过热与混溶处理对Al-30％Si合金微观组织的影响

对Al-30%Si合金进行过热处理及高低温溶体混溶处理,观察分析其微观组织的变化.结果表明:过热度温度区间为200～500℃时,随着温度的逐渐升高,初晶硅的平均尺寸略有减小,但形态依然为板片状和五瓣星状,而共晶硅的尺寸与形貌基本保持不变;高低温熔体混溶处理对合金组织的改善作用有限,在低温熔体温度为760℃时效果较好,初晶硅平均尺寸略有减小,五瓣星状的初晶硅基本消失,但共晶硅的尺寸与形貌未变.     

监测顶板运动 预报煤和瓦斯突出

文章介绍了松藻打通一矿监测顶板运动,预报煤和瓦斯突出的经验,并观测到顶底板移近速度变化的升而复降是发生煤和瓦斯突出的先期预兆,并准确地预报了煤和瓦斯的突出。     

循环荷载下深部煤层工作面顶板砂岩的渗透率演化规律

随着技术的进步以及浅部矿产资源的枯竭,深部矿产资源开发与利用将成为常态。深部岩石的物理力学性质复杂,往往处于循环加卸载的应力条件。深部地下水的压力较大,是深部煤矿的重大安全隐患之一。顶板砂岩是工程最为常见的岩石种类之一,研究其力学性质及渗透规律对深部空间开发利用及矿产资源开采等都具有重要意义。以埋深约1 050 m的平煤12矿顶板砂岩为研究对象,采用循环加卸载声发射渗透实验对其渗透率演化规律进行研究。从应力-应变及损伤特征、耗散能密度占比、累计声发射事件数的增长速度、不同围压条件下的破裂面特征4个方面进行分析,总结了循环荷载下深部工作面顶板砂岩不同应力阶段的渗透率演化特征。实验结果表明:循环应力对深部顶板砂岩的作用可以分为压密作用与压裂作用2种机制,应力水平较低时主要起压密作用,应力水平增大到屈服强度的60%以上时则表现为压裂作用。岩样的渗透率在应力的压密作用下降低,在应力的压裂作用下升高。逐级增大的循环应力作用下,岩样的损伤以及耗散能密度占比均表现为先因压密作用减小,再由压裂作用而增大的演化规律,并且两者与渗透率演化呈正相关关系。整个实验过程中围压对岩样起压密作用,且随着围压的增大,渗透率减小的程度更大。顶板砂岩的破坏形式对破坏时的渗透率具有显著影响。岩样的破裂面角度随着围压增大而减小,岩样破坏时产生的贯通裂隙有轴向与横向2种形式,产生轴向贯通裂隙时的渗透率远大于岩样的初始渗透率,而产生横向贯通裂隙时的渗透率变化较小。综合5个岩样的渗透率演化情况,得到岩石渗透率在逐级增大的循环荷载下具有4个明显的阶段特征。渗透率在较低应力的循环中因压密作用减小;随着循环应力的增大,在压裂及损伤作用下增大;在应力达到岩样抗压强度发生破坏时因破裂面的产生骤增;破坏后因大幅下降的应力的压密作用再次降低。     

煤矿开采中的岩层应力分布与变形移动的DDA模拟

应用DDA数值方法模拟分析了深部煤矿开采中上覆岩层的应力场变化和变形移动规律,并与相似物理模型试验进行了对比。结果表明:DDA法可以有效地模拟出上覆岩层的应力场变化趋势和变化范围、不连续块体的变形和位移、岩层垮落和“离层”现象。数值模拟结果与模型实验结果相吻合。     

温度压力耦合作用下的岩石屈服破坏研究

以深部开采为背景,讨论了温度和压力对深部岩石变形和破坏规律的影响。将岩石的屈服破坏过程视为能量释放和能量耗散的过程,根据最小耗能原理导出了温度和压力耦合作用下的深部岩石屈服破坏准则。该准则具有明确的物理意义,即当岩石的塑性耗散能及温度梯度引起热传导的耗散能累积耗散到一定程度时,岩石就会发生破坏失稳。     

