3D打印裂隙岩体动态力学性能及能量耗散规律初探

地下岩体结构经常遭受到地震、爆炸、冲击振动等产生的动力扰动，利用3D打印技术的优势研究冲击荷载下岩体动态力学性能对实现3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。采用φ50 mm的变截面霍普金森压杆(SHPB)装置，对含预制裂隙的3D打印岩体试样进行动态单轴压缩试验。研究结果表明：试样的动态抗压强度随着预制裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势，当预制裂隙倾角为30°时试样强度最小，当预制裂隙倾角为90°时试样强度最大。与3D打印岩体试样的静态单轴压缩强度对比发现，3D打印砂性材料具有明显的率效应，当应变率为139.65 s^-1时，3D打印岩体试样的动态抗压强度是静态抗压强度的4.34倍。预制裂隙缺陷在一定程度上加剧了试样的能量耗散和破碎过程，并且30°倾角预制裂隙对试样能量耗散和破碎结果的影响程度最大。同时，3D打印岩体试样的能量耗散过程与破碎块度表现出明显的自相关性，所用的3D打印砂性材料的宏观破碎结果与能量耗散之间的关系与天然岩石材料有一定相似性，为今后3D打印材料模拟天然岩体应用于动态力学试验的可行性奠定了基础。     

高温对煤炭地下气化围岩损伤的影响

煤炭地下气化是煤炭无害化开采技术创新战略方向之一，该技术可以回收老矿井废弃煤炭资源，对传统采煤技术难以开采的煤炭资源进行原位清洁转化。气化过程中燃空区形成带来的结构应力和高温造成的热应力共同作用对岩石造成损伤。以大城勘查区深部煤层为气化对象，得出典型围岩热物性及力学参数随温度变化规律。基于连续损伤力学理论，在平滑Rankine损伤模型的基础上提出高温岩石损伤变量模型，使用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件对深部煤层地下气化过程围岩温度、主应力、损伤变量进行模拟研究。结果表明，5种典型岩石的比热容随温度升高整体呈上升趋势，导热系数随温度升高整体呈下降趋势，抗压强度和弹性模量随温度变化规律差别较大。围岩受温度影响范围随气化时间呈指数变化，气化10 d时，温度影响范围仅为3.27 m;气化50 d时，温度影响范围达到5.73 m;气化100 d时，温度影响范围为8.21 m;气化400 d时，温度影响范围达到18.20 m。结合地下气化过程中普遍采用的控制注气点后退气化法，岩石处于高温区的时间在40 d左右，温度场对围岩的影响范围约为4.7 m。燃空区上方及两端均出现损伤...     

建筑物掏土纠倾法单孔与多孔塑性区特性研究及工程应用

在建筑物水平掏土纠倾工程中，掏土孔间距是影响纠倾工程安全与工期的重要因素。为了快速准确地确定纠倾工程中的水平掏土孔间距，研究了单个掏土孔和多个掏土孔情况下孔周边土体塑性区发展特性。利用土体塑性力学分析计算得到了单孔下的孔周土塑性区半径，而后通过有限元模拟得到孔周土体塑性区半径的数值解，将孔周塑性区半径解析解与数值解进行了对比。并通过有限元数值模型研究了多个掏土孔相互影响情况下的塑性区发展规律，以孔间土体塑性区贯通时的距离作为掏土孔间距。考虑土体参数随机特性的影响，研究不同上部荷载作用下掏土孔间距的取值变化规律，上部面荷载与地基承载力特征值比值用p表示，孔间距与掏土孔直径比值用n表示。研究发现：多孔塑性区半径（孔间塑性区贯通时）是单孔塑性区半径的1.3倍左右;标准化荷载p与孔间距比值n二者呈线性关系;通过不同土体参数及上部荷载的不同情况下的p-n曲线，给出了掏土孔间距建议值。同时，将研究结果与三个实际工程进行对比，发现p-n曲线法与实际结果更为接近。     

