基于分散机理的细粒土分散性判别方法研究

针孔、碎块、双密度计、孔隙水可溶性阳离子和交换性钠离子百分比等现有评价细粒土分散性的5种常规试验方法,操作过程繁琐,耗时耗力。基于细粒土分散机理,通过人工配制不同黏粒含量、不同碳酸钠质量分数的土样,研究细粒土分散性常规判别试验方法的适用性,提出快速准确评价细粒土分散性的方法。试验结果表明,分散土可分为物理性分散土（可称之为低凝聚性土）、化学性分散土、物理-化学复合型分散土,其中黏粒含量10%是细粒土产生物理性分散的界限。泥球、孔隙水可溶性阳离子和交换性钠离子百分比试验适用于所有细粒土,针孔和双密度计试验适用于黏粒含量不低于10%的细粒土。当黏粒含量低于10%时,采用泥球试验的判别结果作为判别依据;当黏粒含量不低于10%时,以泥球和针孔试验的判别结果作为综合判别依据,并且以最强的分散性判别结果为准。双密度计、孔隙水可溶性阳离子、交换性钠离子百分比和酸碱度试验仅作为细粒土分散机理的解释性试验,不参与综合判别。     

几种复合减水剂的分散效应与作用机理

采用合适比例的聚羧酸系高效减水剂复合改性脂肪族系、三聚氰胺系和萘系高效减水剂,制备了3种复合减水剂,研究了它们对水泥净浆性能及混凝土性能的影响;通过Zeta电位测定和X射线光电子能谱(XPS)分析研究了复合减水剂的分散作用机理.结果表明:脂肪族系-聚羧酸系复合减水剂是静电斥力起了主导作用,三聚氰胺系-聚羧酸系复合减水剂和萘系-聚羧酸系复合减水剂是聚羧酸系减水剂的空间位阻效应起了主导作用.     

原位热力加固分散土的影响因素及其作用机理研究

分散土是一种水敏性特殊土,常采用石灰等土壤固化材料进行改性处理,但是对于边坡工程,由于改性处理的施工工艺复杂,使得改性成本较高且效果往往达不到设计要求。通过泥球、碎块、针孔、双相对质量密度计等分散性判别试验以及微观结构检测、X射线衍射、红外光谱分析等微观试验,研究了原位热力加固分散土的影响因素及其作用机理。试验结果表明,温度、加热时间、压实度对热力加固分散土具有显著的影响。随着温度的升高、加热时间的延长、压实度的增加,分散土的分散性逐步减弱,直至消除。加热温度低于200℃时,分散土的分散性虽然减弱,但具有可逆性;高于200℃以上时,分散土彻底失去分散性,且具有不可逆性。分散土经过高温处理后,通过颗粒失水凝聚、盐矿物形变胶结等作用,使得颗粒团聚结构增强,水溶性离子溶出量减少,土体碱性降低,双电层厚度减小,进而土颗粒间的引力大于斥力,分散性减弱甚至消失。研究结果表明,原位热力加固技术是一项很有前景的特殊土边坡稳定处置技术。     

磺化纤维素开发用作新型减水剂及其分散机理研究

以纤维素棉桨粕为基材,氯磺酸为磺酸试剂,二氯甲烷为分散剂,一步法合成了磺化纤维素(SC).采用红外光谱(FTIR)、核磁共振碳谱(<'13>CNMR)、扫描电镜(SEM)、X-衍射(XRD)等分析手段对产品结构进行了表征,并考察了纤维素聚合度、原料配合比、反应温度、反应时间等合成工艺参数对CS减水剂分散性能的影响.从C...     

可再分散乳胶粉在干混砂浆中的作用机理及应用研究

本文介绍了可再分散乳胶粉在干混砂浆中的作用机理,以抗裂砂浆为基础,试验了乳胶粉对干混砂浆压折比、拉伸粘结强度等基本性能的影响,研究表明:在乳胶粉共聚物品种相同的情况下,由于不同生产厂家生产工艺的不同,乳胶粉性能有所差异,对干混砂浆性能有着明显的影响,在选择胶粉时应综合考虑其在相应砂浆中的性能,并阐述了乳胶粉在干混砂浆中的应用。     