钢纤维混凝土隧道的耐久性能研究

大型土木工程结构中,材料的腐蚀对其结构耐久性具有很大的影响,因而正确分析和认识材料腐蚀的原因至关重要。尤其对于地铁隧道这种特殊地下工程的耐久性能更为重要,针对地铁隧道的杂散电流腐蚀问题,对钢纤维混凝土结构进行了杂散电流腐蚀试验,根据钢筋混凝土腐蚀破坏和钢纤维混凝土腐蚀破坏的等效原理,建立了钢纤维混凝土结构在杂散电流腐蚀作用下结构破坏的预测模型。     

不同加载速率下煤岩采动力学响应及破坏机制

研究煤岩在不同加载模式与不同加载速率下采动力学响应及破坏机制对认清煤矿动力灾害本质具有指导意义。基于塔山煤样,先后设计与开展了单轴拉伸与压缩、常规三轴及采动力学试验。获得了不同加载模式下煤样的力学特征参量和变形破坏特性。进一步对比分析了常规三轴试验与采动力学试验煤样变形特征的差异。得到煤样破坏前吸收能量密度随着轴向加载速率的关系,揭示了应力偏量是造成试样破坏强度和吸收能量密度提高的原因,是破坏产生的本质原因,但其受控于围压的临界值,及煤样损伤发生具有的时间效应。建立了采动力学条件下考虑加卸载过程中材料损伤的煤岩黏弹性模型屈服准则,包含有效体积应力的影响、应力差的影响、轴向加载速率的影响及围压卸载速率的影响,新的黏弹性模型屈服准则可以很好地解释加卸载速率引起的材料屈服强度变化。     

热力耦合路径下花岗岩细观破裂特征及数值分析

岩体热力耦合下破坏机制及响应特征是防治与治理灾害发生的理论基础,也是高放射性核废料深地层处置关注的重要问题。细观尺度下,基于北山花岗岩单轴拉伸实验,考虑3种不同耦合路径,对比分析试样破坏区域SEM图像,揭示细观破坏特征。并利用数值仿真,建立细观模型,分析了热开裂特征及能量变化规律。进而指出裂纹拓展数量与角度关系,同时分析了微裂纹空隙率与应力、角度关系。主要结果表明:不同耦合路径下裂纹扩展细观特征迥异,演化顺序迥异,耦合路径与非均质性对裂纹细观特征变化均有影响。     

U型截面GFRP泡桐木夹层板抗弯性能研究

通过对11个U型截面玻璃纤维增强复合材料（GFRP）泡桐木夹层板试件的三点弯曲试验研究,探讨了该类型组合截面试件的破坏形态、荷载变形特性、应变分布和发展特征,并分析了GFRP纤维铺层数、芯材厚度以及跨高比等参数对试件受力特征的影响.结果表明： GFRP纤维铺层数或芯材厚度增加,均能提高试件的极限承载力,且芯材厚度较大的试件,GFRP纤维铺层数增加对其极限承载力的提高更明显.对于芯材厚度为35mm的试件,当纤维铺层从4层增加到6层和8层时,其极限承载力可提高3370%和6659%.当跨高比从8增加到18,纤维铺层为4层和6层的试件刚度分别下降了8194%和7888%,极限承载力下降了5200%和3816%.与国外现有U型截面GFRP板桩对比,U型截面GFRP泡桐木夹层板刚度提高率为2924%~18197%.     

Top-down法评定金属材料里氏硬度测量不确定度

近年来倍受关注的质控图法和稳健统计-迭代法评定测量不确定度都属于Top-down法范畴。分别用质控图法、稳健统计-迭代法和GUM方法评定金属材料里氏硬度测量不确定度。结果表明:采用质控图法和稳健统计-迭代法计算的扩展不确定度基本一致,分别为5HLD和6HLD,用GUM方法评定的基于硬度计最大允许误差和硬度计示值误差的不确定度评定结果分别为16HLD和9HLD。质控图法和稳健统计-迭代法可真实反映实验室在期间精密度测量条件下的测量水平,随着CNAS对实验室质控要求的不断提高,该方法应得到普及。