砂砾石混合物抗剪强度特性试验研究

为分析砾石含量及砾石形状对砂砾石混合物抗剪强度的影响,对砂砾石混合物进行了不同应力（σ=50、100、150、200kPa）条件下的大型直剪试验。试验中砂砾石混合物为相同砂与圆砾石及角砾石2种不同形状砾石的混合物,砾石含量分别为20％、40％、60％及80％。结果表明砂砾石混合物的剪胀量和抗剪强度随砾石含量以及砾石形状不规则程度的增加而增加,砾石含量对砂砾石混合物抗剪强度的影响大于砾石形状的影响。砂砾石混合物的最小孔隙比可以作为衡量砾石含量和砾石形状与其抗剪强度关系的特征参数。     

基于直剪试验的堆积碎石类材料细观参数标定方法及模拟验证

颗粒材料三维离散元数值模拟的可靠性取决于细观参数的合理标定,目前对细观模拟参数的标定方法还缺少系统性的研究。本文通过室内直剪试验和数模试验对比分析,揭示碎石颗粒材料宏观力学参数与颗粒间细观参数的相关性,提出碎石颗粒材料数值模拟细观参数的标定方法,并验证标定方法的合理性。研究结果表明：在线性模型中,碎石颗粒试样的宏观弹性常数与碎石的粒间法向接触刚度呈正相关,而对粒间切向接触刚度的变化不敏感,基于此提出的粒间接触刚度（法向、切向）标定方法;直剪数值试验的剪应力-剪位移曲线计算结果与室内试验值吻合度较高,结果验证了标定方法的可靠性及合理性;在直接剪切过程中,碎石颗粒内部力链网络随着剪位移的增加逐渐由垂直方向向剪切盒对角线方向偏转,随着颗粒的整体速度场变化而出现剪缩和剪胀现象;采用本文提出的细观参数标定方法对室内滑坡运动试验开展数值模拟,数值模拟滑坡碎石堆积形态与室内试验基本一致,验证了该方法在堆积碎石滑坡模拟分析中的适用性。     

室内缩尺级配堆石料力学参数的表征单元体积

为了寻找室内缩尺级配堆石料强度和变形参数的表征单元体积（REV），利用离散元方法（DEM）研究试样尺寸对玄武岩堆石料力学行为的影响.通过室内单颗粒破碎试验，分析玄武岩颗粒的破碎特性，确定DEM模拟所需的颗粒破碎强度参数.开展一系列试样尺寸、颗粒排列和围压不同的三轴压缩DEM试验.分析堆石料强度和变形参数随试样尺寸的变化规律，建议了各参数的REV.结果表明，颗粒排列和试样尺寸均会影响堆石料的力学行为.各力学参数的变异系数随着试样尺寸的增大而减小.不同力学参数的REV尺寸不同，为了提高DEM计算效率，可以根据研究对象选择合适的试样尺寸.在模拟工况下，要使所有参数均达到稳定，数值试样尺寸应不小于直径300 mm×高度600 mm.     

堆石料力学性能的数值模拟分析

摘 要：利用离散单元法研究了堆石料的力学和变形性能,以及数值模拟过程中相关参数对其力学性能的影响。根据离散元基本模型和相关的几何理论生成两种不同的堆石料颗粒模型,即球形单颗粒模型和不规则形状的颗粒簇模型,研究材料的颗粒形状对堆石料强度的影响。基于颗粒簇模型,运用控制变量法,研究摩擦角和杨氏模量对堆石料的剪切强度和变形特性的影响。通过数值模拟,得出不同试验条件下相应的应力-应变曲线,分析其峰值应力、残余强度、最大应变、弹性模量以及剪缩剪胀趋势等,从而研究试样的不同力学响应。结果显示：在相同的应变率加载条件下,随着围压从300 kPa增加到500 kPa和更高的1000 kPa,球形颗粒模型对应的峰值剪切应力从相应的500 kPa增加到1700 kPa;而不规则形状颗粒簇模型对应的峰值剪切应力则从1400 kPa增加到3500 kPa,明显高于相应围压条件下的球形颗粒模型所对应的峰值剪切应力。当试样摩擦角从10°增加到50°时,相应的峰值应力则从不到1000 kPa增加到3250 kPa,相应的最大体积应变从6.5%增加到20%。杨氏模量E从107 Pa变化到109 Pa时,峰值剪切应力随之从相应的1350 kPa增加到2575 kPa。在此过程中,试样整体应变则从剪缩过渡到剪胀。     