管棚作用机理分析和力学模型建立

对管棚支护的力学效应予以分析,给出了管棚注浆量的计算方法,并在此基础上得出了简化后的力学模型,提出了建立管棚支护体系力学模型的基本观点和简化原则。     

混凝土高效减水剂作用机理新进展

高效减水剂是一种在砼坍落度基本相同的条件下能大幅度减少拌合水用量的外加剂，又称超塑化剂。本世纪６０年代，以β－萘磺酸盐甲醛缩合物和磺化三聚氰胺甲醛缩合物为主体的两类高效减水剂的生产和广泛应用，促进了砼发展史上第三次重大技术突破，目前以高流动性，高强度和高耐久性为主要特点的高性能砼的日益发展，极大地促进了新型高效减水剂的开发及其作用机理的深入研究。最新研究成果表明：高效减水剂的作用机理主要有两个，即     

分散剂PVP和PC对MWCNTs的分散效果及机理研究

得到分散效果好且稳定的MWCNTs分散液是利用其进行水泥基材料改性的前提。用PVP和PC作为分散剂通过超声分散的方法对MWCNTs进行分散试验,对不同分散方式得到的MWCNTs分散液进行吸光度测试和透射电镜的检测,试验表明最优分散剂为PVP和PC以1∶1的质量比复掺,分散剂的最优用量为MWCNTs质量的4倍,超声分散后可以得到分散效果好且稳定性高的MWCNTs分散液;机理研究表明PVP覆盖在MWCNTs表面消除了管与管之间的相互作用,PC通过共价键连接MWCNTs表面减弱了MWCNTs之间的范德华力,都起到很好的分散作用;同时试验研究表明PVP和PC作为分散剂对水泥的凝结硬化及强度的发展没有影响,与水泥基材料具有好的相容性。     

聚羧酸类减水剂的合成及其分散性能和机理研究

以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为原料共聚合成了梳型结构的聚羧酸类减水剂(PC),研究了支链长度等因素对分散性能和水泥砂浆强度的影响.结果表明,不同长度的支链之间存在协同效应,综合分散性能提高;PC在水泥颗粒表面形成了核壳结构的聚集体,它的空间位阻有助于提高分散稳定性,PEG长支链和短支链单体的混合使用能够更好地改善水泥砂浆的强度.折固掺量为0.3%,水灰比0.29时,水泥净浆流动度达335mm,120 min经时流动度为220 mm.     

长距离泵送水下不分散混凝土的应用技术研究

通过混凝土配合比的优化设计,应用复合胶凝材料技术并结合掺用絮凝剂技术,配置了长距离泵送水下不分散混凝土,研究出了适合水下浇筑环境的浇筑方法。该方法使混凝土的工作性和力学性能等各项指标均满足了工程设计要求,在上海金山铁路改建工程黄浦江特大桥主桥工程中得以成功应用。     

混凝土中水分迁移机理与模型研究评述

综合论述了混凝土在不同环境条件下水分迁移机理与理论模型，以及国外在该领域的最新研究进展，同对高性能混凝土必须考虑自干燥效应对非线性水分扩散方程的修正，以及对高性能混凝土水分迁移基本问题的思考与今后研究的重点。     

基于数值模拟的新拌混凝土竖直泵送流动行为

借助数值模拟研究了3种流动性的混凝土在竖直向上泵送时的管内流动行为,分析了混凝土内部压力和流速的分布规律.结果表明：泵送压力主要受润滑层性质的影响,其纵向分布与管壁阻力沿程变化规律有关,截面中心的泵送压力略高于管壁处;混凝土在管内的流动存在“前进—扩散—滞留堆积—汇聚”的行为特征,并据此分析了润滑层的形成和粗骨料的迁移,解释了泵送离析和堵管的原因.     

混凝土受气固两相流冲蚀损伤机理与评价研究

采用气固两相流冲蚀试验系统对混凝土进行了风沙冲蚀损伤试验,并通过扫描电镜(SEM)对其损伤表面的微观形貌进行了分析.结果表明:在低冲蚀角下,混凝土的风沙冲蚀损伤破坏表现为表面划伤破坏,在高冲蚀角下,其破坏表现为冲击压痕破碎破坏,随着下沙率的增大,其冲蚀率呈先升高后降低的趋势;提出了一种混凝土受风沙冲蚀损伤评价方法,可为混凝土的风沙防护及耐久性评价提供依据.     

