具有巨单轴各向异性的纳米磁体自旋反转的电流控制

铂表面的钴原子的单轴磁各向异性可达到每原子9meV，第一原理计算还预测了更大的磁各向异性。而且巨大的单轴磁各向异性可以使自旋状态更稳定，在实际应用中应该更有利，也同样会产生自旋反转的过渡态势垒。中科院物理所北京凝聚态物理国家实验室（筹）刘邦贵与李英设计并使用KMC方法研究了一类典型的、具有巨磁各向异性的纳米磁体在注入自旋极化电流作用下的行为和规律。     

高温遇水冷却岩石循环加卸载力学性能试验研究

为研究高温遇水冷却后不同岩性岩石在循环加卸载条件下的物理特性和力学响应特征的变化规律,对高温遇水冷却后的花岗岩、大理岩及绿砂岩试件分别开展了单轴压缩和循环加卸载试验. 结果表明,当加热温度超过400 °C后,三类岩石的体积增长率显著增加,400 °C可以作为三类岩石物理参数发生突变的阈值温度.总体上,三类热处理水冷却岩石的单轴抗压强度随温度的升高而降低,但花岗岩在200 °C温度处理后峰值强度比常温时有所增加. 在循环荷载作用下,花岗岩滞回曲线接近于线性,上限应力较高且不可逆变形小;而绿砂岩和大理岩的上限应力低于花岗岩且变形较大.相同温度热冲击下滞回环宽度大小顺序为绿砂岩>大理岩>花岗岩.随循环次数的增加,三类高温遇水冷却岩样的塑性变形减小,弹性模量增大,试件强度较单轴压缩均有提高;随温度升高,破坏面裂纹更为发育,破裂岩屑更为细碎.      

柱状节理岩体相似材料力学特性试验研究

通过柱状节理岩体模型试验探究白鹤滩水电站坝区柱状节理岩体各向异性特征.使用了模拟岩体内部节理的新方式——3D打印制作不同倾角六棱柱形节理试件,以树脂为节理打印材料,水泥砂浆为模型材料,通过立方体试件单轴压缩试验考察节理岩体强度随倾角0°~45°变化的各向异性特征.试验结果表明:岩体压缩强度随着节理面延伸方向与竖直方向的夹角的逐渐增大而减小,单轴压缩下柱体破坏模式主要为剪切破坏.     

Z-164D溶液对铝土矿强度的影响及其作用机理

以Z-164D为助磨剂，对广西田阳铝土矿进行了邦德球磨功指数试验和单轴抗压强度试验.结果表明:铝土矿经水和Z-164D溶液浸泡后，邦德球磨功指数分别下降了105%和379%，单轴抗压强度分别下降了2684%和4279%.红外光谱分析及X射线能谱微区元素分析表明，Z-164D只能在铝土矿表面发生物理和化学吸附，并不能够渗入铝土矿内部.建立了Z-164D溶液对铝土矿强度影响的作用机理模型，水分子与Z-164D相互促进，共同导致铝土矿缺陷程度增加、强度降低.     

基于PFC 2D的含节理岩体单轴压缩数值模拟

基于颗粒流方法模拟含节理岩体的单轴压缩破坏过程,并对不同节理倾角的岩体进行单轴压缩数值模拟,研究不同节理倾角岩体的裂纹扩展路径、破坏形式以及强度变化规律。结果表明:(1)在单轴压缩破坏过程中,岩体节理倾角不同,裂纹扩展与最终破坏形态不同,但破坏过程基本一致;(2)当节理倾角从0°到90°的变化过程中,抗压强度随节理倾角的增大先减小后增加,总体呈"U"型分布规律,并在倾角为60°时达最小值。     

基于数字图像的大空隙沥青混凝土离散元模型

为了从细观角度深入分析大空隙沥青混凝土性能,利用CT扫描获取PAC-13大空隙沥青混凝土内部图像,将三维重构的切片图像和CT横向扫描图进行阈值分割,通过体视学理论选取与真实级配最相近的图像作为集料、空隙结构提取对象,建立了像素边长为0.5 mm的离散元模型,并进行单轴压缩虚拟测试.结果表明:三维重构切片图的级配误差比横向扫描图级配误差小了约20%,重构的切片图级配更具代表性;该模型实现的虚拟单轴压缩试验强度值与室内单轴压缩试验强度值相差小于3%,该模型具有很好的可靠性,这种数字图像建模的方法为研究大空隙沥青混凝土内部细观结构提供了参考.     

模型再生混凝土单轴受压性能细观数值模拟

提出了模型再生混凝土的概念,根据各相介质细微观力学参数和本构关系建立了数值模型,对再生混凝土的破坏机理进行了仿真分析.通过变化再生粗骨料取代率、新硬化水泥砂浆强度、老硬化水泥砂浆强度、老硬化水泥砂浆厚度以及界面过渡区(ITZ)强度等参数,对模型再生混凝土单向受压性能进行了对比分析.结果表明:新硬化水泥砂浆和老硬化水泥砂浆强度对混凝土的初始弹性模量和峰值应力有较大影响,老硬化水泥砂浆厚度对模型再生混凝土的初始弹性模量和峰值应变有一定影响,界面过渡区的强度对再生混凝土的初始弹性模量、峰值应力和峰值应变的影响不显著.     

无界粗糙面与障碍复合电磁散射数值研究

主要研究电磁波入射无界粗糙表面与障碍体复合散射问题,意在分析粗糙表面和障碍体对电磁波场分布的影响.针对带有适当边界条件的时域Maxwell方程刻画的复合散射问题,结合完美匹配层技术,使用有限差分方法对方程进行数值离散,实现了对散射问题有效求解,并进一步研究了粗糙表面和障碍体的形状、参数对散射场的影响.     

声速及加载速率对混凝土强度及声发射特征影响的试验研究

利用SAM-2000三轴试验机及声发射仪对C30混凝土试样进行不同加载速率下的单轴压缩声发射试验,得到了试件应力及声发射特征的时间曲线,并对比分析了试件宏观破坏形态及声发射三维定位图.研究表明:(1)混凝土试件声速值标准偏差大,离散性高,综合物理性能相差较大;(2)加载速率及声速值对混凝土力学性能没有表现出简单的正相关...     

含单轴媒质和多层金属栅的多层介质结构电磁散射分析

应用有限元法结合Floquet定理分析含单轴媒质和多层金属栅周期性结构的多层有耗介质结构的电磁散射特性.首先对单层单轴媒质和带有单层金属栅的介质平板的反射系数进行了计算,数值结果与文献报道结果一致,验证了理论模型与计算程序的正确性.在此基础上,计算了含单轴媒质和三层金属栅结构的多层介质平板的散射参数.数值结果表明,该方法可有效地分析含单轴媒质的多层介质中任意形状周期结构的散射特性.