挡墙平动模式下邻近长-短桩复合地基基坑土压力试验研究

针对邻近长短桩复合地基基坑土压力，通过室内模型试验，研究邻近长-短桩复合地基基坑开挖过程中，随着基坑侧壁水平位移的发展，基坑土压力分布曲线的变化规律。研究表明：挡墙发生位移时，短桩加固深度范围内，邻近长-短桩复合地基挡墙土压力小于天然地基条件下的土压力，短桩桩端下部挡墙土压力则显著大于天然地基条件下的土压力；在计算邻近长-短桩复合地基挡墙土压力时需考虑短桩桩端附加荷载的影响；邻近长-短桩复合地基条件下的基坑土压力可近似等效为桩间土附加应力、短桩附加应力与长桩附加应力分别产生的基坑土压力的代数和，据此建立了邻近长-短桩复合地基基坑土压力的简化计算方法。     

Understanding enhancing mechanism of Pr6O11 and Pr(OH)3 in methanol electrooxidation

The presence of oxygen vacancies and hydroxyl groups are both favorable for the methanol electrooxidation on Pt-based catalysts.Understanding and differentiating the enhancing mechanism between oxygen vacancies and hydroxyl groups for high activity of Pt catalysts in methanol oxidation reaction(MOR)is essential but still challenging.Herein,we developed two kinds of co-catalyst for Pt/CNTs,Pr₆O₁₁is rich in oxygen vacancies but contains substantially no hydroxyl groups,while Pr(OH)₃ possesses abundant hydroxyl groups without oxygen vacancies.After a seque nce of designed experiments,it can be found that both oxygen vacancies and hydroxyl groups can improve the performance of Pt/CNTs electrocatalysts,but the enhancing mechanism and improving degree of oxygen vacancies and hydroxyl groups for the MOR are different.Since the oxygen vacancies are more conducive to increasing the intrinsic activity of the Pt catalyst,and the hydroxyl groups play a decisive role in dehydrogenation and deproto nation of methanol,the co-catalysts with both oxygen vacancies and hydroxyl groups mixed with Pt/CNTs have higher catalytic performance.Therefore,hydroxyl-rich Pr₆O₁₁·xH₂O was prepared and used as MOR electrocatalyst after mixed with Pt/CNTs.Benefiting from the synergistic effect of oxygen vacancies and hydroxyl groups,the Pr₆O₁₁·xH₂O/Pt/CNTs shows a high peak current density of 741 mA/mg,which is three times higher than that of Pt/CNTs.These new discoveries serve as a promising strategy for the rational design of MOR catalysts with low cost and high activity.     

捷克共和国完成乏燃料地质处置包的开发北大核心CSCD

2021年11月25日,斯柯达宣布捷克共和国乏燃料地质处置包的开发已经完成。处置包为一个耐腐蚀钢制成的密封容器,用于贮存VVER反应堆的高放射性乏燃料组件。捷克共和国有两座核电站——杜科瓦尼核电站和特梅林核电站,前者拥有4座VVER-440机组,后者有两座VVER-1000机组。两座核电站提供全国电力的三分之一。斯柯达表示,乏燃料包的概念将是将乏燃料组件放置在密封的不锈钢外壳内,然后再放置在两端密封的碳钢圆筒内。     

基于随机搜索树法的机械臂视觉伺服研究

在当今的工业应用中,机械臂完成某一特定作业任务的基础是进行轨迹规划。针对单纯基于图像的视觉伺服(the image-based visual servoing,IBVS),不能直接对相机或机械臂的运行轨迹进行控制,容易造成跟踪目标脱离视野、机械臂与工作空间障碍物相碰撞的问题,本文提出了三维随机搜索树算法(the three-dimensional Rapidly-exploring Random Trees algorithm,3D-RRT)实现机械臂的轨迹规划,将轨迹规划与视觉伺服相融合,使机械臂在跟踪移动过程中,满足图像视野范围限制和空间障碍物约束问题。在MATLAB平台建立算法仿真实验,结果表明三维随机搜索树算法(3D-RRT)可以较好解决基于图像的视觉伺服(IBVS)中存在的问题。     

样品温度对在线pH计测量的影响

在线分析仪表的种类繁多，在工业中的应用日趋广泛。作为其中的一类分析仪表，无论按被测介质的相态来划分，还是按照测量原理来划分，在线pH计通常都被划分为简单的一类分析仪表，掌握pH计的维护一般都会作为在线分析仪表从业者技能的最低要求。然而，pH计的测量原理实际上非常复杂，运行过程中也会出现种种问题需要解决。这其中样品温度的变化导致的测量误差会经常发生。本文就着重对于样品温度对于在线pH计的影响情况进行了探讨并给出了解决方法。