环形预制裂纹小冲杆试样评价脆性材料断裂韧性的研究

针对石油化工、核电等行业服役设备的材料脆化和性能劣化导致设备失效的问题,提出了一种评价在役设备材料性能的新方法。用环形缺口预制裂纹试样进行脆性材料的小冲杆试验,结合有限元模拟获得的回路J积分曲线,最终得到材料的断裂韧性值,J积分为46.18kJ/m2,并与标准CT试样试验得到的断裂韧性值进行比较,2种结果基本一致。环形预制裂纹小冲杆试样可以评价材料的断裂韧性。     

成形系数及强度组配对焊缝区裂尖力学特性的影响

为了解镍基合金焊接接头焊缝成形系数及强度组配对裂纹尖端力学特性的影响,借助有限元数值模拟手段,分析了焊缝成形系数及不同组配条件下裂纹尖端力学特性。低组配下,裂尖Mises应力、等效塑性应变及J积分均随着成形系数的增大而增大;等组配下,裂尖力学特性不变;高组配下,裂尖Mises应力、等效塑性应变及J积分均随着成形系数的增大而减小。随着组配比的增加,裂尖Mises应力随之增加,裂尖等效塑性应变和J积分逐渐减小。研究结果表明,强度组配对裂尖力学特性有较大的影响,焊缝成形系数对裂尖力学特性影响较小。     

用旋转桨粘度计测试乳化沥青的流变性

为了研究乳化沥青的流变性,采用旋转桨粘度计测试了20~50℃和45~100 r/min下乳化沥青试样的表观粘度,分别拟合了试样的表观粘度与温度、表观粘度与剪切速率的关系,根据Andrade公式计算了试样的表观流动活化能。结果表明,在试验条件下,浓度为60.75%的乳化沥青为假塑性流体,浓度为54.33%的乳化沥青为牛顿型流体;表观粘度随温度的升高呈指数规律下降;表观流动活化能分别为9.15 k J/mol和8.30 k J/mol。     

沥青混合料抗裂性能指标研究

采集典型高速公路现场沥青混合料试样，进行回收沥青的针入度、延度、软化点、动力黏度、运动黏度及BBR性能试验，以寻找与典型工程开裂程度相关性较好的试验指标。试验发现，动力黏度及运动黏度指标有较好的相关性：沥青混合料J积分临界值与实体T程沥青路面抗开裂性能有较好的相关性。但限于试样数量有限，所得结论还有待今后进一步研究，以进一步验证主要结论的可靠性。     

基于SBFEM任意角度混合型裂纹断裂能计算的J积分方法研究

混合型裂纹断裂能(GF)是裂纹扩展的判据之一,是裂纹扩展方向分析的基础。以往平面问题断裂能J积分方法的研究只是局限于Ⅰ型或是Ⅱ型,裂纹方向为水平方向。推导了Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹任意角度时线弹性材料J积分与应力强度因子(SIF)K之间的关系,提出将比例边界有限元法(SBFEM)用于J积分的求解。在数值计算中,通过用SBFEM、有限元法(FEM)和用推导公式计算J积分的对比,验证推导公式的正确性,同时也说明SBFEM计算J积分是精确的、方便的。根据数值计算的结果,对计算边界与裂纹的距离、计算单元的尺寸以及积分路径等诸因素对精度的影响进行一定分析。     

基于半圆弯拉试验的煤样抗拉及断裂性能研究

 为研究准静态加载条件下煤的抗拉及断裂性能,采用巴西圆盘劈裂法和半圆弯拉法对煤样进行抗拉性能对比测试;并开展不同切缝深度的半圆弯拉煤样断裂性能测试分析,探讨平面应变断裂韧度KIC和J积分断裂韧度对评价煤的断裂性能的适用性,研究切缝深度对半圆弯拉煤样的2种断裂韧度测定结果的影响;并结合受载过程中煤样表面应变监测和破坏后试样的工业CT扫描图像分别对煤样受载变形特征和破坏后裂纹展布规律进行分析。研究表明：半圆弯拉试验更适于测定煤的抗拉强度;当量纲一化的切缝深度 = 0.28时半圆弯拉煤样平面应变断裂韧度KIC离散度最小;煤样的J积分断裂韧度离散度更小,且更适用于评价煤的断裂性能。     

