反倾角裂隙岩体压剪断裂及破碎特征研究

为了研究反倾角裂隙对边坡岩体压剪断裂及破碎特征的影响,制备反倾角裂隙模型试件并对其进行压剪试验;同时,建立断裂力学数值模型计算裂隙尖端应力强度因子。此外,对这些试件压剪试验后的碎屑进行筛分试验,引入分形理论定量描述压剪破碎特征及其与断裂特征的相关性。研究结果表明:(1)随着裂隙倾角数值的增大,试件抗剪强度总体呈先增大后减小的趋势;而裂隙尖端应力强度因子以及碎屑分形维数与裂隙倾角的变化规律正好相反。(2)试件压剪破坏模式可分为I型(沿裂隙剪切型)、II型(互锁型)、III型(穿切裂隙剪切型)3类;对于I型破坏模式,裂隙尖端应力强度因子最高,导致抗剪强度最低;对于II型破坏模式,裂隙尖端应力强度因子最低,导致抗剪强度最高;对于III型破坏模式,裂隙尖端应力强度因子较低,导致抗剪强度较高。(3)试件压剪试验后的碎屑尺度分布具有分形特征,分形维数位于2.06~2.59,在断层破碎带中也发现类似的结果;模型试件抗剪强度与对应的碎屑分形维数之间近似呈负线性相关关系,岩体压剪破碎特征与裂隙几何特征、应力状态以及断裂特征密切相关。     

高陡边坡稳定性评价与优化设计集成技术研究

为提高复杂地质条件下高陡边坡建模、稳定性评价与优化设计的准确性和效率,依托城门山铜矿高陡边坡,提出了一套融合地形信息、地质信息与力学信息的集成技术。充分利用已有地质数据,应用Dimine数字采矿软件系统平台,提出基于勘探线地质剖面建立高陡边坡三维地质模型的方法,实现复杂岩体的三维可视化。对三维地质模型进行剖切运算获得计算剖面,转换为AutoCAD绘图交换文件,导入Slide边坡稳定分析软件,实现数据文件在地质建模和力学分析软件之间的无缝传递。自动搜索求解计算模型的最小安全系数和临界滑动面,实现复杂地质条件下高陡边坡稳定性评价。最后,提出了一种基于二分法的边坡结构参数严格优化方法。     

基于渐进优化方法的对称刚架初始体型设计

在对称刚架的设计中,对一个预定好的计算模型,多数设计人员均可完成受力计算、细部设计等工作。但对于如何才能科学地选择出性价比较高的刚架初始设计体型,大多数设计人员研究均相对较少,目前的研究成果也非常少。提出了基于渐进结构优化(ESO)法的设计对称刚架初始体型的方法,原理简单,可操作性强、易于编程、且便于推广使用。     

钢淬火时非线性热问题的研究

基于过热沸腾换热理论,根据钢淬火时表面换热的实际情况,利用能量平面定理建立钢淬火时的换热边界条件;利用显式有限差分法求解钢淬火时非线性热传导方程的逆问题,求解温度场,给出一种确定表面换热系数的方法,从而可以确定钢淬火时表面换热系数与温度的关系,在数值计算中,材料的物性系数视为相变产物体积分数的函数,实验结果表明,钢淬火时的温度场,导热与换热是非线性的,且实验所测的温度场与理论计算的温度场大体吻合。     

雾化气体淬火过程耦合流场数值模拟及实验研究

运用计算流体动力学(CFD)的方法在FLUENT平台上建立雾化气体淬火的三维非稳态模型,对介质不同速度工况下淬火过程中试件温度场、流体速度场、流体温度场和流体压力场进行了流固热耦合数值模拟,并将模拟结果与边界条件实验结果进行了对比分析。结果表明,同等工况下,介质进口速度越大,流体的速度也越大;同截面上200m/s速度工况下试件上下表面两区域的压力差值比100m/s速度工况下大;试件放在淬火区淬火80s后,200m/s速度工况下试件的最高温度为299.5℃,100m/s速度工况下试件的最高温度为336℃,由此得出淬火介质进口速度越大,淬火试件的温度下降越快,试件冷却速度越快,冷却效果越好。     

常压高速氮气淬火过程流场边界条件的测定及速度场数值模拟

常压高速氮气淬火是利用高速氮气对工件进行快速冷却的工艺,通过淬火冷却设备流场边界条件实验,得到了不同工况下淬火冷却设备的流场边界条件,建立了淬火冷却设备的三维流场模型以及网格模型,根据有限体积法,结合边界条件实验结果进行了三维湍流速度场的数值计算,并将速度场计算结果与边界条件实验结果进行了对比分析研究.研究结果表明,淬火冷却设备中氮气的流场在淬火开始瞬间是定常、不可压缩湍流场,工件的加入会影响氮气的速度场的分布,数值模拟得到的结果与实测值比较吻合.     

微波辐照激发煤矸石活性机理研究

通过XRD和SEM等测试手段，对微波辐照煤矸石硅酸盐水泥砂浆的微结构进行了分析。结果表明，微波辐照煤矸石能充分激发煤矸石的活性，使煤矸石与硅酸盐水泥水化后所产生的Ca(OH)2充分反应生成CaCO3等物质，从而提高普通混凝土制品的耐久性和强度。     

高速公路钢纤维混凝土试验路面中钢纤维分布规律的研究

从云南某高速公路微扭剪切型钢纤维增强混凝土试验路面中纤维分布的实际情况出发，应用计算机图像技术，研制了钢纤维分布细观几何参数的计算机测试系统，研究了钢纤维分布的细观几何参数，分析了钢纤维混凝土路面中钢纤维的分布规律，建立了钢纤维分布随机过程的数学模型，并研究了钢纤维的动态转移过程。     

关于高铝煤矸石砖耗热量与烧结温度的探讨

利用陈煤矸石烧结砖愈来愈受到人们的重视，但对烧结温度控制的问题，尚未引起人们的关注。文章通过对云南省高铝煤矸石烧结砖坯体进行合理温度控制的探讨，提出了针对不同的陈煤矸石原料必须估算其总反应热或耗热量。如果对所有陈煤矸石砖坯体只按一种烧结模式进行烧结，则很难保证煤矸石烧结砖的质量，同时也提出这是今后利用煤矸石烧结瓠值得认真研究的问题。     

数字全息法测量透明物体变形的研究

采用数字全息法测量透明物体的厚度变形场,并给出了物光的相位变化与物体厚度变形间的关系。应用此方法测量了带孔有机玻璃（PMMA）试件在均布拉伸载荷作用下的厚度变形场,并将测量结果与理论计算结果进行比较,验证了此方法的正确性。