非饱和土等效时间流变模型

为了理论分析流变速率效应力学特性,需要建立非饱和土流变模型.首先把非饱和土屈服面分为LC和SI屈服面。其次根据LC屈服面的压缩蠕变公式,利用等效时间法建立相应的黏塑性体应变速率公式,结合巴塞罗那屈服方程和相关联流动法则,获得LC屈服面的三维流变速率方程,揭示了本文与Gennaro-Pereira提出的LC后继屈服面方程的异同。再次,根据SI屈服面的吸力压缩蠕变公式,利用等效时间法建立相应的黏塑性体应变速率方程.最后,把LC和SI屈服面的流变速率方程与弹性方程相结合,建立非饱和土等效时间三维弹黏塑性模型.当不考虑流变速率效应时,LC和SI流变屈服方程可以退化到巴塞罗那模型的塑性屈服方程.理论分析了非饱和土一维流变特性,并与土工试验数据进行对比,两者较为吻合。三轴加载条件下的流变特性数值分析结果表明,按不同方式施加到同一恒载时,随着恒载维持时间的增长,不同加载方式引起的体积流变趋向一致,但剪切流变有较明显的差别.     

软土的等效时间线剪切流变模型

为反映软土剪切流变的非线性特性,建立剪切流变模型,修正了Singh-Mitchell提出的指数型剪切蠕变经验公式,使之适用于低修正应力水平工况.根据黏塑性剪应变-耗散剪应力-等效时间之间的关系方程推导出黏塑性剪应变速率与剪应力和黏塑性剪应变之间的函数表达式.把该表达式和剪切弹性模型相结合,建立了剪切弹黏塑性模型.以此模型为基础,不但获得了有效围压恒定时单级和多级荷载作用下的剪切流变解析解,而且还获得了有效围压和剪应力均随时间变化时的剪切流变积分解答.结果表明,流变模型能够较好地定量模拟三轴固结排水试验中多级加载作用下的剪切蠕变发展过程,合理地反映剪应变随修正应力水平(或剪应力)、有效围压和持续时间等影响因素变化的流变规律.     

纳米茉香精流变性能研究

采用ARG2 Rheometer型流变仪考察了温度对聚氰基丙烯酸正丁酯（PBCA）纳米大花茉莉香精体系流变性能的影响。主要对其进行了5～50℃的温度循环扫描,并对5℃、25℃和50℃三个温度下的纳米香精体系的流变性能进行了研究。结果发现：纳米香精的黏度曲线在温度循环扫描中基本重合,黏度与温度呈反比关系。不同温度下的纳米香精体系呈现了不同的黏弹性特征,5℃下主要呈黏性特征,25℃下则以弹性特征为主,50℃下体系由黏性特征逐渐转变为以弹性特征为主。该纳米香精符合Herschel-Bulkley流体模型,纳米香精体系经测定属于剪切变稀的假塑性流体,其表观黏度在低剪切速率时较高,随着剪切速率的增大急剧下降,在剪切速率大于1S-1纳米香精的黏度逐渐趋向平缓。     

颗粒组分特性对稠密细颗粒固液两相流流动特性的影响

为进一步探讨旋转工况下稠密细颗粒固液两相流的流动特性,分析颗粒浓度、粒径和剪切速率对固液两相流流动特性的影响,以玻璃珠、水固液混合介质为研究对象,首先分析了颗粒浓度和粒径对群体颗粒沉降速度的影响;然后通过旋转流变仪测量了不同工况下流体的剪切应力与粘度,在回归分析的基础上获得同一粒径下不同浓度流体的流变特性曲线和粘度曲线;最后通过正交实验表(L8(4×24))分析了颗粒浓度、粒径、剪切速率对混合介质流变性能变化的影响。结果表明:在旋转工况下,稠密细颗粒固液两相流符合膨胀性非牛顿流体特征,粘度与剪切速速率呈递增指数关系,流体粘度随颗粒粒径的增大而减小,随颗粒浓度的增大而增大;对混合介质流变性能影响最大的因素是颗粒体积浓度,其次是粒径,最后是剪切速率。     

