粗集料形态特征及其对沥青混合料高温抗剪强度的影响

采用60℃单轴贯入试验,确定沥青混合料高温抗剪强度。使用数字图像处理技术,从形状、棱角性和表面纹理对粗集料二维形态特征进行具体描述,运用等效椭圆法和筛孔尺寸修正系数识别粗集料级配。结合MATLAB软件编写程序提取粗集料形态参数,确定与沥青混合料高温抗剪强度相关的粗集料二维形态特征指标,利用图像拓扑性质欧拉数定量评价粗集...     

沥青路面失稳型车辙分析与防治

1失稳型车辙原因分析与防治 (1)内摩擦角的影响因素 ①集料的颗粒形状和表面纹理 沥青混合料的内摩擦角是由于集料与集料之间的嵌挤作用产生的.因此,集料颗粒形状接近立方体、多棱角、破碎、常会产生较大的内摩擦角.集料表面纹理的构造深度利集料种类,对混合料的内摩擦角也有显著影响.表面粗糙、构造深度大的集料具有较大的内摩擦角.     

集料表面纹理粗糙度的测量

为了有效评价集料表面纹理粗糙程度对沥青混合料路用性能的影响,采用激光轮廓仪直接测量了9种不同集料的表面纹理轮廓曲线,通过轮廓滤波方法将其划分为宏观纹理和微观纹理,并应用几何统计方法,以算术平均偏差、算术平均波长和轮廓偏斜度为评价指标,对其表面纹理粗糙度进行了定量评定.分析结果表明:算术平均偏差最适宜用来描述集料表面纹理的粗糙程度,算术平均偏差越大,集料表面纹理的粗糙度越大;波长2 mm为集料表面宏观纹理和微观纹理的界限值;根据算术平均偏差,集料表面纹理粗糙度可以划分为4级.     

粗集料棱角性数字图像分析技术研究进展调查评价

粗集料棱角性现有评价方法存在较大争议,数字图像分析技术为解决该问题提供了新的途径。较为全面地梳理总结了近年来国内外相关研究成果,包括数字图像分析技术路线、数字图像获取识别方法、粗集料棱角性评价方法,各类方法对棱角性的评价效果等。结果表明:各类数字图像分析技术主要区别在于所采用的粗集料棱角性评价方法。侵蚀膨胀法、傅利叶级数法过于复杂,普及应用较为困难;等效球体法未经过验证,可行性还不明确;颗粒周长法和分形几何法在粗集料粒径较小时评价效果较好;凸包面积差法与AIMS测试结果相关性最好;骨架端点法中需加强骨架端点与粗集料棱角性的对应关系;等效椭圆法中考虑面积权的做法较为合理。     

钢渣集料微观与表观形貌特征试验分析

钢渣作为钢铁行业的工业副产品,经破碎后整体特征与筑路集料类似,是目前短缺的优质石料的良好替代品。为系统研究钢渣集料作为筑路集料的外观形态特征,采用包括X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、压汞试验和集料图像测量系统在内的多种现代检测仪器和方法分析其微观表面构造、孔隙特征、形态特征等指标,并与常见的石灰岩、玄武岩集料进行对比论证,结果表明:钢渣是一种密度大、吸水率大、压碎值小、黏附性良好的集料;钢渣表面存在较多的粉体颗粒,孔隙分布丰富,大于1μm的孔隙占比达到65.24%;钢渣的棱角性高于石灰岩和玄武岩集料,表面纹理指标介于石灰岩和玄武岩之间,球度指标优于石灰岩和玄武岩集料。     

粗集料棱角性对水泥稳定碎石强度的影响

为研究粗集料棱角性对水泥稳定碎石强度的影响,基于数字图像处理技术,采用等效椭圆法评价粗集料的棱角性对石灰岩碎石与破碎鹅卵石的棱角性进行了对比分析,且对不同棱角性集料的工况组合水泥稳定碎石的强度性能进行了室内正交试验.研究结果表明:不考虑水泥因素的影响,无侧限抗压强度与棱角性正性相关;替换率相同条件下,19.0～26.5...     

