深部灰岩劈裂破坏的声发射损伤表征

开展深部岩石的损伤破裂信息识别研究对岩体稳定性监测预警具有重要的指导意义。通过开展深部灰岩巴西劈裂声发射试验,分析了试验采集到的声发射实测全波形演化特征,在信号频域内提取了波形的主频,在时域内计算了特征参数的RA-AF值。研究结果表明:通过声发射实测全波形,可将岩石损伤过程细分为微损伤萌生阶段,裂纹扩展阶段和结构破坏阶段;低幅值波形多为连续型信号,高幅值波形则多为突发型信号;声发射频谱结构与损伤量及损伤程度密切相关,主频具有聚类分布特征,能够对应岩石微观及宏观破坏;基于声发射主频划分的RA-AF分界线,促进了声发射信号表征岩石破裂模式由定性分析向定量分析的转变。     

独乐寺观音像细泥层修复材料的性能

独乐寺十一面观音像表面开裂严重且部分细泥层脱落,在修补之前需对泥塑修补材料的合理成分进行确定.通过收缩试验和间接拉伸试验(巴西劈裂试验),分析修补材料中各成分对土样性能的影响,对影响机理进行分析.结果表明,砂子和麻丝能有效改善土的干缩性能,试样的线缩率随着含砂量和含麻量的增加而减小;麻纤维能有效改善土的拉伸力学性能,使土的破坏模式由脆性破坏转为韧性破坏;土样的抗拉强度随麻纤维含量的增加先升后降, 1%的麻含量可提高抗拉强度68%以上;麻丝含量不超过2%时,其在土中分布较均匀,与土体黏结密实,可显著增强土的抗拉强度;麻丝过量时因成团现象导致与土体的黏结面积减少,削弱了试样的抗拉强度.建议细泥层的修补土样配比约为含砂30%,含麻2%.     

一个高效求解含时Gross-Pitaevskii方程的算法

Gross-Pitaevskii方程广泛应用于玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensate,BEC)的动力学研究,然而这个方程通常很难解析求解.因此发展相应的高精度数值求解方法非常重要.发展了结合算符劈裂法、Crank-Nicolson算法和四阶精度Numerov算法的高效求解Gross-Pitaevskii方程的新数值计算方法.通过数值计算可以表明,与传统的四阶精度的五点差分法相比,所提出的算法具有高效和消耗内存小的优点.     

高温后纳米SiO2混凝土力学性能试验研究

火灾高温是引起混凝土损伤的重要原因之一,纳米混凝土常温下的力学性能与普通混凝土有较大差异,为研究纳米(纳米二氧化硅,以下简称NS)混凝土高温后的力学性能,采用高温电炉对不同NS掺量的混凝土试块进行了加热并选取不同冷却方式至室温,然后采用电液伺服机对其进行了抗压、劈裂抗拉加载试验.结果表明:随着温度的升高,混凝土的质量损...     

水力劈裂裂隙扩展与软弱面作用机理离散元研究

针对高承压水引发水力劈裂导致巷道的突水渗水问题,对离散元流固耦合算法进行改进,更新了流体通道长度和水压力对颗粒的作用模式.进行水力劈裂裂隙(HFs)与天然软弱面(WPs)相互作用的数值模拟,得到5种作用模式,并获取不同模式之间的临界水压力值,进一步分析了试件的位移、接触力以及特征点的应力变化.结果表明:1)定压力注水试...     

基于钢渣与硅灰为掺合料的机制砂混凝土力学性能试验研究

为分析机制砂取代率、机制砂石粉含量、钢渣掺量及硅灰掺量对钢渣—硅灰复合掺合料机制砂混凝土工作性能及力学性能的影响规律,通过四因素五水平正交试验,对复合掺合料机制砂混凝土的工作性能、28 d抗压强度及劈裂抗拉强度进行极差分析,结合试验数据,运用ORIGIN软件绘制各因素的效应曲线图,分析得到各因素的最优值;运用模糊综合评判原理,对三项性能的最优配合比方案进行优选,结果表明：劈裂抗拉强度最优方案的综合评判结果最佳。     

岩石破坏机理的LCA模型数值模拟

基于弹塑性损伤理论,结合细胞自动机以及格构模型的优点,提出了格构细胞自动机模型,通过模拟岩石破坏过程的基本思路、模拟岩石非均质性、破坏过程声发射等具体方法,用于模拟岩石的劈裂破坏机理,定量地给出了预制裂纹岩石劈裂应力-应变曲线和声发射数。跟无预制裂纹试件相比,有预制裂纹的劈裂试样在劈裂过程中,虽然开始稍稍偏离了加载方向,但由于预制裂纹的导向作用,裂纹通过预制裂纹,重新回到了加载方向,直至贯通。从试验过程和结果上看,模拟效果是比较好的。     

含层理灰岩巴西劈裂强度及拉裂损伤各向异性

为了研究不同角度层理对灰岩抗拉力学特性的影响,对7组不同角度层理灰岩进行巴西劈裂试验,根据岩石声发射累计振铃次数定义拉裂损伤变量,推导抗拉强度、劈裂模量及损伤变量随层理角度的变化规律。研究结果表明,(1)不同层理角度的灰岩,其受力变形过程基本一致,即经历压密、弹性和破坏3个阶段。(2)抗拉强度、拉伸模量随层理角度变化表现出明显的各向异性,在0°时最大,90°时最小。(3)基于岩体微元强符合Weibull分布及Lemaitre应变等效原理,通过拟合计算得到的损伤参数可以较好地反映7个角度灰岩样的损伤特性,损伤变量也具有各向异性特点,说明不同倾角的岩石参数在加载过程中有不同的劣化程度,同一应变水平下的损伤变量随着层理角度的增加出现下降的趋势。研究结果对于层状灰岩的试验研究、理论计算和工程建设具有一定的指导意义。     

高温养护和粉煤灰掺量对外掺氧化镁混凝土膨胀和劈裂抗拉强度的影响

主要研究了不同温度加速养护条件下,掺入不同量MgO膨胀剂和粉煤灰的混凝土试件的膨胀性能和劈裂抗拉强度,明确高温养护对外掺MgO混凝土膨胀与劈拉强度的影响规律。结果表明,随着养护温度的升高,混凝土的膨胀将加快,膨胀曲线趋于平缓的时间就越短;MgO掺量的增加不仅使混凝土的膨胀值增大,而且对其劈拉强度造成影响。适当掺量的MgO可能使混凝土劈拉强度有所增加,当MgO掺量过大时,则对混凝土劈拉强度没有贡献,甚至可能使其强度降低;粉煤灰对MgO的膨胀有明显的抑制作用,提高了高掺量MgO混凝土的劈裂抗拉强度。     

再生橡胶改性高强混凝土性能试验研究

以废轮胎橡胶粉作为改性材料,研究了橡胶粉含量和细度对高强混凝土密度、坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。研究表明:随着橡胶粉掺量的增加,橡胶粉高强混凝土材料的密度、坍落度、强度会下降。橡胶粉的粒径对高强混凝土的抗压强度、抗折强度影响不明显,但劈裂抗拉强度就随着橡胶粉粒径的增大而下降。