河道淤泥气泡混合轻质土剪切流变特性及模型

利用剪切流变试验对以水泥为固化剂的河道淤泥气泡混合轻质土的流变特性进行了试验研究。试验结果表明,经固化处理的河道淤泥气泡混合轻质土在荷载作用下具有类似于硬粘性土的流变特征。剪切流变可以分为3个阶段：在剪应力水平较低时,剪切流变曲线呈衰减稳定型;随着剪应力水平的提高,剪切流变曲线呈非稳定的等速型;当剪应力水平增大到一定程度时,剪切流变曲线呈加速型。河道淤泥气泡混合轻质土的流变性随着混合轻质土强度的提高而降低。根据试验所呈现的剪切流变规律,可以发现河道淤泥气泡混合轻质土的剪切流变符合七元件黏弹塑性剪切流变模型,模型能够比较好地描述河道淤泥混合轻质土在各种剪应力水平下的衰减、等速以及加速流变过程。     

聚（甲基丙烯酸丁酯／苯乙烯）／N，N-二甲基乙酰胺溶液流变行为研究

利用美国AR-1000型流变仪研究聚(甲基丙烯酸丁酯/苯乙烯)/N,N-二甲基乙酰胺溶液在低剪切速率下的流变性能.结果表明.该溶液属非牛顿假塑性流体,溶液表现粘度随溶液温度升高而降低,随溶液浓度升高而升高;溶液温度的升高、浓度的降低均使溶液体系的非牛顿指数增大;而溶液的结构粘度指数随温度升高而减小,随溶液浓度升高而增大;溶液浓度的增加、温度的降低使溶液的储能模量和损耗模量增大.     

W/O型润肤乳的流变性能研究

测试了基础油包水(简称W/O)型润肤乳的流变曲线,经数据拟合表明,W/O型润肤乳的流变性能符合Herschel-Bulkley模型.研究了硬脂酸镁、有机膨润土、油相比例等3个配方因素对W/O型润肤乳流变性能的影响.结果表明,随着硬脂酸镁或有机膨润土的加入,油相比例降低都使W/O型润肤乳的黏度、屈服应力和触变性增加,并使流动特性指数降低.但是,它们对W/O型润肤乳流变性能的作用机理不同,因此,影响效果也不同.     

不同分子量磺化丙酮-甲醛缩聚物在煤上的吸附及水煤浆流变性能

以丙酮、甲醛及亚硫酸钠为原料,采用磺化缩聚法,通过控制缩合时间和温度合成了一系列具有不同分子量的磺化丙酮-甲醛(SAF)水煤浆分散剂,并对其分子结构进行了表征,证明了它是一个含有磺酸基和羟基亲水基团的脂肪族柔性链高分子.同时研究了它们对彬长煤的吸附和水煤浆流变性能的影响,并与萘系进行了对比.结果表明,相对分子量适中(Mw=38 541)的SAF-2对水煤浆的分散降黏性最好,其分散性和稳定性均优于萘系分散剂;通过吸附等温线的测定,得出SAF在彬长煤上呈Langmuir单分子层吸附,且SAF分子量越小,其吸附能力K越大,吸附量也越大;用Herschel-Bulkley模型对浆体流变曲线进行拟合,发现不同分子量的SAF水煤浆体都呈现"剪切变稀"的流变特性,为假塑性流体,且分子量适中的SAF-2流动指数最大,吸附量与水煤浆流动性密切相关.     

含微孔材料的局部剪切失稳分析

利用新的含微孔材料模型对塑性材料局部剪切失稳进行了分析．该含微孔材料模型扩充了孙毅的材料模型,其屈服面由膨胀和运动平移组合而成．对轴对称单向拉伸和平面应变拉伸两种情况的局部剪切失稳分析结果表明,塑性材料局部剪切失稳对含微孔材料的屈服面曲率非常敏感．     

