基于等效骨架孔隙比指标的饱和砂类土抗液化强度评价

为探讨各类饱和砂类土的物理特性对其抗液化强度CRR的影响,将具有不同细粒含量FC的福建、南京和南通砂类土分为3组:(1)相同的相对密度Dr;(2)相同的孔隙比e;(3)相同的骨架孔隙比esk。对具有不同物理特性的三类饱和砂类土进行了一系列均等固结不排水循环三轴试验,结果表明:e或Dr相同的饱和砂类土的CRR随FC的增加而降低;但esk相同的砂类土的CRR随FC的增加而增大。结合文献中十类砂类土的CRR试验数据,分析表明:各类饱和砂类土的CRR随其等效骨架孔隙比*ske的增大而单调地降低,且两者呈现较好的幂函数关系。这表明能综合反映砂类土颗粒组成,密实状态和粗细粒接触状态的*ske是表征饱和砂类土CRR的一个有效物理特性指标;并首次发现饱和砂类土的CRR–*ske关系曲线的最佳拟合参数A和B值由砂粒和细粒的物理特性共同决定。据此,饱和砂类土的CRR可仅由其物理特性指标较好地预测。     

Axisymmetric alternating direction explicit scheme for efficient coupled simulation of hydro-mechanical interaction in geotechnical engineering—Application to circular footing and deep tunnel in saturated ground

Explicit solution techniques have been widely used in geotechnical engineering for simulating the coupled hydro-mechanical (H-M) interaction of fluid flow and deformation induced by structures built above and under saturated ground, i.e. circular footing and deep tunnel. However, the technique is only conditionally stable and requires small time steps, portending its inefficiency for simulating large-scale H-M problems. To improve its efficiency, the unconditionally stable alternating direction explicit (ADE) scheme could be used to solve the flow problem. The standard ADE scheme, however, is only moderately accurate and is restricted to uniform grids and plane strain flow conditions. This paper aims to remove these drawbacks by developing a novel high-order ADE scheme capable of solving flow problems in non-uniform grids and under axisymmetric conditions. The new scheme is derived by performing a fourth-order finite difference (FD) approximation to the spatial derivatives of the axisymmetric fluid–diffusion equation in a non-uniform grid configuration. The implicit Crank-Nicolson technique is then applied to the resulting approximation, and the subsequent equation is split into two alternating direction sweeps, giving rise to a new axisymmetric ADE scheme. The pore pressure solutions from the new scheme are then sequentially coupled with an existing geomechanical simulator in the computer code fast Lagrangian analysis of continua (FLAC). This coupling procedure is called the sequentially-explicit coupling technique based on the fourth-order axisymmetric ADE scheme or SEA-4-AXI. Application of SEA-4-AXI for solving axisymmetric consolidation of a circular footing and of advancing tunnel in deep saturated ground shows that SEA-4-AXI reduces computer runtime up to 42%–50% that of FLAC's basic scheme without numerical instability. In addition, it produces high numerical accuracy of the H-M solutions with average percentage difference of only 0.5%–1.8%.     

高压下饱和黏土B系数研究

为了对高压与常压固结后饱和黏土B系数之间存在差异性与否,及其影响因素展开研究,利用GDS三轴试验机开展了固结压力为2 MPa的饱和黏土等向固结试验,其中特别设计进行了高压固结前后的B系数检测试验。试验结果表明:"饱和"黏土高压固结B系数明显小于1的原因在于试样无法达到饱和度100%的理想饱和状态,而并非先前研究报道的高压固结后黏土样内孔隙水以物理性质明显不同于自由水的结合水为主。另外,饱和黏土高压固结过程中,孔压完全消散明显滞后于常规体积变形–时间对数曲线上主固结完成点的出现;高压固结后饱和黏土B系数达到稳定的时间明显长于常压相应值。     

