Stable and super‐low friction of amorphous carbon nitride coatings in nitrogen gas by using two‐step ball‐on‐disk friction test

Effect of running‐in process on friction behaviour of carbon nitride (CNx) coating in N₂ gas stream was investigated with a newly introduced two‐step ball‐on‐disk friction test, where the rubbed Si₃N₄ ball in the pre‐sliding (step 1) was replaced by a new CNx‐coated Si₃N₄ ball in the subsequent sliding stage under N₂ gas (step 2). The two‐step friction test is clarified to be a simple but effective technique for obtaining contact material combination of self‐mated CNx coatings and for achieving stable and low frictions of CNx coatings. Friction coefficients of CNx/CNx in N₂ gas stream decrease greatly from 0.07 without pre‐sliding to less than 0.025 in two‐step friction tests. The minimum friction coefficient of 0.004 was obtained by introducing 500 cycles of pre‐sliding in ambient air. These stable and low frictions are attributed to the generation of self‐mated CNx coatings and the formation of a lubricious layer on the disk surface. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

非稳定流作用下管涌发生发展的室内试验及理论分析

管涌问题是水利工程中广受关注的一大难题。通常针对管涌的研究是基于稳定水头条件下的,而非稳定流作用下,水位的升降变化与稳定流情况不同,水位势能的转变速率,施加于土颗粒的主动动量异于稳定流,导致土体发生管涌的规律也有别于稳定流情况。首先根据理论公式的计算,提出非稳定流作用下试样发生管涌破坏水头低于稳定流水头的假想;同时指出,试验过程中土颗粒的运移规律在小范围区域内具有很大的随机性。最后,在理论研究的基础上设计试验,通过控制供水水头,使水头在近似正弦曲线变化的情况下升降循环,进行管涌试验。在试验过程中监测试样内部各部位的渗流参数变化情况,对理论进行了验证。     

多层石膏墙体钢网格式框架结构影响系数研究

GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》并未给出多层石膏墙体钢网格式框架结构的结构影响系数,因此其抗震设计荷载取值还不明确。基于此,依据GB 50011-2010规范设计了6个典型的多层钢网格式框架结构模型,通过推覆分析得出结构的能力谱曲线,基于改进能力谱法得出罕遇地震和抗震设防烈度地震作用下的需求谱曲线。将结构的能力谱曲线和延性需求谱曲线族置于统一坐标系中,确定结构的目标位移以及性能关键点坐标。进一步考虑层数及标准层布置对结构延性和超强系数的影响,评估结构的抗震性能并给出结构影响系数取值。研究表明：多层钢网格式框架结构在抗震设防烈度地震和罕遇地震作用下的变形均满足抗震规范要求;其结构影响系数取3.0,位移放大系数取4.0;该结构可采用现行抗震规范进行设计,但设计结果偏于保守。     

考虑P-Δ效应的结构地震倒塌及影响因素分析

P-Δ效应是引起结构在地震作用下倒塌的主要原因之一。以钢框架结构为研究对象,采用增量动力分析法（IDA）和推覆法（Pushover）分析了结构在考虑P-Δ效应时的地震响应特征。结果显示：考虑P-Δ效应后,结构的整体刚度降低,结构下部较容易出现动力失稳,而上部经历卸载,层间位移较小;由于几何非线性与材料非线性的共同作用,骨架曲线会产生明显的负刚度;对具有负刚度的骨架曲线,用三段折线模型进行简化更为合适。基于完全弹塑性滞回模型,研究了不同骨架曲线参数对结构抗倒塌能力的影响。结果表明：二阶效应系数增大,结构发生倒塌的概率增加,而名义延性系数和屈服后刚度比增大则会使结构的抗倒塌能力增强。     

