玉米秆和稻草的能源利用研究

对玉米秆和稻草进行了热解特性研究。首先进行了原料热解过程中挥发物形成反应的研究,计算了反应动力学参数。在此基础上,利用固定床反应器进行了秸秆热解制备燃料过程的研究,主要探讨了热解过程中热解焦、液相产物的特性和可燃气体(包括氢气、甲烷、一氧化碳和乙烯)的产率和产量随热解温度的变化规律,以及添加氧化镁、三氧化二镍等催化剂的影响。此外,还研究了热解前后原料和热解焦的堆密度变化及热解过程中固、液、气三相产物的分布状况。     

土石坝低弹性模量混凝土防渗墙应力变形数值分析

目前关于在大坝除险加固过程中应用较多的低弹性模量混凝土防渗墙的工作性状及受力特性等方面的研究较少,有必要进行深入研究.对采用低弹性模量混凝土防渗墙加固的某土石坝典型断面进行了有限元数值分析,采用改进的Goodman单元模拟防渗墙与周围土体的接触面,计算了不同水位下防渗墙的应力变形情况,并将数值计算得到的水平位移值与实测值进行了对比.此外,还对比分析了不同弹性模量下防渗墙墙体的位移和应力变化情况,可供实际加固工程中防渗墙弹性模量取值时参考.     

基于 DIGIMAT 的混凝土等效弹性模量研究

通过解析法和有限元分析法在细观结构上研究了混凝土的弹性模量,并与试验比对进行多尺度分析并验证其可行性。在细观结构上混凝土可作为由水泥砂浆、骨料、界面和孔隙组成的多相复合材料,采用 DIGIMAT 软件建立混凝土细观力学模型。本文基于 DIGIMAT 预测了骨料体积比分别取0. 2,0. 4,0. 6 和 0. 8 时的混凝土等效弹性模量值,并分析了各个细观组成部分对混凝土等效弹性模量的影响。研究结果表明: 解析解和有限元数值解与试验测定值相比产生的误差均较小,但解析解与试验测定值更为接近; 随着水泥砂浆弹性模量的增加,混凝土弹性模量随之增加; 随着骨料纵横比的增大,混凝土弹性模量呈下降趋势; 孔隙率增加,混凝土弹性模量减小,界面层厚度增加,混凝土弹性模量也随之减小。研究成果可用于预测混凝土的等效弹性模量。     

预测全级配大坝混凝土弹性模量的三相模型

在分析传统混凝土两相复合材料弹性模量计算模型不足的基础上,考虑混凝土中界面过渡区的影响,分析界面过渡区的体积与骨料体积分数、骨料颗粒级配和界面过渡区厚度之间的关系,建立预测混凝土弹性模量的三相复合材料模型,并在此基础上计算全级配混凝土与湿筛混凝土的弹性模量,并与已有试验结果进行比较,吻合良好。分析全级配与湿筛混凝土弹性模量比值与骨料及水泥基体弹性模量比值的关系,给出了随龄期变化时两者弹性模量比值的变化规律。     

天然滑坡的位移反分析

 本文提出了天然滑坡应用决定论模型的思想和有限单元法进行位移反分析的新方法。考虑的环境量主要为地下水位和江水位,效应量为钻孔倾斜仪测得的位移。为了使利用线弹性理论成为可能,从位移中挑选出以弹性为主要部分的卸荷回弹位移作为我们研究的对象。在采用直接法求出了滑坡体的等效弹性模量以后,用该弹性模量和有限元法进行了稳定性计算。等效弹性模量与试验值较一致;有限元法计算的稳定性安全系数与用沙尔玛法计算的接近。     

弹性模量的选择及其对拱坝应力分析的影响

在进行拱坝应力分析时,必须先确定基础及坝体的弹性模量值E_F和E_C。一般应通过室内和野外测试等多种手段进行。当没有条件测试时,可参照类似工程选用。这就提出了一个所选用的弹性模量值对计算成果的影响问题。为了了解弹性模量值对拱坝应力分析的影响,西北口水库拱坝计算按基础和坝体的弹性模量不同组合情况进行了电算,现就主要计算成果作一简要分析。     

