重金属镉污染对土体力学特性的影响及机理分析

为了研究重金属镉(Cd)对土体力学特性的影响规律及其微观机理,开展了不同Cd含量污染土强度、渗透、剪切特性、压汞和扫描电镜试验研究。力学特性试验结果表明:重金属Cd会劣化土体力学特性;随着Cd含量的增加,土体的抗压强度、剪切强度和黏聚力显著降低;而渗透系数、内摩擦角明显增大。扫描电镜试验结果表明:Cd使土颗粒发生团聚,Cd污染土出现大的团聚体,大颗粒增多,土体表面变得比较粗糙,土颗粒之间的接触形式增多,出现点-面接触和边-面接触;且团聚体间的孔隙较大。压汞试验表明:随着Cd含量的增加,污染土中孔径大于1μm的孔隙体积明显增加。污染土的微观结构和孔隙分布的改变是Cd污染土力学特性变化的本质原因。     

改性C18固相萃取膜快速水中烷基汞

建立了一种稳定高效、方便快捷、低成本且环保的水中烷基汞富集方法。方法以二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液为改性剂对C18固相萃取膜进行改性,用于水中烷基汞的快速富集。由于采用的C18固相萃取膜粒径小、比表面积小、平衡时间短,所以在10 min之内即可富集1 L水样,可达到现行国标巯基棉富集法及研究较多的固相萃取小柱法十倍以上的速度。在富集倍数为100倍时,加标回收率为甲基汞75.3?Ee7.76%、乙基汞83.0?Ee9.08%。回收率相对标准偏差为甲基汞5.2%,乙基汞5.5%。     

基于仿生鱼群优化方法的机器人队形控制

本文利用人工鱼群优化（AFSO）方法研究了多机器人的队形控制问题。机器人编队可视为寻迹问题,而编队寻迹是不断减小机器人与其期望编队位置之间的平移和角度误差的优化过程。每一个机器人的控制指令可看做是人工鱼群,通过一系列的控制实现期望队形。队形控制策略中包含机器人间的冲突规避行为。本文利用Matlab中的多机器人仿真器MRsim工具进行了仿真,结果表明本文提出的方法具有很高的有效性和效率,适用于各种形式的队形,可以被广泛应用在没有精确系统模型的无线传感器网络中。     

溶液对斑岩铜矿废石的浸蚀机理及其力学特性

基于直接作用、间接作用、复合作用3种传统微生物浸矿机制,结合堆浸体系内细菌种类(吸附细菌、游离细菌)、废石结构、Fe3+迁移特征,提出直接-间接作用和间接-接触间接作用微生物浸蚀机制,探讨浸出过程废石力学损伤机理;将溶液对废石的生化侵蚀划分为溶蚀、沉淀胶结、结晶膨胀3个阶段,分析不同阶段废石力学性质的变化趋势.研究结果表明:废石在酸性溶液中浸泡45 d后的破裂裂纹比未浸泡、浸泡15d、浸泡30 d的废石要复杂、曲折;浸泡45 d后,废石黏聚力降低87.7％,废石破坏时的剪应力和正应力均降低一半;浸泡后废石表面铜矿物等物质被溶解,表面微裂隙及孔洞得到进一步发育和扩展.     

节能砌块隐形密框墙板的弹性常数及刚度计算

为了解决节能砌块隐形密框墙板材性复杂、弹性常数不易确定的问题,在6片比例为1/2的隐形密框墙板拟静力水平加载试验以及数值模拟的基础上,通过对墙板特殊构造的分析,利用复合材料力学的知识,按照截面上混凝土含量不变的原则,介绍单向纤维加强方法,在此基础上,将节能砌块隐形密框墙板等效为正交各向异性的双向纤维加强复合材料,建立墙板的复合材料力学模型;提出墙板等效弹性常数的理论计算公式;进而将墙板简化为各向同性的计算模型,给出墙板弹性常数的实用计算公式,为节能砌块隐形密框墙板的实用弹性刚度计算公式提供必要的参数.将理论计算与试验结果进行对比分析,对墙体的弹性抗侧刚度的计算公式进行修正,提出适合于节能砌块隐形密框墙板的弹性抗侧刚度的计算公式.研究结果表明:由等效复合材料力学简化模型推导的弹性常数及刚度计算公式具有一定的理论依据和实用价值,能够满足实际工程计算需要.     