粗集料对水泥稳定碎石骨架结构形成的影响

为了揭示粗集料对水泥稳定碎石骨架结构形成的影响规律,从粗集料颗粒形状和相对用量两方面考虑,借鉴粒子干涉理论和逐级填充理论,通过不同的试验方案进行分析．试验结果表明,粗集料颗粒形状对混合料的骨架结构具有较大的影响;不同粗集料的组合经振动后,各组混合料空隙率都会出现一个最小值,利用合理的填充比例,混合料可以形成密实的结构．     

沥青路面粗集料微观纹理评价方法研究

选取5种不同材质石料,借助自主开发的激光纹理仪,测量集料微观纹理曲线;运用分形分维理论中的盒子计数法,通过MATLAB编程实现对不同粗集料分维数的快速计算。研究表明:该评价方法可以准确的评价粗集料的微观纹理,进而为抗滑层路面选材提供更为丰富的手段和科学依据。     

集料形状对沥青混合料抗剪强度的影响

采用美国材料和试验协会（ASTM）中D 3398方法对集料颗粒形状和纹理进行测量和评定,对不同集料形状特征的沥青混合料进行性能试验,可分析研究集料形状对沥青混合料抗剪强度的影响。     

用离散元方法研究颗粒外形对摩擦机理的影响

为了揭示颗粒外形对无粘性散体摩擦机理的影响,将无粘性颗粒材料之间的摩擦作用分解为颗粒间宏观咬合和微观咬合摩擦,运用不规则外形颗粒离散元建模方法,进行撞击模拟和自然安息角模拟,研究颗粒外形对微观咬合摩擦和宏观咬合作用的影响.数值计算结果表明,不规则外形颗粒集料摩擦因数近似为接触面摩擦因数的2倍,椭球体集料摩擦因数与接触面摩擦因数近似相等;颗粒外形不同使得颗粒运动状态呈现出滑动或滚动特征,并影响其宏观咬合特性及颗粒集料的摩擦性能.     

再生骨料混凝土的微观形态特征及能谱

利用扫描电镜（SEM）和能谱（EDX）结合联用技术,观察以施工现场废弃混凝土作为再生骨料材料制造的混凝土微观形态特征,分析其主要组成元素、质量分数及再生骨料性质对混凝土性能影响的机理.结果表明：颗粒的形态多样,以不规则形态居多;不同粒径颗粒之间存在逐级吸附的现象;试件断裂界面成分主要是碳酸钙和碳酸镁;圆形透明小颗粒以氧化铝和氧化硅为主的粉煤灰构成;花朵和不规则束团状为还没完全水化的水泥成分,主要以硅酸三钙和铝酸钙及铁铝酸钙为主.     

粉末冶金多孔钛的研究

采用粉末冶金法在10-3Pa的真空度下烧结多孔钛,获得开孔隙度<50%,孔径分布在5～50μm之间的多孔钛 借助金相显微观察孔隙形貌、利用数理统计方法确定孔径分布、进行压缩试验测定压缩性能 分析了原始粉末的粒度、成型压力、烧结制度对多孔钛的孔隙度、孔径及压缩性能的影响规律 实验结果表明:多孔钛的孔隙度及开孔隙度都随成型压力的增大、烧结温度的升高和烧结时间的延长而降低;孔隙的尺寸随粉末粒度的增大、烧结温度的降低而增大;成型压力增大和烧结时间的延长对孔隙尺寸的影响表现在小孔径孔隙的比例增大,而大孔径孔隙的比例降低;但是粉末粒度变化对多孔钛孔隙度、孔隙尺寸的影响要比成型压力、烧结温度和烧结时间变化的影响强烈的多;多孔钛的开孔隙度越大,其压缩强度越低;当多孔钛的开孔隙度由16%增大至44%时,其断裂强度由0.75GPa降至0.18Gpa     

涡轮叶片逆向建模与特征参数提取

为了在已有涡轮叶片实物基础上进行再创新设计,采用激光扫描仪对涡轮叶片进行数字化扫描,提出了在三维测量得到涡轮叶片点云数据的基础上,准确进行逆向建模、反求几何参数和提取气动特征参数的逆向设计方法.根据涡轮叶片的几何参数反求和提取气动特征参数要求,基于获取涡轮叶片的截面点云图,用五次多项式曲线拟合叶盆和叶背,并用圆弧逼近叶形前后缘.基于该方法,采用Matlab软件对涡轮截面线点云进行拟合,反求得到了叶身型线方程,拟合偏差控制在之内,能够获得准确的叶片截面型线和气动特征参数.      

混凝土三维细观随机模型的建立和有限元剖分

将混凝土假定为由骨料和砂浆组成的两相复合材料, 研究了球形、椭球形和两者混合体的边界和干涉判断数学条件; 设计了球形、椭球形骨料随机投放算法, 并利用MATLAB编制相应程序, 生成了混凝土细观层次三维随机几何模型; 采用相邻骨料颗粒中心距判断球形骨料的干涉关系, 利用一个椭球上任一点与另一个椭球形心连线构成的直线段上的任一点与该椭球的关系判断椭球形骨料的干涉关系, 将两椭球之间的干涉关系转化为一点与椭球的关系; 基于MATLAB平台开发了mat2scr2017程序, 将MATLAB中的图形文件数据读入SCR脚本文件中, 将mat2scr 2017程序生成的随机骨料模型转化为AutoCAD图形文件, 并导入有限元软件COMSOL Multiphysics中剖分混凝土几何模型有限元网格。研究结果表明: 建立的随机骨料模型的骨料体积率可达到50%, 骨料粒径和投放位置均满足随机性要求; 椭球形随机骨料投放算法简单、高效, 且能保证椭球自身倾角的随机性; 模型适用于任意级配混凝土的生成, 对连续级配混凝土骨料的逐级随机投放保证了各级配骨料的体积率; 实现了MATLAB图形向AutoCAD图形的转换, 极大地提高了混凝土随机骨料模型的通用性; 所建混凝土模型网格剖分满足骨料、砂浆交界处网格一致性要求, 满足有限元分析的需要。      

