聚苯乙烯纤维轻质混合土的抗压强度特性

通过室内无侧限抗压强度实验,研究在聚苯乙烯(EPS)轻质混合土中加入改性聚丙烯纤维,对聚苯乙烯轻质混合土强度特性的改良作用.实验材料为淤泥质粉质黏土、球状EPS颗粒、普通硅酸盐水泥、改性聚丙烯纤维,总含水率为60%,水泥掺入量为15%,EPS掺入量分别为1%、2%、3%,聚丙烯纤维掺入量分别为0、0.05%、0.1%、0.2%、0.4%.结果表明:在水泥掺入量一定时,抗压强度随纤维掺入量的增加显著提高,纤维掺入量达0.4%可以明显提高轻质混合土的无侧限抗压强度;在轻质土中加入纤维,能够提高其残余强度,提高其韧性,试样变形15%后还能保持其完整性,破坏时为塑性破坏.     

EPS颗粒轻质混合土的蠕变模型及其有限元二次开发

为研究EPS颗粒轻质混合土在荷载作用下的长期变形性质,即蠕变性,建立EPS颗粒轻质混合土的半经验半理论蠕变模型,用2个开尔文模型和1个虎克弹簧串联表示弹性变形,用2个经验模型表示塑性变形。利用有限元软件ABAQUS的用户子程序CREEP将EPS颗粒轻质混合土的半经验半理论蠕变模型进行二次开发,并利用室内三轴不排水蠕变试验进行验证。结果表明:EPS颗粒轻质混合土的蠕变性不可忽略,二次开发的半经验半理论蠕变模型是合理有效的,能够比较好地反映EPS颗粒轻质混合土的蠕变变形性质,为后续的蠕变性研究提供了强大的有限元分析手段。     

EPS颗粒混合轻质土动强度特性对比研究

通过室内动三轴试验对黏土和黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)在动荷载作用下的强度特性进行了对比研究.试验结果表明:LCES的动强度随着水泥质量分数的增大而增大,随着EPS颗粒质量分数的增大而减小,当水泥质量分数达到10%以上时,其动强度就超过黏土;EPS颗粒质量分数越大,水泥对LCES的动强度的影响越小;LCES和黏土的动强度都随着围压的增大而增大,但黏土的增幅比LCES略大.     

废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土无侧限抗压强度试验

为了研究以废弃轮胎橡胶颗粒作为轻质材料的拌合轻质混合土的配比和强度的关系,通过室内土工试验,分析了橡胶颗粒含量、水泥含量、含水量和养护龄期对该混合土的无侧限抗压强度的影响以及橡胶颗粒含量、水泥含量对其应力—应变曲线形态的影响。得到了试样强度和变形随混合土配合比变化的规律。试验表明,在一定范围内改变这种混合土的配合比,可以调节混合土的强度和和易性,使其满足工程应用的需要,为下一步研究这种新型材料的本构关系和轻量性奠定基础。     

EPS混合土处理桥台软土地基模型试验

聚苯乙烯泡沫颗粒轻质混合土(EPS混合土)具有质轻、强度可调可控及环境友好等特点,作为复合土工材料常用于地基处理。设计并完成了小比尺室内模型试验以研究EPS混合土处理桥台软弱地基的效果。采用粒子图像(PIV)测速技术监测桥台地基的位移场,对比分析了软土地基桥台背后回填砂土、水泥土,以及2%、3%和4%3种不同配比的EPS混合土时的台背侧向土压力及地基土变形特征。结果表明:与传统的砂土填料相比,EPS混合土可以有效减小台背侧向土压力,在本文试验配比范围内,台背侧向土压力随着EPS颗粒含量的增加而减小;EPS混合土可显著减小回填土表面沉降量,其不均匀沉降也较砂土填料大为改善,地表的沉降量与测点距桥台的距离之间趋向于线性关系;回填EPS混合土时,填土表面出现的不均匀沉降主要是由于桥台地基软土层在荷载作用下出现趋向桥台底部的滑移变形,从而引起整体刚度较大的回填EPS混合土层倾斜。工程实践中,应对EPS混合土的回填深度进行综合考虑。     

EPS颗粒轻质混合土蠕变特性试验研究

利用双联高压固结仪,采用分级加载和分别加载方式,对新型填土材料EPS颗粒轻质混合土的蠕变性进行了对比试验研究,并基于试验结果建立了压缩蠕变本构关系式.试验结果表明:EPS颗粒轻质混合土呈现衰减蠕变特性,不出现急剧流动阶段;压力越大,达到蠕变稳定的时间越长.由蠕变本构关系式计算的蠕变变形与试验数据对比表明,这种蠕变本构关系式总体上能够反映这种新型填土材料的蠕变特性,可应用于工程实践.     

