及其应用是颗粒物质力学的主要研究内容．颗粒物质具有广泛的应用背景和丰富的物理内涵,是工程应用和凝聚态物理研究较为活跃的学科,但是进展非常缓慢,目前很多基础问题尚不够清晰．结合作者近10年的研究工作,对颗粒接触力学的难点、接触力简化存在的问题予以分析,并基于颗粒物质内部结构特点提出了以力链为核心的多尺度力学研究框架,最后对颗粒物质典型应用例子之一——泥石流运动基础研究提出新的见解．     

SiC颗粒增强铝基复合材料断裂韧性的研究进展

介绍了SiC颗粒增强铝基复合材料断裂韧性的研究现状,着重分析了基体合金成分、SiC颗粒体积分数、颗粒粒度形貌、界面性质以及热处理工艺对复合材料断裂韧性的影响,并对SiC复合材料的研究进行了探讨和展望。     

颗粒物质局部变形的离散元模拟

在外加载荷作用下的变形分析是目前颗粒物质研究的热点问题之一．利用改进的离散单元法,对随机分布的颗粒物质在平面应变状态下的变形进行了研究,并分析了初始空隙比、围压、摩擦系数等因素对颗粒物质局部变形特征和整体稳定性的影响．数值模拟结果表明：在平面应变状态下,颗粒物质内部会出现两个相互交叉的剪切面,并且局部变形特征会随着竖向应变的增大而发生变化,这些特征和目前存在的实验结果具有较好的一致性．同时,沿着两个剪切滑移面的切向速度廓线表现为两种不同的模式,一种呈类流态模式,另一种呈类固态模式．最后对各种材料参数和因素对颗粒物质局部变形特征的影响进行了详细讨论．     

软弱夹层力学参数取值规范分析

软弱夹层的工程地质性质既与地应力、地下水等环境条件有关,也与其成因性质、粒度成分和矿物成分等有关。试验研究了成因性质、颗粒组成及物质组成相同条件下,软弱夹层抗剪强度参数随含水量、性状指标(W/Wp)和干密度变化的关系,并建立了相关方程。结果表明：夹层强度随含水量和性状指标减小而增大,随干密度增大而增大。因此,在对具体工程的软弱夹层进行强度参数取值时要综合考虑夹层在原位条件下的含水量、颗粒组成、粘土矿物成分及所处的地应力环境等因素。并探讨了重力坝规范中仅用粒度成分定量指标选取软弱结构面抗剪强度参数存在的不足之处。     

土结构研究的回顾及两点新设想

从技术手段、研究方法和成果应用三个方向综述了土结构研究的三个阶段。在分析当前研究成果的基础上,对土结构多尺度耦合分析缺少直接来自细观－微观结构的几何－力学性质动态参数这一不足进行了讨论。通过对比细观－微观材料几何－力学性质研究领域内其他学科的技术手段与研究方法,结合作者的初步试验成果提出了土结构进一步研究工作的两点新设想,一是通过显微操作手段实现颗粒物质间结构连结强度定量测定;二是在根据土结构几何－力学性质动态参数,以连续介质力学与非连续介质力学相结合的研究手段,提高土结构的多尺度耦合的准确度。     

金属团簇化学研究进展

<正>金属纳米团簇作为一种凝聚态物质的初始形态,在金属原子向金属纳米颗粒形成的过程中起着桥梁作用.由于其具有独特的物理化学性质,近年来受到了广泛关注,对其的研究已成为纳米领域的一个热点课题.相比于传统的金属纳米颗粒,金属纳米团簇由于具有单一分布的尺寸以及精确的结构等特点,在对凝聚态物质物理化学性质(如光学、催化性质)的机制阐述方面有着不可取代的理论研究价值.不仅如     

磁流变液沉降稳定性改进及对流变性能的影响

对影响磁流变液沉降稳定性的颗粒表面性质、固／液界面性质和大小颗粒之间相互作用等因素进行了实验研究和探讨,实验结果表明：磁流变悬浮液体的稳定性取决于固相颗粒这间的静电排斥作用或固－液界面分子构型所产生的空间阻效应;对于颗粒径度较大的分散体系,通过改善粒子表面的结构,依靠体系的结构力学性质改善粗大颗粒悬浮液体的沉降稳定性。     

TJ-1模拟月壤颗粒几何特性

颗粒几何特性是颗粒材料的一个重要物理性质,是决定颗粒材料力学性质的一个重要因素.针对软着陆模型试验所用的TJ-1模拟月壤颗粒进行了体视显微镜扫描,获取数字图像后用图形处理软件对各粒径组的颗粒进行了几何特性各指标参数的量化统计,获得了模拟月壤颗粒在延伸度、圆度和凹凸度等的具体数值,为进一步研究TJ-1模拟月壤物理力学性质与颗粒几何特性的关系提供了相关试验数据.试验结果表明:TJ-1模拟月壤颗粒具有棱角、钩角、锯齿等不规则结构,表面相对凹凸,大粒径颗粒具有明显的蜂窝状气孔结构;颗粒形状各异,主要形状有长条状、类三角形和类四边形.最后对TJ-1模拟月壤颗粒和真实月壤颗粒在几何特性方面进行了对比分析.     

土结构研究的回顾及新设想

从技术手段、研究方法和成果应用三个方向综述了土结构研究的三个阶段。在分析当前研究成果的基础上,对土结构多尺度耦合分析缺少直接来自细观-微观结构的几何-力学性质动态参数这一不足进行了讨论。通过对比细观-微观材料几何-力学性质研究领域内其他学科的技术手段与研究方法,结合作者的初步试验成果提出了土结构进一步研究工作的两点新设想,一是通过显微操作手段实现颗粒物质间结构连结强度定量测定;二是在根据土结构几何-力学性质动态参数,以连续介质力学与非连续介质力学相结合的研究手段,提高土结构的多尺度耦合的准确度。     

颗粒物质内部应力分布的研究

作者介绍了颗粒物质内部应力分布的研究现状,讨论了典型的沙堆底部中心压力最小这一反常规现象及相关理论以及动态二维沙堆实验与理论分析,对这些理论进行了综述和比较。测量了探棒与颗粒相对运动情况下,颗粒重组导致滑动摩擦力增大的实验,并对结果进行了解释。     

颗粒聚集体的崩塌性质研究

考察和分析了一般颗粒物质堆积体中崩塌的主要特征，概述了目前对颗粒物质崩塌研究所涉及的相关模型以及理论，并对其适用范围和局限性进行了分析，指出了他们的成功之处及不足，提出了对颗粒物质堆积体崩塌机理进行深入研究的一些思路。