初始相对密实度对粗颗粒土K0影响试验研究

静止侧压力系数是土体重要的力学参数,深入研究粗颗粒土静止侧压力系数有重要的理论意义和应用价值。关于初始相对密实度对粗颗粒土静止侧压力系数影响的研究几乎空白。为研究粗颗粒土在不同初始相对密实度条件下静止侧压力系数的变化规律,针对某堆石料及砂卵砾石料,利用新近研制的大型静止侧压力系数试验仪,对这两种粗颗粒土不同初始相对密实度试样进行大型静止侧压力系数试验。试验结果表明：土体静止侧压力系数随着竖向应力的增加呈减小趋势,而且这种趋势随着竖向应力的增大趋于平缓;粗颗粒土的静止侧压力系数与初始相对密实度存在线性负相关关系;土料类型对土体静止侧压力系数有一定影响,在正常固结状态下,砂卵砾石料静止侧压力系数可比堆石料大4.0%～7.5%。超固结状态下,砂卵砾石料静止侧压力系数可比堆石料大0～12.4%。通过分析堆石料静止侧压力系数试验结果,验证了笔者之前提出的静止侧压力系数与竖向应力关系式也适用于初始相对密实度不为0的粗颗粒土,并在该关系式的基础上,总结出一个能同时反映粗颗粒土静止侧压力系数与初始相对密实度以及竖向应力之间关系的经验公式。最后,利用砂卵砾石料静止侧压力系数试验结果验证了该经验公式的准确性及适用性。     

初始相对密实度对粗颗粒土K_0影响试验研究

静止侧压力系数是土体重要的力学参数,深入研究粗颗粒土静止侧压力系数有重要的理论意义和应用价值。关于初始相对密实度对粗颗粒土静止侧压力系数影响的研究几乎空白。为研究粗颗粒土在不同初始相对密实度条件下静止侧压力系数的变化规律,针对某堆石料及砂卵砾石料,利用新近研制的大型静止侧压力系数试验仪,对这两种粗颗粒土不同初始相对密实度试样进行大型静止侧压力系数试验。试验结果表明:土体静止侧压力系数随着竖向应力的增加呈减小趋势,而且这种趋势随着竖向应力的增大趋于平缓;粗颗粒土的静止侧压力系数与初始相对密实度存在线性负相关关系;土料类型对土体静止侧压力系数有一定影响,在正常固结状态下,砂卵砾石料静止侧压力系数可比堆石料大4.0%～7.5%。超固结状态下,砂卵砾石料静止侧压力系数可比堆石料大0～12.4%。通过分析堆石料静止侧压力系数试验结果,验证了笔者之前提出的静止侧压力系数与竖向应力关系式也适用于初始相对密实度不为0的粗颗粒土,并在该关系式的基础上,总结出一个能同时反映粗颗粒土静止侧压力系数与初始相对密实度以及竖向应力之间关系的经验公式。最后,利用砂卵砾石料静止侧压力系数试验结果验证了该经验公式的准确性及适用性。     