低温双引伸计法及厚钢板裂纹尖端张开位移δ-J的关系研究

为了研究低温下裂纹尖端张开位移(δ)与J积分的关系,提出一种较新的试验方法:低温双引伸计法。并且对厚度为40mm,强度为730～770MPa的低合金高强度锚链钢在温度为-20℃的低温环境下进行了低温双引伸计法试验。试验结果表明:低温双引伸计法在高强度钢韧性试验上的应用是成功的,而且具有准确性和经济性的优点;通过试验,对BS7448的公式进行了修正;得到了δ与J的线性拟合曲线,从而建立了在此种强度、温度和厚度条件下该钢的J积分和δ关系的定量公式。同时还讨论了转动因子为0.4和0.45两种情况下,δ值以及δ与J积分关系公式的变化情况。     

低温下铁路钢轨钢材的断口与弹塑性断裂韧性分析

青藏铁路的开通使得钢轨钢材在低温环境下的使用愈发广泛起来,其在低温下断裂性能的研究工作重要性也随之凸现。通过对青藏铁路常用的两种钢轨钢材类型U71Mn和U75V制作三点弯曲试样在20、0、-20、-40℃以及-60℃情况下进行试验,并利用断裂力学理论,计算得到了这两种钢轨钢材在不同温度下的裂纹张开位移CTOD与J积分值,并对这两种钢轨钢材在低温下的断裂性能进行了系统总结和分析。对低温条件下钢轨的相关设计人员提供了一定的借鉴作用。     

矿物掺合料对混凝土耐久性的影响

采用海水热雨循环90次、海水浸泡90d两种试验条件对比研究了4种混凝土的强度、扩散系数、电通量和钢筋腐蚀电位等性能变化。结果表明,经热雨循环90次试样抗压强度较海水浸泡90d的高,掺加粉煤灰降低混凝土试样的早期强度,提高中后期强度;经热雨循环90次试样扩散系数较标样28d试样高,但电通量降低,海水浸泡90d试样扩散系数和电通量均较28d试样低,C30级试验扩散系数和扩散系数较C50级高,掺加粉煤灰提高混凝土试样28d的扩散系数和电通量,但降低海水浸泡90d和热雨循环90次的扩散系数和电通量;经热雨循环90次试样内钢筋腐蚀电位较标样28d试样低,海水浸泡90d试样内钢筋腐蚀电位较28d试样低,但高于热雨循环90次试样,C30级混凝土试样钢筋腐蚀电位下降幅度较大,个别试样内钢筋发生点蚀,掺加粉煤灰提高试样内钢筋腐蚀电位,对耐久性有利。     

阻锈剂对混凝土耐久性的影响研究

采用海水热雨循环90次、海水浸泡90 d 2种试验条件对比研究了4种混凝土的强度、扩散系数、电通量和钢筋腐蚀电位等性能变化。结果表明:经热雨循环90次试样抗压强度较海水浸泡90 d的高,掺加阻锈剂降低混凝土试样的强度;经热雨循环90次试样扩散系数较标样28 d试样提高,但电通量降低,海水浸泡90 d试样扩散系数和电通量均较28 d试样降低,C30级试验扩散系数和扩散系数较C50级高,掺加阻锈剂提高混凝土试样的扩散系数和扩散系数;经热雨循环90次试样内钢筋腐蚀电位较标样28 d试样降低,海水浸泡90 d试样内钢筋腐蚀电位较28 d试样降低,但高于热雨循环90次试样,C30级混凝土试样钢筋腐蚀电位下降幅度较大,个别试样内钢筋发生点蚀,掺加阻锈剂提高试样内钢筋腐蚀电位。     