高分子材料SH固化轻质土的压缩变形特性

为研究由原料土、聚苯乙烯颗粒和高分子材料SH固化剂混合而成的高分子材料固化轻质土的压缩变形特性,在单向压缩试验的基础上,对高分子材料固化轻质土的压缩变形规律、机制以及水环境对压缩变形特性的影响进行分析.根据试验结果:(1)提出了适合该轻质土的广义孔隙比概念,建立了高分子材料固化轻质土压缩变形曲线预测模型,模型能较好的反映孔隙比随荷载的变化;(2)水环境作用下高分子材料固化轻质土的压缩变形曲线表明干湿循环和浸水初期,固化轻质土的压缩变形量受水环境影响较大,随着循环次数的增加和浸水时间的延长,水环境变化对轻质土压缩变形量的影响逐渐减弱.     

季冻区矩型渠冻胀数值模拟及试验研究

传统的U型渠混凝土强度较低,抗冻胀性较差,在寒区使用各方面指标难以达到正常运行要求,因此提出新型矩型渠。采用聚苯乙烯泡沫(EPS)颗粒轻质土垫层作为矩型渠的保温材料,对比不同掺量EPS颗粒轻质土对矩型渠的保温效果,结合数值模拟和物理试验模型,分析土体的冻结融化规律及冻融循环后的残余变形量。研究结果表明:土体冻结是单向冻结、双向融化的过程,且土体的最大冻深发生在温度上升段0℃附近;EPS颗粒轻质土垫层对矩型渠土体起到很好的保温作用,EPS颗粒轻质土掺量越高,土体冻胀量和冻深的削减量也越大。     

单轴压力下RST轻质土变形特性及其细观机理分析

通过无侧限抗压强度试验和细观试验,研究了废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土(RST轻质土)在单轴压力作用下的变形特性及其细观成因,得到了应力-应变曲线与材料配合比的关系以及有代表性的细观图片.无侧限抗压强度试验结果表明:RST轻质土的应力-应变曲线为软化型,可以被概括为压密、弹性变形、塑性变形、软化4个特征阶段.细观试验结果表明:在处于加载初期的压密阶段,最先发生变化的是试样内部的孔洞,这些孔洞在外荷的作用下有闭合的趋势,但不会完全消失;由外荷造成的裂缝的出现标志着塑性变形阶段的开始,外荷引发的裂缝最初会从试样内部原有的孔洞以及橡胶颗粒和水泥土的结合面上开展.试验结果还表明,土体的宏观现象是其细观结构变化的体现,废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土的细观孔隙裂缝发展情况可以解释其宏观应力-应变曲线的形态特征.     

干湿循环对橡胶颗粒稳定轻质土的单轴抗压特性研究

通过无侧限抗压强度试验,研究了干湿循环条件下橡胶颗粒稳定轻质土在单轴压力作用下的变形特性及和强度特性,得到了应力-应变曲线与干湿循环次数、橡胶颗粒掺量的关系。无侧限抗压强度试验结果表明：橡胶颗粒稳定轻质土的应力-应变曲线为软化型,可以被概括为压密、弹性变形、应变软化3个特征阶段。橡胶颗粒稳定轻质土的弹性模量、无侧限抗压强度均随着循环次数的增多逐渐降低,在橡胶颗粒含量大于30%后,受干湿循环影响逐渐减小。基于试验数据建立了橡胶颗粒稳定轻质土的强度预测模型,可以对不同掺量橡胶颗粒稳定轻质土在干湿循环作用下的无侧限抗压强度进行准确预测。     

A palynological and palaeoclimatological record from the southern Philippines since the Last Glacial Maximum

A palynological analysis of a marine sediment core in the southern Philippines,provides a detailed regional vegetation and climate history for the West Pacific Warm Pool(WPWP)since the Last Glacial Maximum(LGM).Chronology was determined by a detailed oxygen isotope record.A higher representation of pollen from tropical upper montane rainforest during the LGM indicate that this forest type moved down along elevation,probabaly due to the lowered temperature.During the last deglaciation and the early Holocene,mangroves were more expanded and tropical mid and upper montane rainforests were restricted,suggesting a rising sea-level and temperature increase.Herbaceous pollen and pteridophyte spore records indicate a much drier condition during the LGM than the Holocene.Mangrove development is controlled by conditions at the river mouth influenced by river discharge.Pteridophyte spores are abundant in wet conditions and are mainly transported by rivers.During the mid-Holocene,the reduction in mangrove pollen and pteridophyte spore appears to be a result of climate change:mainly decrease in river discharge.This may have been affected by the decreasing intensity of the Southeast Asian Monsoon,and the increasing frequency and intensity of warm ENSO events,El Ni?o,in this region.     