掺杂铈基电解质Ce0.8Sm0.2-xYxO1.9的制备和性能

采用硝酸盐-柠檬酸法合成了Ce0.8Sm0.2-xYxO1.9（x=0,0.05,0.10,0.15,0.20）粉体材料,并用其制备电解质陶瓷片。对合成粉体的结构、形貌、颗粒大小、烧结性能及电解质陶瓷片的电导率和电导活化能等进行研究,测量了以其为电解质的SOFC单电池在不同工作温度下的开路电压、放电伏安特性。结果表明：在所制备的5种电解质材料中,Ce0.8Sm0.15Y0.05O1.9具有较高的电导率和较低的电导活化能,用其组装的SOFC单电池输出功率和短路电流密度最大,在700-800℃最大输出功率密度已经达到实用化的要求,这种Ce0.8Sm0.15Y0.05O1.9材料可作为中温氧化物燃料电池的电解质。     

水热条件下由纳米颗粒自组装成的亚微米级球形CdS的制备

利用不同的无机镉盐为镉源,在水热条件下合成亚微米级的硫化镉（CdS）球形颗粒。X射线衍射分析（XRD）说明所得的CdS材料为六方晶体结构,扫描电镜（SEM）显示材料为亚微米级球形颗粒,且这些颗粒是由纳米级粒子自组装而成。通过加入一定体积的乙醇可以极大地改善颗粒的形貌和尺寸分布,从热力学上对反应的可行性进行了分析,提出了球形CdS材料的形成机理。     

PLD制备FePt：MgO薄膜的结构及线性光学性能研究

采用脉冲激光沉积法（PLD）制备了FePt：MgO多层复合薄膜。采用高分辨透射电子显微镜（HRTEM）分析了薄膜的结构;采用紫外可见分光光度计分析了薄膜的线性光学性能。HRTEM分析表明基质MgO在单晶MgO衬底上同质外延生长,而FePt纳米颗粒周期性均匀地自组织嵌埋在MgO基质中。HRTEM的快速傅里叶变换（FFT）图表明,FePt纳米颗粒为富Pt的面心立方（FCC）结构的FePt3,其晶格常数αFePt3=3.90 。（1。=0.1 nm）。MgO基质与FePt纳米颗粒的界面分析表明,它们的界面处几乎不存在非晶层,只在FePt纳米颗粒与MgO基质的晶界线附近有少量的刃型位错。薄膜的紫外可见吸收谱结果表明,低脉冲数样品具有远紫外增透作用,高脉冲数样品存在3个表面等离子激元共振吸收峰,随FePt沉积脉冲数增加,吸收峰位置均发生红移,峰强逐渐减弱,峰强比规律变化。     

不同岩性堆石料三轴试验参数分析

开展了不同围压下软岩和硬岩两种堆石料的室内三轴试验,并对得到的邓肯-张和南水模型参数进行分析,发现不同岩性的两种堆石料均在低围压时表现为应变软化和剪胀特性,高围压时表现为应变硬化和剪缩特性;邓肯-张和南水模型在不同岩性堆石料的剪切强度、弹性模量和体变模量反映上均有差异,模型试验参数均可用于堆石坝的应力、应变计算分析。邓肯-张模型表达式和参数的拟合方法均比较简单、直观,参数的物理概念明确,虽易于被工程师接受和应用,但不能反映堆石料的剪胀特性;南水模型的剪切强度和弹性模量参数取值与邓肯-张模型一致,但在体变模量参数上与邓肯-张模型有别,能更为准确地反映堆石料剪胀特性。另外还发现,采用不同围压三轴试验结果整理得到的模型参数存在明显差异,低围压下三轴试验获得的模型参数用来预测高堆石坝变形得出的结果偏小。从工程安全的角度出发,建议采用高围压下堆石料三轴试验得到的模型参数来预测高堆石坝变形。     

α-Ni（OH）2／GO原位复合材料的制备及电化学性能

采用均相沉淀法分别制备了α-Ni（ OH）2和α-Ni（ OH）2/GO复合材料,并对其微观结构和电化学性能进行了考察。 XRD分析表明α-Ni（OH）2/GO 复合材料层间距更大; FT -IR 表明α-Ni（OH）2/GO复合材料中NO3-振动吸收峰峰形逐渐宽化、强度减弱; FESEM图像表明α-Ni（OH）2/GO复合材料结构更加致密。采用CV、 EIS和充放电测试表征了合成样品的电化学性能,发现α-Ni（OH）2/GO复合材料具有相对较低的阻抗、较好的循环稳定性和较高的放电比容量。     