甲基丙烯酸长链酯基氢键缔合型减阻聚合物的合成工艺与流变行为研究

以K2S2O8-Na2SO3为氧化还原引发体系,采用乳液聚合方法合成了一种甲基丙烯酸长链酯基氢键缔合型减阻聚合物。研究了合成温度、氧化剂还原剂摩尔比与减阻率的关系,以及不同极性单体质量分数对剪切稳定性的影响;考察了温度、剪切速率、浓度及极性单体含量对该聚合物体系柴油溶液流变性能的影响。研究结果给出了在实验研究范围内,剪切稳定性最佳时的合成工艺条件;流变行为研究表明,氢键缔合型质子供体聚合物(D)和质子受体聚合物(A)的柴油溶液为典型符合幂律方程的假塑性流体,而两者1∶1混合后形成的氢键缔合型减阻聚合物的柴油溶液在γ.200 s-1时,其流变曲线与幂律方程出现了偏离;同时研究结果也表明,IPC的表观黏度随温度的变化、比浓黏度随浓度的变化规律都与其缔合前身有较大差异;最后对剪切速率与表观黏度的关系进行了实验探讨,得到了一种判断IPC减剪稳定性的可能的量度方法。     

基于Gross方程的饱和砂土液化后流动特性模型

将液化后的饱和砂土视为一种流体，其流动特性表现出类似剪切稀化非牛顿流体的特性。根据非牛顿流体力学理论分析液化后饱和砂土的流动特性发现，当处于零有效应力状态时，可以用纯粘性流动本构模型较好地描述砂土的剪应变率表观黏度关系。通过拟合动扭剪试验结果的流变曲线，对比分析了几种常用的纯粘性流动本构模型，发现Gross模型可以较好且较简洁地描述液化后砂土零有效应力状态时的流动特性。通过对拟合参数的分析，建立了基于Gross模型的液化后饱和砂土零有效应力状态的流动本构模型，得到时间量纲下的参数K以及零剪切表观黏度η₀和极限剪切表观黏度η_∞的函数关系。考虑相对密实度、固结应力和应力历史对模型参数的影响，阐释了模型参数的函数关系以及物理意义。     

瓶片聚酯与纺丝级聚酯流变性能的比较

利用RH7双柱型毛细管流变仪对瓶片聚酯及纺丝级聚酯熔体的流变性能进行了对比研究.讨论剪切速率和温度对表观粘度、非牛顿指数、结构粘度指数及粘流活化能的影响.结果表明:两种熔体都属于非牛顿假塑性流体,表观粘度都随着剪切速率和温度的增加而降低;在相同的温度下,瓶片聚酯熔体的非牛顿指数比纺丝级聚酯熔体的小,而结构粘度指数则比后...     

坝区辉绿岩体的长期剪切流变强度分析研究

岩体长期剪切流变强度是进行岩体工程长期运行稳定分析的重要基础。以大岗山水电站坝区辉绿岩现场剪切流变试验数据为基础,分别采用等时应力-应变曲线法、非稳定蠕变判别法和稳态蠕变速率法计算获得坝区辉绿岩的长期剪切流变强度,并进行了对比分析。采用等时应力-应变曲线法分析坝区辉绿岩的长期剪切流变强度较为科学合理。与岩体瞬时抗剪强度相比,长期剪切流变强度因裂隙损伤扩展有所降低,坝区岩体长期剪切流变的内摩擦角衰减了30.7%,长期剪切流变的粘聚力衰减了22.6%。     

坝区辉绿岩体的长期剪切流变强度分析研究

岩体长期剪切流变强度是进行岩体工程长期运行稳定分析的重要基础。以大岗山水电站坝区辉绿岩现场剪切流变试验数据为基础,分别采用等时应力-应变曲线法、非稳定蠕变判别法和稳态蠕变速率法计算获得坝区辉绿岩的长期剪切流变强度,并进行了对比分析。采用等时应力-应变曲线法分析坝区辉绿岩的长期剪切流变强度较为科学合理。与岩体瞬时抗剪强度相比,长期剪切流变强度因裂隙损伤扩展有所降低,坝区岩体长期剪切流变的内摩擦角衰减了30.7%,长期剪切流变的粘聚力衰减了22.6%。     