八卦庙金矿床脆—韧性剪切构造及其控矿特征

从矿区脆－韧性剪切构造特征,对陕西凤县八卦庙金矿床韧性剪切带的发育历程进行了宏现和微观论述。指出：其矿床赋存于上泥盆统星红铺组下岩段一套半深海浊积岩相细碎屑岩中,成矿主要受脆－韧性剪切活动控制;纵向叠瓦式逆冲大断裂（Ｆ１）是其导矿、控矿构造,其派生构造ＮＷ向脆－韧性剪切带是矿床的成矿构造;Ｆ１派生的小褶皱和ＮＥ向张性断裂是容矿构造或储矿构造;脆－韧性剪切作用是形成金矿的主要作用;ＮＥ向剪切式节理脉形成于剪切成矿期,后期张剪活动中充填的石英脉可能导致金的叠加富集。     

广西龙湾铅锌矿床矿石矿物组构特征及成矿阶段划分

通过井下的详细勘查和显微镜下鉴定,对广西龙湾铅锌矿床的矿石组构特征进行了系统研究.矿区矿石构造主要为块状构造、浸染状构造、网脉状构造和斑杂状构造;结构主要为结晶作用和交代作用形成的结构,其次为固溶体分离作用、结晶物质重结晶作用和压力作用形成的结构.同时将成矿期次分为沉积成岩期、中低温热液成矿期和表生氧化期,其中热液成矿期是矿床的主要成矿期.根据矿物组合特征,将成矿划分为五个成矿阶段,分别是黄铁矿-石英-方解石阶段、闪锌矿-方铅矿-黄铁矿阶段、黄铁矿-闪锌矿-方铅矿-黄铜矿阶段、石英-方解石阶段、氧化物阶段.矿物的生成顺序为黄铁矿1-闪锌矿(黄铜矿1)-方铅矿-黄铁矿2-黄铜矿2.最终确定龙湾矿床为受构造活动控制的中低温热液充填交代-叠生改造型多金属矿床.     

川东南盆缘复杂构造区龙马溪组页岩孔隙结构及分形特征

川东南盆缘复杂构造区龙马溪组页岩总有机碳(total organic carbon, TOC)含量高、热演化成熟度高,但构造条件复杂,其微观孔隙结构特征及分形特征相关研究较少且与四川盆内页岩存在差异,亟需进一步深入研究。为更好地表征页岩孔隙结构非均质性及其对页岩气富集的影响,综合运用核磁共振、高压压汞及扫描电镜等技术,定量表征复杂构造区页岩微观孔隙结构特征。基于分形理论,利用高压压汞、核磁共振方法获得不同尺度孔隙的分形维数,并探讨分形维数与孔喉结构参数、TOC含量、矿物组分含量的关系及其地质意义。结果表明：川东南盆缘复杂构造区页岩主要发育有机孔、粒间孔和微裂缝。孔隙结构具有多重分形特征,不同尺度孔喉分形维数存在差异,大孔喉复杂程度高于小孔喉,孔隙总分形维数为2.470 2～2.819 1,均值为2.625 6,反映复杂构造区页岩发育更为复杂的孔隙结构,为页岩气提供大量吸附点位,对页岩气聚集具有积极作用。TOC含量和石英含量等因素的共同影响,造成研究区页岩的强非均质性和复杂的孔隙结构特征。与四川盆内页岩相比,研究区页岩孔径分布较广、分形维数偏低。综合分析页岩孔隙结构及分形特征可为昭通示范...     

增湿-减湿条件下重塑黄土宏微观试验研究

为了明确增湿-减湿作用下重塑黄土的宏观变形特性及微观结构特性,以陕北某填方区黄土为研究对象,利用单杠杆固结仪和扫描电子显微镜对增湿-减湿条件下重塑土体的宏观力学性能和微观结构变化进行分析。研究结果表明：宏观方面,侧向压缩应变与增湿-减湿循环次数呈正相关,并且增湿-减湿循环下侧限压缩应变规律可以用幂函数表示,说明长期的水土相互作用使压实土体强度及承载力降低;微观方面,增湿-减湿循环使压实黄土孔隙结构增大、颗粒形态由扁平状变成圆形以及颗粒接触方式由面-面接触变为点-点接触,导致土体结构松散产生裂缝,颗粒间摩擦力及承载力降低。通过对重塑黄土的宏微观分析,为黄土区域的建设工程提供理论依据。     

