箍筋约束混凝土方柱轴压破坏尺寸效应细观数值研究

钢筋混凝土构件尺寸效应行为源于混凝土材料的非均质性及钢筋/混凝土复杂的非线性相互作用.通过建立反映上述特征的约束混凝土方柱3D细观数值模型,开展轴心受压破坏行为及尺寸效应数值研究,探讨体积配箍率对箍筋约束混凝土方柱轴心受压力学行为及尺寸效应的影响机理,并与试验结果进行对比分析.基于Baznt尺寸效应律,开展约束混凝土轴心抗压强度尺寸效应理论分析.研究结果表明:数值模拟与试验结果吻合良好,构建的钢筋混凝土柱细观力学模型能够准确地描述箍筋约束混凝土构件的破坏行为及尺寸效应规律;体积配箍率增加,约束混凝土柱的名义强度增大、破坏呈现更少的脆性,尺寸效应现象减弱;Baznt尺寸效应理论能够对约束混凝土柱轴心加载下的尺寸效应行为做出合理解释.     

矩形钢管混凝土轴压柱的弹塑性局部屈曲模型

假定载荷边为固端约束,非载荷边为弹性可转动约束,提出了轴压下矩形钢管混凝土柱弹塑性局部屈曲模型.利用全量理论推导得到钢管混凝土柱钢管弹塑性局部屈曲强度计算公式.该公式的计算结果与已有的试验结果比较,结果表明理论计算结果与试验结果相符.基于所提出矩形钢管混凝土柱弹塑性局部屈曲模型,研究了不同长宽比情况下钢管宽厚比对钢管弹塑性局部屈曲应力的影响.最后给出了不同截面长宽比情况下,保证矩形钢管屈服前不发生弹塑性屈曲的钢管宽厚比合理限值及各钢板的合理厚度比,供工程设计参考.     

箍筋约束对小偏心加载下高强RC柱尺寸效应影响分析

旨在揭示箍筋约束作用对高强钢筋混凝土(RC)柱在小偏心(e_0=0.25h_0)受压加载下尺寸效应行为的影响.开展了最大横截面尺寸为800 mm×800 mm的12组几何相似的配箍率为0和0.66%的高强混凝土柱试验,此外,建立了钢筋混凝土柱力学行为分析的细观尺度分析模型,并在模拟与试验结果吻合良好的基础上,补充开展了更大配箍率柱(即:1.2%和2.4%)的数值试验,进而对偏心受压加载下柱的力学行为,包括破坏模式、名义受压应力,应变关系、承载力、名义压缩强度及峰值后软化行为等进行了研究,并对其名义压缩强度的尺寸效应进行了分析,进而揭示箍筋约束作用对小偏心加载高强钢筋混凝土柱破坏行为及尺寸效应影响机制,结果表明:1)小偏心受压加载下高强钢筋混凝土柱名义压缩强度存在明显的尺寸效应;2)Bazant尺寸效应律能够较好地描述钢筋混凝土柱在偏心受压加载下的尺寸效应行为;3)箍筋约束作用能够明显提高钢筋混凝土柱的强度及延性,且会削弱其尺寸效应;4)本文建立的细观数值模型能够很好地表征钢筋混凝土柱力学性能.     

圆钢管混凝土柱轴压破坏行为与尺寸效应理论研究

当前混凝土材料层次的尺寸效应理论已较为完备,而对钢管混凝土构件层次的尺寸效应理论研究则远远不足.针对圆钢管混凝土柱,考虑混凝土细观非均质性及钢管-混凝土相互作用,建立了研究其轴压破坏行为的三维细观数值分析模型.在模拟结果与已有试验结果吻合良好的基础上,基于细观模拟方法研究了不同横向约束作用(以套箍系数来表征)及不同尺寸下钢管混凝土柱的轴压破坏机理与失效模式,揭示了钢管横向约束作用对混凝土柱名义轴压强度及其尺寸效应的影响规律.最后,结合钢管对混凝土柱轴压强度的影响机制——"强度增强效应"与"尺寸效应削弱效应",在材料层次尺寸效应律的基础上,建立了能反映横向约束作用的混凝土柱轴压强度的尺寸效应理论公式,并验证了理论公式的准确性和合理性.     

钢筋混凝土节点核心区剪切破坏尺寸效应试验研究

设计了最大节点核心区尺寸为700 mm×700 mm的14个几何尺寸相似的钢筋混凝土(RC)框架梁-柱节点(中间层中节点)试件,对其在不同加载方式(单调与循环加载)下的力学性能进行了试验研究.研究了荷载形式、配箍率及尺寸对节点核心区剪切破坏行为的影响规律;重点分析了节点核心区名义剪切强度的尺寸效应规律,并初步讨论了尺寸效应产生的根源.试验结果与分析表明:(1)不同荷载形式作用下RC梁-柱节点的破坏均为核心区脆性剪切破坏;(2)由于低周疲劳损伤特性,循环荷载作用下节点剪切强度较低,且变形能力较弱;(3)节点名义剪切强度随结构尺寸增大而减小,尺寸效应显著;(4)随着箍筋率的提高,节点抗剪承载力及变形能力增强,剪切强度的尺寸效应行为被削弱.本试验中,混凝土破坏的主导效应以及加载的低周疲劳特性是剪切破坏尺寸效应产生的主要原因.     