上覆分数阶粘弹性饱和场地土位移地震放大系数

考虑土体液相和固相的耦合作用,将基岩上覆场地土视为两相饱和多孔介质。为了考虑饱和场地土的粘弹性特性,其固相土骨架的应力应变关系利用分数阶Kelvin粘弹性模型来描述,建立了上覆分数阶粘弹性饱和场地土在简谐地震波作用下的运动控制方程。运用分数导数的性质并考虑上覆场地土的边界条件和透水性条件求解了上覆分数阶粘弹性场地土在简谐地震波作用下的振动问题,得到了饱和场地土的位移地震放大系数。采用数值算例分析讨论了分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比等参数对位移地震放大系数的影响。研究结果表明,分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比对饱和场地土的地震响应有较大的影响,通过压实场地土,可以达到增大液固耦合系数减小地震响应的作用,通过增大饱和场地土的粘性和剪切模量也可以减小地震反应。     

重塑及原状饱和黄土结构性参数研究

从土力学途径出发,在三轴试验的基础上,提出了反映重塑黄土和原状饱和黄土结构性的定量化参数。开展了对重塑、原状饱和黄土的结构性定量化研究。对重塑、原状饱和及重塑饱和黄土进行了大量常规三轴试验。较为详细地研究了重塑黄土和原状饱和黄土的结构性变化特征,论证了所建议的重塑黄土及原状饱和黄土的结构性参数具有很好的适用性。完善了黄土结构性定量化参数。     

关于液化石油气储罐设计参数的技术分析

液化石油气储罐为典型的压力容器,对比不同时期出版的标准或法规,设计压力的取值一直在不断地被优化调整。这一变化表明:正确理解标准和选择设计参数是至关重要的,同时更加关注设计压力、混合液化石油气组分、饱和蒸气压以及装量系数是正确的设计选择。     

离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐-甲醇浓溶液气液平衡

为了测定1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([mmim]DMP)-甲醇体系在离子液体含量较高时的气液平衡数据,采用静态法测定了摩尔分数为0.40—0.47的[mmim]DMP-甲醇溶液在30—90℃的饱和蒸气压,并用非随机双液体(NRTL)模型对实验数据进行关联,得到相应的模型参数和关联偏差。结果表明:不同浓度溶液所适用的NRTL模型在参数形式和数值上也略有差异,文中的5个参数NRTL模型适用于中高浓度区,对溶液饱和蒸气压的关联偏差为0.015 9;不同浓度溶液的饱和蒸气压与温度的对应关系均与纯溶剂类似,符合Antoine方程的形式。从气液平衡的角度分析,[mmim]DMP-甲醇体系具有作为吸收式制冷工质对的应用潜质。     

电化学氧化羊毛表面的物理性质

通过电解锰酸钾化合物的水溶液得到高锰酸钾饱和盐溶液并对羊毛表面进行氧化．将电化学氧化前后的羊毛进行表面结构、断裂强度、摩擦系数的测定，对电化学氧化与高锰酸钾饱和盐溶液直接氧化后的羊毛进行比较与研究．结果表明：羊毛表面结构的改变对羊毛物理性质有显著影响，电化学氧化较高锰酸钾直接氧化后的羊毛具有明显优势．     

CO_2叶丝膨胀线工艺参数对烟气成分的影响

从降低卷烟焦油、烟碱量的角度出发,分析不同工艺条件下膨胀叶丝常规化学成分及烟气成分。发现试验条件下,在饱和蒸汽加入量一定,工艺气体温度较高时,膨胀叶丝烟气成分中焦油、烟碱量和CO量较低;工艺气体温度相同的条件下,焦油量、烟碱量和CO量在蒸汽加入量600kg/h时最低。     

基于地貌类型的岩溶小流域产流模型

针对广西横县镇龙乡小流域岩溶结构发育、地下暗河分布广泛、汛期多强降雨及产流过程中地下径流丰富、出流过程非线性、流域不闭合等特点,研究了岩溶小流域不同地貌类型的产流规律,将岩溶地区下垫面分为土壤覆盖区与岩溶裸露区,分别运用蓄满产流模型模拟土壤覆盖区产流,水箱模型模拟岩溶裸露区产流,进而模拟流域总产流,建立了基于地貌类型的岩溶小流域产流概念性水文模型,利用岩溶小流域2010~2011年9场洪水资料进行模型参数率定,2012年4场洪水进行产流量验证。结果表明,模型在岩溶区的模拟效果较好,其预报相对误差范围为4.15%~18.49%,均值为13.82%,但对于前期影响雨量较大、降雨历时长的洪水,水箱模型产流模块产流量更大,受到降雨影响更为敏感,模拟精度相对更高。