聚集型高演化天然固体沥青成因——以湘西脉状碳沥青为例

 聚集型高变质程度的脉状碳沥青广泛存在于湖南湘西州寒武系地层,通过野外调查和实验测试,获得了碳沥青赋存特征、微观形态特征及母质来源、组成和演化程度等信息。野外调查发现,碳沥青矿脉大多赋存北东-北北东走向的小断裂内,通过扫描电镜及能谱（SEM-EDX）技术、X 射线衍射光谱（XRD）技术、傅里叶红外光谱（FT-IR）技术测试了样品的微观形态、元素组成及分子结构。扫描电镜照片显示碳沥青具备流动状结构与镶嵌结构,X 射线衍射光谱也有石墨的衍射峰出现,说明碳沥青达到了较高的演化阶段;红外光谱的官能团信息显示碳沥青源于干酪根的演化;通过实验数据的对比分析发现,无论是微观形貌还是组分特征,碳沥青既保留了原始石油的一些特征又受到强烈的后期改造影响,部分原始特征甚至被后期改造掩盖。     

轻质结构发动机罩设计研究

以汽车发动机罩为例，结合材料特性、生产工艺、连接工艺等方面因素，设计四种不同材料发动机罩结构方案．采用拓扑方法优化、改进结构，并通过有限元结构模拟计算，比较分析并评价各方案．选择其中综合性能优势最为显著的复合材料结构方案进行试制并试验．通过对比模拟计算结果和试验结果，验证了复合材料结构方案的性能优越性．在轻量化方法、设计试验规范、选材与结构等方面，为汽车车身的轻量化研究探索了一条技术路线。     

黔北地区二叠系龙潭组页岩微观孔隙特征及其储气性

为了深入研究黔北地区海陆过渡相页岩储层微观孔隙结构特征,选取了二叠系龙潭组钻井岩心页岩样品进行氩离子抛光-场发射扫描电镜实验、氮气吸脱附实验、及相关地化和等温吸附等测试,研究页岩微观孔隙类型及孔隙结构特征,并探讨微观孔隙对页岩储气性能的影响。研究结果表明,龙潭组页岩储层的孔隙类型主要包括粒间孔、粒内孔、有机质孔、微裂缝4种,以矿物颗粒粒间孔和黏土矿物粒内孔最为发育,有机质孔发育较少,这主要是因为Ⅲ型干酪根显微组分为结构稳定的镜质组和惰质组在生烃过程中不易产生有机质孔;氮气吸附实验结果显示龙潭组页岩孔隙类型复杂,主要表现为两类：细颈广体的墨水瓶孔隙和四边开口的平行狭缝型孔隙,孔径主要介于3～5nm,以发育中孔为主,BET比表面积平均为15.846m2/g,BIH总孔体积平均为0.01258ml/g;龙潭组页岩样品吸附气含量较高（平均为2.37m3/t）,页岩储层微观孔隙对吸附性能有重要的影响,其中吸附气含量与页岩的孔径呈负相关关系,与页岩的比表面积、孔体积呈较好的正相关关系,页岩的纳米级孔隙为烃类气体的赋存和运移提供了有利条件。     

便携机器人轻量化设计与仿真

针对实验室33 kg便携机器人为研究对象,对它进行25 kg为目标轻量化设计。对已有履带轮受力情况,将各履带轮的材料厚度作为设计变量对其三维模型进行结构优化,获取轻量化的结构,基于多体动力学软件Recurdyn对平地直线行驶、斜坡、斜坡转弯三种典型工况下分别进行仿真,并将仿真结果运用ANSYS进行静力学有限元分析,对零部件以应力和变形为限定条件。结果通过多次迭代设计对比优化前后机器人整体质量减轻的情况下满足运行特性要求。表明了该轻量化设计方案是可行的,新结构相对于原始结构更优。     

流花油田礁灰岩储层微观性质及驱替特征研究

与碎屑岩储层相比,礁灰岩储层的微观孔隙结构复杂且具有油湿性,其水驱油机理主控因素尚不明确。采用“岩芯扫描电镜、铸体薄片、压汞、润湿性”等静态资料与“微观驱替及岩芯驱替实验”等动态测试相结合的分析方法,建立了“静态数据动态化”的渗流机理研究新方法,明确了礁灰岩储层的微观性质与流体驱替特征的关系以及不同孔隙结构的剩余油分布规律。研究表明,流花礁灰岩储层微观孔隙结构可分为4类,其中,I、Ⅱ、Ⅲ类为有利储层,具有低排驱压力、低退汞效率及强非均质性的特点,储层渗流能力与储层类型关系密切,主控因素有储层类型、孔喉半径比和润湿性3个关键因素。水驱前后的油水分布特点及不同岩芯驱替动态与驱替效果受储层微观性质控制并有直接的相关性。