Ti对激光熔覆铁基合金涂层组织和耐磨性的影响

采用激光熔覆技术在低碳钢表面制备Fe基合金涂层（Fe50）和添加1％（质量分数）Ti粉的Ti／Fe50涂层,分析研究两涂层的相结构、显微组织、硬度及耐磨性。结果表明：激光熔覆Fe50涂层主要由α-Fe和Cr23C6组成,其组织由柱状枝晶固溶体及其间网状分布的共晶组成;添加质量分数为1％的Ti后,涂层中除了α-Fe和Cr23C6相,还含有γ—Fe相,组织明显等轴化、均匀化;与Fe50涂层相比,Ti／Fe50涂层耐磨性提高了20％以上。     

金属磷酸盐Al8P2O16（OH）4C3N2H6·H2O的水热合成及晶体结构

采用水热合成的方法,在酸性条件下合成出一个三维微孔化合物Al8P2O16（OH）4C3N2H6·H2O并对其进行了X射线单晶衍射的测定,晶体学数据为：Imma空间群,a=18．655（2）nln,b=8．5370（10）nm,c=13．2196（16）nm,V=2105．3（4）nm^3,a=90°,Z=2,R1=0．0937。     

纳米银/环氧树脂纳米复合材料制备和性能表征

以乙二醇作为还原剂,采用微波法制备长径比不一的银纳米材料。采用SEM和XRD对不同长径比的纳米银进行了表征。以不同长径比的纳米银作为导热填料成功的制备了导热性能优异的环氧复合材料。环氧复合材料的热性能和力学性能测试表明：当长径比为33的银纳米线在较低的填充量具有较高的热导率,比填充纳米方块的环氧复合材料高约9倍（热导率为16.63 W·m-1.K-1）。填充银纳米线的环氧复合材料的抗剪切强度（以铝为基板的抗剪切强度为18.7 MPa）相比于填充相同体积分数的银纳米方块和银纳米棒的环氧复合材料均有不同程度的提高。     

有机胺插层α-ZrP复合材料的研究

层状纳米复合材料因具有常规复合材料所没有的结构、形态及较常规复合材料更优异的性能而引起人们的广泛关注。α-磷酸锆(α-Zr(HPO4)2·H2O,简写为α-ZrP)作为一种合成的层状无机物,其离子交换容量(600 mmol/100 g)是粘土的6倍,并具有长径比可控和粒子尺寸分布较窄等特点,是制备聚合物/层状无机物纳米复合材料的优良基体。采用HF络合法制得α-ZrP微晶,再运用直接插入法分别将正丙胺、正丁胺、正己胺和正辛胺插入α-ZrP,制备了α-ZrP和烷基胺的插层复合材料,并通过X射线衍射(XRD)及电子扫描电镜(SEM)对材料的结构和形貌进行表征。     

离断不同空肠距离对2型糖尿病小型猪降糖分析

为明确Trietz韧带下离断不同空肠距离对2型糖尿病（Type 2 diabetes,T2DM）滇南小耳猪动物模型术后血糖的影响,将20只雌性滇南小耳猪随机分为正常对照组（NC组）、糖尿病对照组（DC组）、糖尿病手术1组（DO1组）和2组（DO2组）,每组5只.DC、DO1及DO2组采用高糖高脂饮食加小剂量链尿佐菌素诱导建立T2DM动物模型.建模成功后（第8周末）DO1组胃转流术（Roux-en-Y gastric bypass,RYGB）（Treiz韧带下3m离断空肠）,DO2组RYGB（Treiz韧带下6m离断空肠）,监测各组术前、术后2、4及8周空腹血糖、血清胰岛素、胰高血糖素样肽-1（Glp-1）、葡萄糖依赖性促胰岛素释放肽（GIP）,并比较抵抗指数（HOMA-IR）变化.与DC组相比,DO1、DO2组术后血清胰岛素和Glp-1浓度明显升高（P＜0.05）,胰岛素抵抗明显改善（P＜0.05）;DO1、DO2组空腹血糖和GIP浓度明显下降（P＜0.05）,DO2组血糖下降更明显（P＜0.05）.实验显示：Treiz韧带下更远距离离断空肠可获更好降糖效果.     