高喷灌浆防渗墙静力计算模型探讨

从断裂力学理论入手,在连续介质力学的框架下,对高喷灌浆防渗墙进行了静力分析。采用非线性增量有限元法,模拟了整个高喷墙的应力变形特性,提出了其切线弹性模量的计算模型和方法。通过工程实例及室内试验,将理论计算结果与试验结果进行了对比,结果表明,理论值较试验值普遍偏大2%~3%,精度满足工程需要。     

灌浆前后岩体弹性模量的检测

采用钻孔弹性模量计对三峡F2 15断层带灌浆试验不同时期的岩体弹性模量进行了测试 ,测试值反映了灌浆前后断层带岩体弹性模量值的变化 ,为评价灌浆效果提供了一个较好的指标     

基于环境激励的砖砌体弹性模量识别

弹性模量是砌体结构安全性的重要指标。通过对6个砖砌体试件分别进行500组环境激励与35组人工激励的动力测试,获得砌体试件的基本频率,并将其计算值进行对比,验证环境激励识别砌体试件基本频率的可行性。根据砌体试件弹性模量与基本频率的关系,计算了环境激励下砌体试件的弹性模量,计算结果与试验结果和我国现行规范取值吻合较好,为进一步研究砌体结构损伤识别及进行有限元分析提供了基础资料。     

利用实测位移资料估计坝体混凝土的实际弹性模量

取样测试证明,完建或运行多年后的坝体混凝土实际弹性模量一般同设计阶段的室内试验值有较大的差异,而这样的实际弹性模量对于正确计算坝体的应力及其分布有着重要的意义。本文按观测反演分析概念,利用刘家峡主坝1715廊道位移的实测资料来反求坝体的实际弹性模量。由于缺少该坝地基弹性模量的确切值,因此,本文最后给出坝体混凝土弹性模量E_c与地基弹性模量E_r的函数关系式。所提的方法可供参考使用。     

页岩气开采区地下水脆弱性评价模型

为了更准确评价页岩气开采过程中水力压裂和废水回注对地下水的影响,需要采用不同指标体系的模型对地下水脆弱性进行评价。通过分析页岩气开采过程中污染物的潜在运移途径,在DRASTIC模型的基础上分别建立了开采井区地下水脆弱性评价模型DIRTEV和回注井区地下水脆弱性评价模型DIRWOCT。根据相关资料对模型中各评价因子进行了分级及评分,运用模糊综合矩阵法确定了各因子权重,并利用单参数法对评价结果进行了敏感性分析。对四川某页岩气采区的评价结果表明,所建模型能较好地应用于页岩气开采区地下水脆弱性评价。     

考虑界面过渡区非均质性的混凝土弹性模量预测

混凝土骨料与水泥浆体间界面过渡区(ITZ)厚度虽小,却表现出较强的微观结构非均质性,并对混凝土弹性模量产生显著影响。本研究充分考虑ITZ的非均质特征,由水泥浆体与其中的孔隙形成等效基体,非均质ITZ与骨料形成等效颗粒,再由等效基体与等效颗粒形成混凝土等效均质体,基于细观夹杂理论提出了一种混凝土弹性模量预测的多相夹杂模型,模型预测结果与试验结果吻合较好。定量分析还表明:界面过渡区非均质性对混凝土弹性模量影响显著,ITZ非均质程度越高,混凝土弹性模量越低;弹性模量随界面过渡区厚度、水泥浆体孔隙率的增大而逐渐降低,随骨料含量的增大而增大。     

岩体工程力学参数取值方法研究Ⅰ:原位试验与定量类比

针对合理确定岩体工程力学参数的难题，在原位试验技术、定量类比方法和数值仿真试验等方面开展了系统研究，形成了包含“一设备、一库、一平台”综合确定岩体工程力学参数的方法体系。本文研发了适用于常规地质钻探的岩体质量随钻测试和岩体力学参数原位试验设备，建立了依据随钻实测参数评价岩体质量的方法以及岩体强度、耐磨性指标与随钻参数的定量关系，提出了通过孔内弹模剪切试验快速获取不同岩层岩体抗剪强度和弹性模量的技术和方法；同时，构建了包含81个工程681组不同类型岩体抗剪强度试验资料数据库，深入研究了不同类型岩体抗剪强度参数的统计特性，提出了基于Bayes方法和可靠度理论，利用大样本数据库资料和少量具体工程试验成果来确定岩体参数的定量类比方法。     