Platinum and rhodium distribution in airborne particulate matter and road dust

In this work the platinum and rhodium content in the atmosphere of Madrid was monitored for 1 year at seven different sites. Samples were taken with medium volume PM-10 collectors (< 10 microm) for 48 h and analysed by ICP-MS. The Pt and Rh content was dependent on the sampling site, ranging from < 0.1 to 57.1 and < 0.2 to 12.2 pg m(-3) with a medium value of 12.8 and 3.3 pg m(-3), respectively. These results show that the Pt and Rh content in airborne samples depends on the traffic density per day and also on medium driving speed. Road dust < 63 microm was analysed at the same time and at the same location. The Pt and Rh content at the six sites analysed was in the 31-2252 and 11-182 ng g(-1) range with an average of 317 and 74 ng g(-1), respectively. The average Pt/Rh ratio obtained was 4.3. similar to that obtained for airborne particles (4.0), and agrees with that of the more commonly used gasoline car catalyst [J.J. Mooney, Encyclopaedia of Chemical Technology (1996) 982]. Platinum distribution as a function of particle size in airborne particulate matter was also studied, by sampling with two high-volume sample collectors, a five-stage WRAC (from 10 to 65.3 microm and total) and a seven-stages PM-10) cascade impactor (from 9 to < 0.39 microm). Platinum is associated with a wide range of particle diameters. Due to the ultratrace level of Pt in airborne samples, its distribution in the atmosphere could not be considered as homogeneous. No trend could be established in Pt distribution in the different fractions, except that in most cases the highest value of Pt was obtained in the < 0.39-microm fraction. The Pt content was usually high in airborne samples when the Pb, Ce, Zr and Hf content was also high, thus confirming that the source of these pollutants is from traffic.     

预设穿透型诱导缝的碾压混凝土等效强度及其断裂韧度尺寸效应研究

为了研究拱坝诱导缝强度和断裂特性,在两种尺寸的碾压混凝土长方体试件内埋设了不同削弱度的一片、两片穿透型诱导缝板。对其进行的轴拉试验表明,诱导缝等效强度存在明显的尺寸效应：对于相同削弱度,试件尺寸增加,等效强度降低,对本试验试件其最大降低值为0．278MPa。含诱导缝的结构断裂韧度随着削弱度的减小而增加：削弱度由0．342变为0．208时,小型和中型试件的断裂韧度分别从0．488MN／m^3/2、0．506MN／m^3／2增加到0．519MN／m^3／2、0．581MN／m^3／2。最后,在相同尺寸和削弱度下,诱导缝布置由一片改为两片及增大两片缝的闻距,都对降低等效强度有很大的作用：如对于削弱度为0．342,诱导缝布置由一片改为两片时等效强度最大降低了36．5％。对于小型试件,当缝距b／a从2．69降低到1.92时,等效强度降低了26．5％。对于大型试件,当缝距b／a从3．46降低到1．92时,等效强度降低了24．1％。这一试验结果表明实际大坝中合理布置诱导缝比单纯增加削弱度对降低诱导缝等效强度更有效。     

河南石盘沟金矿区J41、J12角砾岩体黄铁矿标型特征及找矿前景

文章对石盘沟金矿区产出的J41、J12号角砾岩体和祁雨沟金矿床典型含矿角砾岩体J5黄铁矿标型特征及其含矿性进行了探讨,并进行了详细的对比,研究表明,岩体的角砾形态、大小与含矿性没有直接的关系,角砾的含量与含矿性成反比;富矿黄铁矿一般呈他形粒状或碎裂状,粒度较细,颜色多呈浅铜黄色;角砾岩体富矿部位的温度较高,有明显的主爆峰。据此提出J41号角砾岩体的中心有较好的矿化前景,而J12号矿化前景较差。     

深部含水层渗透系数均匀试验研究

通过高应力作用下深部含水层19个试样的渗透系数均匀试验研究表明:渗透系数与有效应力呈指数衰减的变化规律,其表达式的回归系数受特征粒径D50,D30,D20和特性参数Cu以及孔隙率n的综合影响。试验研究和方差分析表明:零载荷下的渗透系数由n和D20决定;有效应力的影响系数受D50,D30和Cu控制,其中,D30的影响最为显著;D50越大、D30越小、Cu越小,则有效应力的影响系数越大。研究结果表明:高压力作用下渗透系数的变化规律及数值的大小可通过土体的颗粒级配参数和土体内有效应力的大小来预测。     