钢管混凝土柱压-扭破坏尺寸效应细观数值分析

地震作用下,钢管混凝土柱容易受到扭转作用而发生压-扭破坏,扭矩作用将导致钢管混凝土柱的破坏加剧.本文首先建立了能够同时考虑混凝土非均质特性和混凝土/钢管接触行为的钢管混凝土柱力学分析模型及其数值模拟方法,进而模拟研究了钢管混凝土柱在压-扭联合作用下的失效破坏行为和尺寸效应规律.主要分析了截面尺寸、轴压比、含钢率和截面形状对钢管混凝土柱破坏模式、名义抗扭强度及其尺寸效应行为的影响.结果表明:随轴压比的增大,钢管混凝土柱抗扭承载力呈现先增大后减小的趋势,且当轴压比在0.4左右时,抗扭承载力达到最大值;钢管混凝土柱在压-扭联合作用下存在一定程度的尺寸效应,且根据本文模拟工况,名义抗扭强度下降幅度可达24%;此外,随轴压比的增大,名义抗扭强度的尺寸效应行为呈现先削弱后增强的趋势.基于本文数值试验数据及作者前期研究工作,提出了考虑轴压比和含钢率影响的钢管混凝土柱名义抗扭强度尺寸效应公式.     

纤维编织网联合钢筋增强混凝土梁受弯性能解析理论

纤维编织网增强混凝土（TRC）是一种新型的高性能纤维增强水泥基复合材料，其不但有良好的耐腐蚀性，还可以有效限制混凝土的裂缝发展，使混凝土的裂缝宽度和间距变得更小．但由于纤维本身的脆性特征，使TRC结构达到极限荷载时没有明显的破坏预兆，而普通钢筋混凝土结构则由于特殊保护层厚度的限制，具有较大的自重，且不能有效限制结构的主裂缝发展．为克服二者的不足，本文创新性地提出纤维编织网联合钢筋增强混凝土结构，其充分利用了TRC和RC的优点．采用TRC替代其受拉区保护层的部分混凝土，同时减掉纤维编织网所替代钢筋用量，以发展一种自重小、使用安全、耐久性好的结构．分析了这种结构适筋梁的受弯发展过程，基于平截面假定按非线性分析理论给出了整个受力过程不同阶段梁的承载力，M-φ关系和跨中挠度的解析计算公式．最后通过与试验结果的对比，验证公式的合理性．     

聚氨酯改性混凝土材料探讨

已有研究表明与普通水泥砂浆相比,采用相同水灰比的聚氨酯水泥砂浆可以获得较好的耐久性。本文把聚氨酯作为混凝土改性材料,经初步研究发现,掺入聚氨酯的混凝土坍落度损失增大,向混凝土中加入聚羧酸减水剂解决了这一问题。本文通过试验以抗压强度为指标初步优化了聚氨酯改性混凝土的养护条件和加料顺序。此外,加入到混凝土中的匀泡剂由于对聚氨酯有极优异的乳化能力,有可能形成了极细的泡孔和狭窄的孔径分布以及极高的闭孔率,可以提高聚氨酯混凝土的耐久性。本文选择了不同厂家提供的甲、乙两种匀泡剂并进行强度试验,以抗压强度为指标选择强度较高一种的应用于聚氨酯改性混凝土。     

混凝土材料三维弹塑性本构模型

非线性统一强度准则将材料的强度特性分解为4个相互独立的因素,由4个材料参数分别描述,在主应力空间内的强度面连续光滑,存在连续的偏导数.本文将非线性统一强度准则作为屈服函数,以塑性剪应变的函数作为硬化/软化参数,硬化/软化函数参考单轴压缩条件下的应力应变关系给出,建立了混凝土材料的非线性统一弹塑性本构模型.通过混凝土材料单轴、双轴和三轴试验结果对本构模型的验证,以及偏心受压构件试验结果对数值模拟结果的验证表明,所建立的非线性统一弹塑性本构模型可较好地描述混凝土材料的三维变形与强度特性,并可反映应变软化特性,将模型用于数值计算时易于获得收敛解,且具有较高的精确度和计算效率.     