蚕丝蛋白／粘胶共混纺丝液的流变性能研究

将蚕丝蛋白和粘胶按一定比例共混,用旋转粘度计测试蚕丝蛋白/粘胶共混纺丝液的流变性能,并分析了蚕丝蛋白含量和温度对共混纺丝液表观粘度、非牛顿指数、结构粘度指数的影响.结果表明:蚕丝蛋白/粘胶共混流体为切力变稀型流体,共混体系的表观粘度随剪切速率的增加而降低;随着蚕丝蛋白含量的升高,表观粘度降低,平均非牛顿指数变小,结构粘度指数在一定的剪切速率范围内逐渐增大;随着温度的升高,共混体系的表观粘度降低,温度超过30℃时,表观粘度随温度的升高而降低的现象减弱.     

消光锦纶6熔体流变性能的研究

利用RH7双柱型毛细管流变仪研究了有光、半消光及全消光锦纶6熔体的流变性能,分析不同消光性能锦纶6熔体的拉伸流变性能,以及剪切速率、温度对表观粘度和非牛顿指数的影响.结果表明:锦纶6熔体属于拉伸变稀型,熔体的表观拉伸粘度随拉伸应力和拉伸应变速率的增加而降低;随着剪切速率的增加,熔体的表观粘度下降;锦纶6的非牛顿指数均小于1,并且随着剪切速率的增加而降低,随着温度的升高,消光锦纶6熔体的非牛顿指数增加.     

POM/COPA共混物流变性能研究

通过熔融共混法制备了POM／COPA共混物，用毛细管流变仪研究了其流变特性。结果表明：此共混物属于假塑性流体，表观粘度随剪切速率的升高而降低，随COPA含量的降低而降低。     

剪切稠化流体在偏心圆环通道中的流动特性研究

本文以幂律因子n>1剪切稠化流体为研究对象. 针对剪切稠化流体的表观黏度随剪切速率变化呈现高阶非线性特性的问题,在非结构化网格中运用基元中心法对非线性粘性系数进行离散,并采用有限体积法对剪切稠化流体在偏心圆环通道中的充分发展层流进行数值计算. 结果表明,流体的幂律因子增大,会使基于达西摩擦因子(f)表示流体流动特性的fRe(Re为雷诺数)数值显著增大. 流体通道偏心率的增大会使流动分布不均,且fRe数值会随着通道偏心率的增大而减小,增大半径比会使流体通道的流速增大,但对fRe数值的影响却很小.     

HDPE/EVA共混体系的流变行为研究

用乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）与高密度聚乙烯（HDPE）通过热机械共混,制得HDPE／EVA共混物,用高压毛细管流变仪对此类共混物的流变行为进行了研究。结果表明,HDPE／EVA共混熔体为假塑性流体;表观粘度随剪切速率和切应力的增大、温度的升高而减小;粘流活化能随剪切速率的增大呈逐渐减小的趋势。对粘度与组分配比间的关系,Taylor模型的预测值与实测值之间相差较大,不宜用来描述HDPE／EVA共混熔体的流变行为,Hashin模型与Heitmiller模型的预测值均与实测值比较接近。     

非牛顿幂律流体液滴铺展特性

目的 研究假塑性流体和胀流型流体在显微镜载玻片及云母表面上的铺展动力学.方法 采用液滴铺展法测试两种流体在毛细区铺展半径随铺展时间的变化关系.结果 对于完全浸润系统,铺展半径随时间的演化可用幂指关系表示,其中假塑性流体铺展指数m小于0.1,胀流型流体铺展指数m大于0.1.m小于0.1时铺展速率低于牛顿流体,m大于0.1时铺展速率高于牛顿流体,同时流体非牛顿效应越强,铺展指数偏离牛顿流体理论值0.1越大.部分浸润系统,铺展半径与时间呈非单一幂指函数关系.结论 笔者提出的指数关系R描述其铺展的规律,可很好描述整个铺展过程液滴半径随时间的演化.假塑性流体和胀流型流体铺展定律与牛顿流体显著不同,幂指数n是影响铺展定律的关键参数.