反相微乳液体系Ag@SO2核壳纳米粒子的制备工艺研究

以反相微乳液体系制备二氧化硅包覆银纳米粒子核壳微球,从中探讨了不同R值（R=n水／n表面活性剂）所形成的微乳液滴的粒径分布;以及柠檬酸三钠稳定的银离子浓度和正硅酸乙酯（TEOS）浓度对二氧化硅包覆银纳米粒子核壳微球粒径和形貌的影响。结果表明：R越大,微乳液滴粒径越小。当R=10时,0．15mL的0．0123mol/L柠檬酸三钠溶液、0．25mL的0．02467mol／L硝酸银溶液、0．15mL的0．0924mol／L硼氢化钠溶液、0．05mL的正硅酸乙酯和0．1mL氨水所得到的核壳微球形貌和单分散性较好。     

(TiB_2+SiC_p)/ZL101复合材料组份优化及其力学性能

为了确定(TiB2+SiCp)/ZL101复合材料的最佳成分,通过采用正交实验分析方法,研究复合材料的制备工艺,测试了复合材料的力学性能,并对该材料进行了显微金相分析和透射电子显微分析.结果表明,复合材料经过热处理后,抗拉强度、布氏硬度分别较基体合金ZL101提高了21.4%、49.3%;热膨胀系数较基体合金降低了14.1%;热处理后,复合材料中的共晶硅以粒状形态均匀分布于基体中;复合材料中增强相TiB2为粒状,SiC粒子为多边形尖角块状,两相较均匀分布于基体晶粒内部,且与-αAl的界面结合良好.     

顺式α-砜基烯丙醇的合成及其晶体结构

在10 mol%的CuCN催化下,1-苯基-2-对甲苯砜基乙炔与对甲基苯基溴化镁发生碳镁化反应得到α-砜基烯基格氏试剂,其进一步与苯甲醛反应得到目标产物为α-砜基烯丙醇类化合物（Z）-1,3-二苯基-3-对甲基苯基-2-对甲苯砜基烯丙醇,并将目标产物用1HNMR,13C NMR,IR,Anal.Calc.和MS进行了表征.其晶体结构由单晶X-射线衍射法测定.晶体属单斜晶系,空间群P2（1）/c,晶胞参数：a=9.853 1（8）,b=11.796 9（9）,c=21.141 2（17）;a=90°,β=95.279（2）°,γ=90°.V=2 446.9（3）3,T=293 K,Z=4,Dc=1.23 4 g/cm,μ=0.16 mm-1,λ=0.710 73,F（000）=960,结构偏离因子R=0.115 6,wR2=0.238 9,共收集到5 870个衍射点,其中3 382个独立衍射点.     

岩石中α-石英腐蚀像在晶体缺陷定向及双晶鉴别中的应用

对福建魁岐花岗岩、大别山罗田地区条带状混合岩及其中的浅色脉体进行酸腐蚀并对腐蚀像进行研究。通过微分干涉相衬显微镜（DIC）、原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）对这3种岩石中α-石英颗粒的腐蚀像观察,结果表明：用腐蚀法可以对岩石中的α-石英颗粒进行定向,从而研究缺陷的走向;利用α-石英双晶腐蚀像的差异可以将道芬双晶与巴西双晶进行区别,通过统计发现3种岩石标本中道芬双晶出现的概率远远高于巴西双晶。观察腐蚀像作为一种研究岩石中α-石英缺陷与双晶种类的方法,具有比常用的衍射法更加直观且简单易行、费用低的优点。