Evolution of cracks in the shear bands of granite residual soil

The evolution of shear bands and cracks plays an important role in landslides. However, there is no systematic method for classification of the cracks, which can be used to analyze the evolution of cracks in shear bands. In this study, X-ray computed tomography (CT) is used to observe the behavior of granite residual soil during a triaxial shear process. Based on the digital volume correlation (DVC) method, a crack classification method is established according to the connectivity characteristics of cracks before and after loading. Cracks are then divided into six classes: obsolete, brand-new, isolated, split, combined, and compound. With evolution of the shear bands, a large number of brand-new cracks accelerate the damages of materials at the mesoscale, resulting in a sharp decrease in strength. The volume of brand-new cracks increases rapidly with increasing axial strain, and their volume is greater than 50% when the strain reaches 12%, while the volume of compound cracks decreases from 54% to 21%. As cracks are the weakest areas in a material, brand-new cracks accelerate the development of shear bands. Finally, the coupling effect of shear bands and cracks destroys the soil strength.     

车轮材料对轮轨系统匹配性能的影响

利用MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机研究4种含碳量不同的车轮材料分别与PD3热轧钢轨进行匹配的磨损与疲劳性能。结果表明：随着车轮材料的含碳量增加,硬度增大、耐磨性增强,导致磨损量降低,轮轨系统的磨损量呈现先减小后增大的趋势;车轮试样的塑性变形层厚度随含碳量的增加而减小,抗疲劳性能加强;车轮试样表面由严重剥落损伤向轻微剥落转变,伴随有一定的黏着磨损;钢轨试样表面以剥落磨损为主。     

基于基准面提取的物料体积在线测量方法

针对测量装置与物料放置底面相对姿态变化影响测量结果的问题,提出一种实时校正及积分基准面提取的物料体积测量方法。该方法通过姿态传感器实时检测激光传感器的姿态,并获取被测物体表面点云,对点云归一化处理,多次迭代拟合确定积分基准面及被测物料边界,进行三维重建,最后提出基于剖分原理的三棱微元逼近的体积计算方法。利用提出的测量方法搭建测量系统,在多种工况下进行实测实验和对比分析,测量结果的平均相对误差为1.69%,表明提出的方法具有较好的适应性及准确性,为物料体积测量提供了新思路。     

吸水体膨材料的制备和研究

以丙烯酰胺AM、丙烯酸AA为单体,在过硫酸铵等引发剂的作用下,与淀粉接枝共聚合成具有适宜吸水倍数和体膨倍数并具备较高强度的材料。考察反应中各因素对体膨材料性能的影响,根据实际应用选取较适宜合成配方(质量比):1.2淀粉+1单体(1.5AA∶1AM)+4%交联剂+0.72%引发剂(2过硫酸铵∶1亚硫酸钠)。在合成过程中添加廉价材料纤维,膨润土和石棉做强度支撑剂,降低材料成本,并考察支撑剂单独使用和复配使用对产物吸水性能、强度等影响趋势。评价不同种类及用量的吸水体膨材料对凝胶体系类堵剂性能的影响,探讨了体膨材料基本性能与影响效果之间的关系。     

高温干燥环境中C20和C30混凝土的体积稳定性研究

在高温干燥环境中,混凝土失水剧烈、凝结过快,易于产生开裂,导致混凝土强度和耐久性能显著降低。试验对比研究了常温和干热环境下,辅助性胶凝材料对C20和C30混凝土力学性能、体积稳定性和耐久性的影响。结果表明:(1)与常温养护相比,高温干燥环境中混凝土抗裂性能显著变差;(2)高温环境更有利于激发辅助性胶凝材料的水化活性,大掺量辅助性胶凝材料混凝土的力学性能下降幅度较小,更重要的是混凝土抗裂性能得到显著改善,使其体积稳定性与耐久性得到大幅度提高。     

一种中心型有限体积孔隙–裂隙渗流求解方法及其OpenMP并行化

为高效求解单相孔隙–裂隙渗流问题,发展一种基于任意网格的三维中心型有限体积渗流求解算法,并对其进行OpenMP并行化。该算法将压力置于单元中心处;使用串联弹簧模型在空间域离散;使用显式差分格式在时间域离散;使用动态松弛求解技术,逐个单元求解。算例研究表明,该算法与有限元相比具有类似的精度,但求解效率更高。OpenMP并行化使得该算法运算速度在CPUi7–3770上可提高至4.0倍,在CPUi7–4770上可提高至4.2倍;两台机器上的并行效率均高达50%以上。     

影响室内最小新风量的因素—关于人体呼吸源的解析

本文通过实验分别测量人体吸气和呼气的速度、温度、相对湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度,得到人体呼吸的基本性能参数。结合中国人员体型特征数据分析了不同年龄对耗氧量、二氧化碳释放量和新陈代谢的影响、不同运动状态对耗氧量、新陈代谢率和呼吸商的影响,数据结果与ASHRAE手册中的推荐值对比。实验结果表明,随着年龄的增长,人体的耗氧量、人体新陈代谢量和二氧化碳释放量呈现出了下降的趋势,人在轻度劳动时,人的耗氧量、呼吸商与手册中的推荐值是一致的,但是人体能量代谢率却比手册中的大10%左右.中等劳动和重劳动时人体耗氧量和新陈代谢率符合ASHRAE中的推荐范围,但是取值却偏向较大值。这为新风量和气流组织的优化设计提供了科学的理论依据。     

DBP和NA在发射药中扩散性能的分子动力学模拟

针对钝感剂在发射药贮存期间的扩散迁移影响发射药服役寿命的问题,采用分子动力学模拟(MD模拟)比较了小分子邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、聚新戊二醇己二酸酯(NA)在发射药体系中的扩散系数,探究了温度和硝化甘油(NG)含量对DBP、NA在双基发射药中扩散的影响,并分析了扩散机理.结果表明:5℃时DBP和NA在NC基体中的扩散能力相当,扩散系数均在10-12 m2·s-1数量级,25℃时DBP与NA的扩散系数分别为1.13×10-11 m2·s-1和5.13×10-12 m2·s-1,65℃时DBP与NA的扩散系数分别为1.88×10-11 m2·s-1和7.57×10-12 m2·s-1,85℃时DBP与NA的扩散系数分别为3.42×10-11 m2·s-1、1.11×10-11 m2·s-1,在相同温度下,钝感剂扩散系数的大小顺序为DBP>NA,这说明NA具有较好的抗迁移特性,该特性在高温时更为凸显;从微观角度分析温度对扩散机理的影响为:高温使原子间氢键作用峰值减小,即DBP、NA与NC的相互作用力减弱,并且体系的自由体积分数也变大,增大了分子运动的有效活动空间,更有利于DBP、NA扩散.DBP、NA的扩散能力随着增塑剂NG含量的增加而增强,添加NG使得DBP、NA与NC的相互作用减弱,因此DBP、NA运动更活跃,扩散能力增强.     

地浸采铀抽液井口密封装置的设计及应用

制作抽液井密封装置,实现密闭式抽液。利用潜水泵电机的最大输送能力,应用连通器负压原理,尽可能使周围的溶浸液通过含矿含水层定向流向抽液井,增强地层溶液的渗透能力,在保证潜水泵设备正常运转情况下,提高单孔最大抽液量。经改进密封装置,人为提升抽液井静水位,基本实现抽液井内无气体全充液,延长潜水泵电机正常使用寿命。该密封装置在地层渗透性较差的砂岩性铀矿床开采中使用效果尤为明显。