粗集料UHPC收缩与力学性能

为降低超高性能混凝土(UHPC)收缩和开裂风险, 进行了5组不同粗集料掺量(质量分数分别为0、12.5%、22.5%、32.5%和42.5%)的UHPC的自收缩、基本材性(抗压强度、抗拉强度和弹性模量)、集料级配和圆环约束收缩等试验, 分析了粗集料掺量和集料级配对UHPC自收缩和基本材性的影响, 并采用提出的收缩开裂应力相对差值评价粗集料的掺入对UHPC收缩开裂的影响; 进行了有、无粗集料UHPC在圆环约束下的开裂性能试验与对比分析, 验证粗集料掺入对减小UHPC收缩开裂的有效性, 并给出UHPC中粗集料掺量和最大粒径限制的建议。研究结果表明: 随着粗集料掺量的增加, UHPC早期自收缩量降低, 最大降幅近20%;粗集料对UHPC的弹性模量、抗压强度和抗拉强度等的影响程度与其掺量和级配有关, 当粗集料掺量为22.5%时, 其级配曲线几乎全部处于富勒氏与泰勃特曲线范围内, 是5组材料中堆积最紧密的一组, 对UHPC弹性模量与抗压强度提高最为显著, 对抗拉强度的降低幅度影响最小; 当粗集料掺量为22.5%时, UHPC收缩开裂应力相对差值最大为1.31 MPa, 为试验中的最合理掺量, 可有效降低收缩开裂风险; 与未掺粗集料的UHPC相比, 圆环约束下掺有22.5%粗集料的UHPC的残余应力与拉应力水平分别降低15.8%和14.7%, 其抗裂性能得到提高; 建议对粗集料UHPC进行紧密堆积设计以获得尽可能优的材性, 对掺有长度为12~20 mm钢纤维的UHPC, 其集料的最大粒径可放宽至9.5 mm。      

基于数字图像技术的露石混凝土表面构造研究

运用数字图像技术实现了露石混凝土路面(EACCP)图像像素值量化计算,建立了露石表面像素差平均值与构造深度的关系模型;通过采集的数字图像计算分析了露石表面构造深度,评价了EACCP露石表面构造质量。实例分析表明:数字图像技术的露石表面构造检测方法,能方便快捷地进行露石路表构造深度检测,有利于实现测量工作的连续化。     

颗粒离散元分层建模法及颗粒尺寸效应

离散元分析方法是研究岩石力学行为、完善岩石力学基础理论的重要工具之一,为提高颗粒离散元法模拟室内岩石力学及大规模工程尺度试验的精确度,提出分层建模法,该方法对岩石或岩体关注区域采用小尺寸颗粒进行精细化模拟,外侧非重点关注区域采用大尺寸颗粒建模以扩大计算区域. 采用分层建模法进行单轴压缩、巴西劈裂试验并与常规建模计算结果进行对比,初步验证了分层建模法模拟室内力学试验的可行性. 研究结果表明:分层建模法与常规建模一样受颗粒尺寸效应影响,但可以减少颗粒流模型中的颗粒数量,计算效率提高50%以上;分层模型的单轴抗压强度和起裂应力分别与外层对应的常规模型相比,最多仅减小2.7%和1.9%,匹配单轴抗压强度时可先以外层材料常规模型作参照,单轴抗压强度和起裂应力的变异系数（coefficient of variation,COV）普遍大于常规模型,但依然在2%的可接受范围内;分层模型中粒径分布的不均匀性对模型弹性阶段的变形性质影响较小,分层模型的弹性模量与外层对应的常规模型相比减小1.3% ~ 2.3%;分层模型的巴西劈裂抗拉强度与外层对应的常规模型增大了1.32% ~ 2.35%,宏观破裂特征与小粒径常规模型相似,但在加载板附近有更多的裂纹.      

液力变矩器混流叶轮叶片曲面的几何计算

本文提出了混流叶轮叶片的数学模型 ,它是直纹的单凸面。与传统的“等角变换”法比较 ,可精确计算叶片的全部几何参数。