水泥固化滨海风积砂三轴试验研究

为了研究水泥对滨海风积砂的固化作用,设计了一系列三轴试验,分析了在高含水量状态下有效围压、水泥剂量和龄期对风积砂应力—应变曲线和孔压曲线发展规律的影响。结果表明:纯砂样的偏应力峰值和初始有效围压的拟合关系近似呈线性关系;在CD试验中,随着水泥剂量的增大,试样偏应力峰值明显增强,但低水泥剂量(2%)下偏应力峰值反而比纯砂样低;在CU试验中,由于水泥阻碍了孔压的消散,使得试样强度反而比砂样的略为降低;胶结样峰值强度与水泥剂量的拟合关系近似呈二次项关系;和7天相比,龄期28天对强度的贡献不大。试验结论对研究滨海地区风积砂路用性能具有实用价值。     

基于eCognition的绿地利用变化检测应用研究

基于高分辨率遥感图像提取绿地信息是分析和掌握城镇绿地分布格局及其动态变化的有效途径。本文采用不同时相的遥感影像资料,借助面向对象的分类方法、结合多尺度分割、地物光谱信息、植被指数等特征对绿地利用变化情况进行检测。     

高温后混凝土软化本构曲线的确定

结合高温后混凝土楔入劈拉法试验,采用3种常温下混凝土双线性软化本构曲线,借鉴常温下双K断裂模型中失稳韧度KIC,un,T与黏聚韧度KIC,c,T,起裂韧度KIC,ini,T间的定量关系,对高温后混凝土断裂韧度间的关系进行研究.结果表明：高温后黏聚韧度KIC,c,T的计算分为2种情况,用不同软化曲线计算得到的黏聚韧度值相近;由3种常温下的软化曲线计算得到的失稳断裂韧度值与实测失稳断裂韧度值能够较好吻合,现有软化曲线能较好地反映高温后混凝土断裂性能;同时验证了双K断裂模型对高温后混凝土的适用性.     

改善HPC韧性试验研究

用弯曲韧度作为评定ＨＰＣ混凝土韧性主要指标之一,研究改善其韧性的措施。在不掺纤维及聚合物材料条件下,采用改变骨料品种,外加剂引入微孔及粉体效应等,使高性能混凝土韧性显著提高。     

钢纤维高强混凝土抗弯试验研究

对钢纤维体积率(Vf)为0~3%的钢纤维高强混凝土(SFRHSC)进行抗弯性能测试,试验结果表明,SFRHSC试件整个破坏过程类似于钢筋混凝土适筋梁,且Vf越大,延性破坏特征越明显,荷载-挠度曲线的峰值越大,下降段越平缓。SFRHSC的抗弯强度和韧度均显著高于普通高强混凝土,而且极限抗弯强度与初裂抗弯强度的差值随Vf的提高而增大,但抗弯弹性模量未有明显的变化。     

粗聚烯烃纤维混凝土圆板弯曲韧性和表征方法

通过圆板试件研究了新型粗聚烯烃纤维混凝土的弯曲韧性,探讨了纤维掺量、纤维长度和基体强度等对圆板能量吸收值的影响规律.试验发现:纤维掺量与圆板能量吸收值成正比;纤维长度介于38~60mm时,圆板能量吸收值随纤维长度增加而增大,当纤维长度≥48mm时,其荷载-挠度曲线下降段出现应变强化特征,荷载有2次峰值.分析了美国ASTM C1550在评价韧性方面存在的问题,提出了以圆板初裂挠度为初始参考挠度,基于能量比值法的韧性指标评定方法,该方法可表征粗纤维对混凝土板初裂后韧性的贡献,并可直接与理想弹塑性材料的韧性指标进行比较.