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料RUHTCC受弯梁的计算理论与试验研究

UHTCC（ultrahigh toughness cemenfitious composite）是一种超高韧性新型水泥基复合材料,具有应变硬化的受拉特性和优良的裂缝分散能力,可显著提高结构的力学性能和耐久性,被有关权威专家认为对防裂、限裂及抗震要求较高的结构能极大提高其耐久性和抗震性,具有重大的突破意义和较广泛的推广应用前景．本文着眼于该新型材料,研究了钢筋增强超高韧性水泥基复合材料即RUHTCC梁的弯曲性能．以平截面假设为依据,根据物理方程、变形几何方程以及力与弯矩的平衡方程,导出了RUHTCC梁从加载开始到极限破坏整个过程中受压区按折线应力分布图计算的正截面承载力基本方程,并给出了便于工程设计的按等效矩形应力分布图计算的简化公式,确定了等效矩形中两个等效参数的取值,并进一步推出了界限配筋率、正截面抗弯刚度以及韧性指数的计算公式．进行了两组不同配筋率的RUHTCC梁和普通钢筋混凝土RC梁的弯曲试验,结果与理论公式较为吻合,延性指数试验值与计算值存在一定差异．与RC梁的比较发现,RUHTCC梁有高的承载力、延性和控裂能力,且配筋率越小,其提高的幅度越大．     

基于热流与强度复合目标的立式绝热壁构形优化

针对立式绝热壁，引入了热流与强度的幂权积函数作为兼顾隔热性能和机械性能的复合优化目标，在给定外形尺寸和安全性要求的全局约束下，以该复合函数最大化为目标进行了构形优化．研究表明通过允许绝热壁内部结构自由变化（进化），能够获得一定环境条件下的最大目标值及对应的最佳内部结构设计；结果验证了热流与强度复合目标函数的合理性、有效性和适用性，且幂权参数取值在0．4与4之间能更好地兼顾隔热和强度要求．详细讨论了热流与强度并重时的构形优化及结果，给出了不同使用环境下的最优结构设计及性能分析；当使用环境的变化较大且总Rayleigh数较高时，宜采用空腔较多的绝热壁；当总Rayleigh数较小时，合理选用空腔较少的绝热壁，能获得更好的性能．复合目标具有良好的自适应性，最近文献结果是本文研究的特例．     

岩石普通三轴压力室的改进研究

所研制的GJ型压力室,其性能和技术创新点是：体积小、重量轻、试件安装非常简单,试验时省时省力,具有清洁的卫生环境。克服了町型压力室存在的不足。采用ISRM要求的Ф50mm×100mm两组标准试件,通过试验,对比两个类型的岩石三轴压力室测得的主应力差一围压的关系曲线、主应力差一纵、横向应变曲线基本一致。经误差分析,所测抗剪强度参数指标误差小于6％,压缩变形参数指标误差不超过5％。证实了新研制的GJ型压力室达到了预期设计的要求,满足岩石三轴试验的技术条件。为岩石普通三轴试验提供了快速、方便的方法。指出研制的GJ型压力室橡胶护套厚度和试件两端复杂的约束是产生误差的主要原因,提出了有待研究的问题。     

用P-adic数域上椭圆曲线构造密码的可能性

提出了基于ρ进数域上的椭圆曲线的有理点群的商群的密码系统，这种密码与基于有限域上的椭圆曲线密码相比，增加了新的加密参数，在倍乘运算等方面具有优越性，且有相同的安全强度，给出了密码群的生成元的选取方法，通过建立这种商群的元素与其坐标近似值的一一对映应关系，解决了ρ进数域的椭圆曲线商群元素有限表示问题，并且给出了在此近似表示下商群的运算方法。     

基于适应度景观理论的NPD项目运行机制研究

针对NPD项目为了适应市场环境而不断改变自身要素状态的适应行为，借鉴适应度景观理论来揭示NPD项目的运行机制。在介绍适应度景观理论的基础上，阐述了NPD项目运行的适应度景观内涵。运用NK模型，对适应度景观建模并进行了数值仿真。研究发现，成功NPD项目的运行过程分为随机性游走、适应性游走和适应性跳跃三个阶段。在随机性游走阶段，适应度之间具有明显的波动性，且随要素间关系数量的增加而愈加显著。在适应性游走阶段，NPD项目的适应能力得到了渐进式提升，却容易陷入局部最优陷阱。在适应性跳跃阶段，成功的NPD项目通过将短跳和长跳相结合，即保证不断向更高的适应水平发展，又可以避免局限在局部高峰上，从而不断获得成功与发展。     

气体膨胀液体的纳米尺度的表征——气体膨胀液体的理论模拟-实验协同研究新进展

气体膨胀液体是一类新的环境友好溶剂，通过调节气体的压力，可预先设计气体膨胀液体的诸多性质，从而使它们的溶剂强度及传输性质等特性介于常规液体和超临界流体之间。一方面，相对于超临界流体过程。气体膨胀液体具有更为宽广的应用范围，且操作条件较为温和；另一方面，目前在传统工业过程中，正在尝试选择气体膨胀液体取代有机溶剂，以减少环境污染。本文简要介绍了气体膨胀液体的定义、溶剂特性、在化学研究各个领域的潜在应用，以及利用模拟计算-实验协同研究手段进行有关气体膨胀液体性质表征方面的最新研究进展。     