大跨越输电线路导地线力学计算软件研究

大跨越输电线路杆塔高、档距大,导地线各点高度不同,各点的风压也不同,当气象条件发生变化时,温度、荷载的改变将引起各档应力、档距改变。若采用常规的平均高度法和代表档距法计算大跨越导地线力学特性,将导致较大误差．本文采用积分法计算大跨越耐张段导地线各档风荷载,进而精确计算各气象条件下的应力和档距改变量,以VisualBasic6．0作为软件开发工具,Access2003作为软件的数据源,开发了一套完整的大跨越输电线路导地线力学计算软件．软件不仅可以完成复杂的导地线力学计算,而且大大提高了计算效率和准确性．     

早期的中国科学院力学研究所——谈庆明研究员访谈录

谈庆明研究员回顾了中国科学院力学研究所从创立(1956年)到扩张(1958年),从调整(1961年)到“文革”的早期变迁历程.包括朱兆祥、林鸿荪帮助钱学森和钱伟长建所的贡献,钱学森、郭永怀的办所思想,“反右派”、“大跃进”、“除四害”、“超声波化”、“四清”等政治运动对力学所的冲击,爆炸力学学科在力学所的诞生和第一个发展高潮,郑哲敏、钱寿易的学术贡献等.     

基于单层纤维失效准则的FRP型材-混凝土组合梁极限承载力计算与试验

为研究FRP型材-混凝土组合的梁失效模式与承载能力,提出了一种基于单层纤维失效准则的组合梁极限承载力计算方法.首先,分析了FRP材料特性、铺设方式、界面连接等对组合梁结构性能的影响,揭示了FRP型材-混凝土组合梁失效模式多样性的规律.然后,基于FRP型材失效和混凝土桥面板失效,将各类破坏模式归纳为2类.最后,采用细观力学方法,建立了各单层纤维所承受的应力计算公式.针对3片FRP型材-混凝土组合梁,进行了单调荷载作用下的破坏性试验.试验结果表明,承载能力计算结果与试验结果吻合较好.所提方法可较为准确地判定组合梁失效模式,简化了FRP型材-混凝土组合梁的计算复杂度,适用于由FRP纤维破坏引起的结构失效.     

基于车辆地面力学沙漠沙结构性本构模型的建立

结合沙漠土壤的三轴试验资料,将岩土力学研究中描述土结构性的定量参数(应变综合结构势)引入土的强度变形特性分析. 根据该参数对同一围压下不同含水率沙的应力-应变曲线具有较好的归一化作用,用类似邓肯-张模型的处理方法构造沙漠沙结构性本构模型,并提出获得模型参数的试验方法. 试验与仿真结果表明该结构模型能较好反映不同含水率下沙漠沙的应力-应变关系.      

液态簧振动力学谱在蛋白质水凝胶-脂肪溶胶复合体系脱水变性的应用研究

本课题组首次用液态簧振动力学谱(RMS-L)方法对天然蛋白质水凝胶鸡蛋清的脱水过程进行了测量与分析,初步表明该方法对蛋白质变性检测是可行、有效的.进一步用RMS-L对天然蛋白质水凝胶(protein hydrogel)-脂肪溶胶(fat sol)复合体系(这里简称为PH-FS)鸡蛋黄的脱水变性过程进行了测量与分析.结果表明,随含水量的降低,PH-FS至少存在4个力学谱的显著变化过程.基于此结果并结合相关分析,推测随含水量的降低,PH-FS至少依次存在下述4个状态:(1)Ⅰ-状态,类体水的PH-FS态;(2) Ⅱ-状态,键合水的PH-FS态;(3)Ⅲ-状态,键合水和键合蛋白质以及脂肪颗粒的混合态;(4)ⅣV-状态,键合蛋白质-脂肪颗粒凝聚态.蛋白质的空间构型(spatial configuration)转变即变性,主要发生在拥有键合永的蛋白质通过失水向键合蛋白质转变的混合态.这表明RMS-L对鸡蛋黄脱水变性过程的检测是有效的,即进一步验证了RMS-L对蛋白质脱水变性过程检测的有效性.