干燥与潮湿环境下混凝土抗压强度和弹性模量发展分析

试验测量了C30、C50、C80混凝土在标准养护和自然干燥环境下典型龄期的轴心抗压强度和抗压弹性模量,结果表明干燥条件下混凝土的抗压强度和弹性模量普遍降低。采用成熟度法和水化度法分析了混凝土强度和弹模发展规律;分析了内部湿度对混凝土水化速率的影响机理,建立了湿度影响水泥水化度、进而影响强度和弹性模量的计算修正模型;模型结果与试验结果对比,二者吻合良好。最后对比分析了两种混凝土弹模- 强度关系模型,结果表明对于普通与高强混凝土采用统一的模型参数不可取。     

软弱岩体蠕变模型辨识与参数反演

压缩蠕变试验是了解岩体蠕变力学特性的重要手段。通过对大岗山水电站坝区软弱岩体现场压缩蠕变试验资料的分析,揭示坝区软弱岩体具有瞬时弹性变形、减速蠕变和弹性后效特性。通过对各种流变组合模型的辨识,确定采用广义开尔文模型来反映坝区软弱岩体的压缩蠕变特性。根据辨识的蠕变模型推导出了刚性承压板边缘岩体表面的压缩蠕变变形计算公式,据此采用优化反演法获得了坝区软弱岩体的瞬时弹性模量、黏弹性模量和黏滞系数等蠕变参数,从而为坝区边坡加固设计和稳定性分析提供了重要的岩体流变参数资料。     

非饱和黄土弹性模量与饱和度关系模型研究

为研究非饱和黄土弹性模量与饱和度的相关性,采用一种基于吸应力理论与粒子图像测速技术相结合的方法对典型非饱和马兰黄土重塑样品的弹性模量随饱和度变化规律进行测试与分析。该方法通过自主研制的多功能摄影测量装置获取饼状土样从饱和状态至干燥过程中的高分辨率数码图像与含水率变化数据,同时使用压力板仪与单轴压缩仪分别测试试样的土水特征曲线与泊松比。结合吸应力理论与极坐标形式应力-应变关系理论计算土样在不同饱和度状态下的弹性模量。3种干密度重塑土样在自然风干过程中的弹性模量变化测试结果表明,马兰黄土的弹性模量随饱和度降低而呈指数增大,提出了拟合弹性模量与饱和度关系的数学模型。     

蒲石河抽水蓄能电站地下厂房区三维地应力测量研究

为了解蒲石河抽水蓄能电站地下厂房区三维地应力情况,现场测试采用空心包体应变计法,共获得3个测点的三维应力数据,并综合考虑树脂弹模和泊松比、应变花位置、柱塞对环氧树脂套筒抗力和环氧树脂套筒与岩壁粘结情况等因素,修正了围压率定弹模计算公式.结果表明,考虑柱塞对环氧树脂套筒抗力等因素影响的弹模修正计算结果比一般应变计弹模修正计算结果大3.8％;该抽水蓄能电站下厂房区域是以构造应力为主的中等偏低的地应力场.     

泥页岩浸水力学特性试验研究

为研究泥页岩遇水软化后力学特性变化,进行了泥页岩不同浸水时间下的常规三轴压缩试验,分析了浸水后岩石的应力-应变关系,研究了泥页岩水劣化力学参数变化规律研究。结果表明随着浸水时间的延长,试样的强度和弹性模量降低幅度较大,浸水对泥页岩的摩擦角影响较小,对黏聚力影响显著;试样破坏形式逐渐由脆性张拉劈裂破坏转变为拉剪破坏的混合破坏形式,软化作用越来越明显。岩石浸水时间对其强度、变形及破坏形式有较为明显的影响。研究结果可为该类岩体的岩土力学参数取值或力学分析提供参考。     

混凝土轴拉弹模衰减规律及损伤模型试验研究

为研究混凝土轴拉弹模衰减规律,采用循环加载的试验方法,获得混凝土轴拉应力~应变全曲线,并对试验过程中的弹模衰减现象进行描述,拟合弹模衰减的演化曲线。根据弹模损伤定义,建立损伤模型进行试验研究,进而结合应力~应变全曲线,得到混凝土轴拉损伤演化方程,建立了以弹模定义损伤变量的试验确定方法。所得成果为混凝土损伤过程研究提供参考。