原状饱和黏土静止土压力系数试验研究

利用先进三轴仪进行港珠澳大桥岛隧工程原状土K0固结试验,研究不同加、卸载路径下土体静止土压力系数K0变化,分析常用经验公式及规范推荐值所估计静止土压力系数的适用性,并给出基于本次试验结果的预测公式。结果表明：港珠澳沉管隧道底面处的黏土层 K0基本为一定值,为0.47;粉质黏土层 K0与其先期固结压力成正比,在0.30～0.45范围内,均低于规范和手册对同类土的推荐值;除土性自身的原因外,原状样的胶结作用也会使其K0降低。结构性较强的原状土,在取土后再加载的过程中,K0会先降低至低于其正常固结值,再回升并逐渐稳定。原状黏性土正常固结和超固结时,均可利用前人给出的经验公式对K0进行估计,其中内摩擦角宜为土体正常固结时的有效峰值内摩擦角。     

花管与潜水面相交下的冲击试验模型研究

针对潜水井中的冲击试验,在花管与潜水面相交的情况下,由于注入井中的水分潜水面上、下两个部分流入含水层中,造成模型由线性变成非线性的问题,建立新的潜水井中的冲击试验计算模型,给出模型的解析解,并运用溶质浓度示踪技术,算出从潜水面以下部分流走的的水量,最终得到含水层渗透系数。而这与传统研究中,仅通过对测井的有效半径进行修正,来解决这一问题的方法不同。以西藏江雄水库库区一潜水完整井为例,进行现场试验,运用建立的模型,计算出含水层的渗透系数,并将其与Bouwer-Rice潜水井冲击试验模型的计算结果、以及抽水试验的结果进行对比,试验结果表明,建立的模型能够真实地反映地层的渗透特性。对冲击试验标准水头恢复曲线特征进行分析得出：当曲线以较慢速率下降时,才真正反映含水层的渗透特性。     

隔震设计在某民用建筑中的应用

本文介绍了利用midas gen对某隔震结构进行结构分析。利用midas gen非线性有限元时程分析方法,通过计算对设置隔震支座前后结构的有关参数进行对比分析,如自振周期、层间剪力、顶点绝对加速度,分析结果表明,采用隔震支座后可以显著降低上部结构的地震作用。     

软土地基基坑挡土结构设计参数经验公式

土压力系数和土的水平抗力比例系数是基坑挡土结构设计的重要计算参数。土压力和土的水平抗力是与土的物理力学性质和挡土结构刚度、支撑、位移有着密切关系。本文通过挡土结构原位测试的实测土压力与挡土结构位移,经反分析逐一叠代得到的土压力系数与土的抗剪强度内摩擦角和土的水平抗力比例系数与挡土结构位移、土的抗剪强度内摩擦角,采用数理统计和相关关系分析方法,建立的土压力系数和水平抗力比例系数经验公式,对深基坑支护设计具有实用意义。     

水中测量接地电阻的探讨和实验

简述三极法通过土壤形成电流回路测量接地电阻的原理;探讨三极法在水中测量接地电阻的可行性;对有代表性水域的接地电阻采用比较法进行实地测量;通过方差分析和相关系数分析方法探讨三极法在水中测量接地电阻的适用性和有效性。     

考虑变形影响的致密砂岩油藏非线性渗流特征

致密砂岩油藏水驱渗流特征体现非线性渗流规律,存在启动压力梯度,且水驱过程中多孔介质会产生变形,岩石渗透率降低。通过电镜扫描试验研究致密砂岩纳米级微观孔隙特征,结合岩石颗粒分布特征,建立致密砂岩变形引起应力敏感理论模型,得到岩石介质变形系数,并与试验测试结果进行对比分析;建立考虑致密砂岩岩石变形影响的渗流数学模型,研究启动压力梯度及介质变形共同作用对油、水两相非线性渗流特征影响。算例结果表明,启动压力梯度与介质变形的耦合作用造成水驱渗流阻力增大,地层压降损失增大;介质变形系数越大,相同生产时间内原油采出程度越低,随着生产时间增加,地层压降损失幅度增大。