典型工业环境下混凝土硫化机理与预测模型

在典型工业环境下开展了混凝土的快速硫化试验,研究了水灰比、温度和SO₂体积分数对混凝土硫化深度的影响.建立了典型工业环境下混凝土的硫化深度预测模型.采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析了混凝土的硫化机理.结果表明：混凝土硫化深度随着硫化龄期的延长而增大;水灰比为0.57的混凝土在50 ℃、SO₂体积分数为0.9%条件下硫化20 d时硫化深度最大,达到5.27 mm;混凝土在硫化前期的硫化产物为针状钙矾石晶体,硫化20 d时生成大量板状石膏晶体.     

基于实际分布的花岗岩颗粒流模拟几何模型

岩石通常由不同组分组成,这些组分之间的类别差异与相互作用决定了岩石的宏观物理力学性质。以花岗岩为例,使用灰度阈值分割技术确定岩石中细观组分的具体类别与实际位置,使用平行连接表征颗粒间的胶结物,使用簇粒和聚粒分别表征黑云母、长石和石英,建立了考虑细观组分实际类型和分布的花岗岩颗粒流数值模拟的几何模型。结果表明:使用数字图像处理所得组分类型和位置可以作为建立数值模拟几何模型的基本数据;不同组分可以使用簇粒和聚粒来表征;不同组分的细观物理力学参数对花岗岩宏观力学行为有较大影响。由于细观组分的实际分布与细观物理力学性质控制了岩石的变形破坏过程,本文方法为研究岩石材料力学行为提供了一条新的研究途径。     

城市路网交通流动态模型研究

从交通流的内在机理出发,通过对路网各交叉道口、路段目点和陷点的流量等参数的数量关系描述,导出用路段端口流量、速度、密度等参数表示的路段流量净增量方程组、路段间流量转移方程组、路网边界方程组以及路网总流量方程组等方程组群,全面描述路网各路段流量、速度、密度等交通参数的动态数量关系。只要路段端口流量、速度、密度连续可观,则可通过联立相关方程组,求出各路段产生的动态流量、邻接路段间流量动态转移系数以及路网动态总流量等动态参数,且边界方程的定义使路网可任意分割,有利于局部交通流动态分析。     

砂土流滑运动的模型试验研究

砂土流滑发生时,大面积土体高速流动将导致巨大的人员伤亡和财产损失。流滑砂土运动距离、破坏范围的研究可以为抗震减灾提供依据。文章通过砂土流动的室内模型试验,记录了砂土在不同初始状态下的流态化运动过程。然后,选择砂土模型中的特征质点,标定其在构形图中的位置,计算并分析其应变变化情况。研究表明:砂土的流动过程可分为整体流动阶段和局部流动阶段两个阶段。随着砂土流动时间的增长,总应变逐渐增长,应变率先增加后减少。     

螺旋升流式反应器的流态特性及流动模型研究

通过示踪试验以及计算流体力学软件Phoenics3．6对SUFR系统单元反应器的流态特性以及流动模型进行了研究。结果表明，SUFR反应器兼有推流与全混流的特点；SUFR单元反应器内的水流以螺旋方式行进，有助于反应器形成推流特征；SUFR单元反应器内的流动模型可以看作8个单元反应器串联而成，其中推流单元反应器与全混流反应器间隔排列，推流流态的容积占有率约为63％，其推流特征较为明显。     

两性梳形共聚物对水泥浆体分散的影响及机理

合成了一系列含有不同阴/阳离子基团摩尔比的两性梳形共聚物,研究了其对水泥浆体分散、分散保持、吸附和水泥早期水化的影响规律,并初步探讨了其作用机理.结果表明:主链中适当引入阳离子基团可改善水泥浆体的分散性能,进一步提高阳离子基团含量,吸附量增大,但水泥浆体的分散性能下降;共聚物分散保持性能随主链中阳离子基团含量增加而增强,其分散保持率和溶液中共聚物浓度呈负相关.两性梳形共聚物优异的分散和分散保持性能受吸附位置、吸附构象和早期水化的共同影响,且主链中阴/阳离子基团摩尔比存在一个最佳平衡值.     

OpenSees混凝土单轴本构关系二次开发

由于其强大的非线性分析功能,OpenSees越来越广泛地被应用于结构的非线性分析当中。混凝土本构模型是钢筋混凝土结构非线性分析的基础。详细介绍了在OpenSees中添加新单轴材料本构的基本原理。Mander模型是应用最为广泛的箍筋约束混凝土本构模型之一,但OpenSees中尚未集成Mander模型。以Mander模型为例,介绍了箍筋约束混凝土单轴滞回本构关系的开发过程,并成功地将其集成到OpenSees中。最后用三个算例验证了新添加本构关系的实用性。