大鼠侧脑室下区神经干细胞具有不易兴奋性

目的建立体外培养大鼠侧脑室下区神经干细胞的方法,观察大鼠侧脑室下区神经干细胞的膜兴奋性。方法无血清培养方法体外分离、纯化孕15～16dwistar胎鼠的侧脑室下区神经干细胞,用免疫荧光鉴定干细胞标记蛋白nestin表达情况、用tuj-1和GFAP免疫染色研究体外NSC的分化情况;取第二代神经干细胞给予DiBACA（3）染色后,经高浓度氯化钾刺激,激光共聚焦显微镜动态扫描,观察侧脑室神经干细胞的兴奋性。结果采用无血清培养基体外分离的神经干细胞具有自我增殖、多向分化潜能等干细胞一般特点,且表达干细胞的标记蛋白nestin;采用DiBAC4（3）染色,高浓度钾刺激后,细胞荧光强度无显著变化,即细胞膜电位无明显改变,神经干细胞具有不易兴奋性。结论采用无血清培养方法成功分离扩增大鼠脑内神经干细胞;由大鼠侧脑室分离而来的神经干细胞具有不易兴奋性。     

聚乙烯醇／羟基磷灰石复合水凝胶的摩擦磨损机理研究

选用高分子聚乙烯醇（PVA）和纳米羟基磷灰石（HA）为原料,采用反复冷冻-解冻法制备PVA／HA复合水凝胶．在超高精度三维轮廓仪和扫描电镜上观察PVA／HA复合水凝胶的微观形貌,采用平头圆柱压头测定PVA／HA复合水凝胶的压缩弹性模量和应力松弛特性,在微摩擦试验机上开展PVA／HA复合水凝胶与牛膝关节软骨之间的摩擦磨损实验,利用环境扫描电镜表征试样磨损后的表面形貌．结果表明,PVA／HA复合水凝胶具有与天然骨组织相似的交联网状微观结构,随着冷冻．解冻次数和HA含量的增加,PVA／HA复合水凝胶交联度增加,结晶程度增强,弹性模量显著提高,应力松弛速率增大,应力平衡值降低;摩擦系数随冷冻-解冻次数和HA含量的增加而降低,且冷冻-解冻次数越大,摩擦系数达到稳定平衡值的时间越早;PVA／HA复合水凝胶／牛膝关节软骨配副的摩擦变形深度随冷冻．解冻次数和HA含量的增加而减少;PVA／HA复合水凝胶的磨损机理主要表现为塑性流动和粘着现象,磨损轻重程度随冷冻-解冻次数和HA含量的增加而降低．     

新型复合水合物抑制剂的合成与应用

摘要低剂量水合物抑制剂替代热力学抑制剂应用在油气开采和集输过程中已成为石油天然气工业的一种趋势．而国内相应的水合物抑制剂产品的工业化生产和相应的应用几乎没有．本文通过实验摸索开发出一种复合水合物抑制剂（HY-1），并通过室内实验评价了该抑制剂对四氢呋喃（THF）水合物抑制效果．结果表明，反应温度为60。C，反应时间为6h，单体与溶剂配比为1：2，引发剂用量为1％时生产出来的样品对气体水合物具有最佳的动力学抑制效果．在此基础上对该抑制剂进行中试放大，并将工业级产品（HY．10）成功应用到气田天然气生产过程中．中试样品其抑制性能较室内合成有略微减弱，仍然好于国外同类产品．在陕北长庆气田现场试验的应用过程中，2％的抑制剂即可以起到良好的水合物抑制效果．通过对各种抑制剂使用的经济性分析，使用HY一10具有明显的优势．     

下送风空调系统送风口气流方向对室内气流分布的影响分析

一个设计良好的下送风空调系统具有改善热舒适性、通风效率和室内空气品质,减少能耗、建筑周期花费和层高等优点。本文通过对某一下送风空调系统在送风方向分别与地面之间的夹角（记为a）为0°、45°和90°的条件下,进行了数值模拟计算。分析了不同送风方向时室内气流分布的不同。研究结果表明：a为0°和45°时的室内气流分布类似,室内最大速度都贴近地面。且形成的涡位于室内高度1／2以下,45°时室内产生更多的涡流;a为90°时靠近地面处流速很小,形成的涡位于室内高度1／2以上。对a为0°的情况进行了水模型试验,试验现象表明近地面处速度的分布与模拟计算结果基本吻合。研究结果对预测和控制下送风空调系统的扬尘有理论意义。