同步爆扩法处理高速公路液化土地基模型试验研究

为了获得同步爆扩法处理高速公路液化土地基的现场试验的实施方法和参数，验证理论研究成果，设计了模型试验装置，采用模型试验和对比分析相结合的研究方法，研究了爆扩参数及影响因素、爆扩应力变化规律、爆扩超孔隙水压力变化规律、爆扩排水沉降的规律，提出了现场试验的技术参数和实施方法．结果表明：土体爆扩应力影响范围为6m，土体爆扩性指标为0．5m^3／kg，爆扩后地面沉降达到200-300mm，土体物理力学性能提高，液化消失．     

钠蒙脱土晶层间水分子结构分子动力学模拟

对晶层间不同含水量的蒙脱土-水-离子体系以及NaCl水溶液进行分子动力学模拟,并比较了矿物晶层间水分子及离子特性与水溶液中的差别。模拟结果表明：层间补偿阳离子受蒙脱矿物同晶置换位置影响,而层间水分子则与四面体氧原子形成氢键配位,沿矿物表面定向排列;层间水分子及离子受黏土矿物几何限制及表面电荷的影响,其沿zz方向的扩散系数很小,且总扩散系数也要小于NaCl水溶液;层间水分子中氢、氧原子间及其与钠离子间的径向分布函数峰值强度要高于水溶液,也说明了晶层间水的聚合程度更高。以上结果定量描绘了晶层间水分子的结构形态,同时也充分说明了晶层间水分子的结构明显不同于自由水,为下一步研究黏土的高压力学特性奠定了基础。     

煤层开采覆岩变形与破坏试验研究

顶底板赋存含水层的煤系地层在采煤影响下可能因导水裂隙的发育而导致突水危险。采用平面模拟的方法，通过实验室相似模拟试验，对某井田采煤过程中覆岩变形与破坏规律进行了模拟试验研究，获得了上覆岩层应力的分布以及随开采面推进的发展规律，结果表明，在本模拟条件下煤层开采导致上部覆岩破裂带触及上部含水层，因此需采取必要措施，以确保安全生产。     

砂土的高压卸荷特性试验

运用自行研制的SKA－1型高压固结仪模拟深层土应力环境,在高围压状态下对重塑砂土的卸载特性进行了试验研究,揭示K₀固结加、卸载过程中砂土K₀值的变化规律、土的应力－应变关系等力学特征.结果表明：砂土卸载过程K₀值随卸除荷载不同而具有不同的变化规律;在卸除轴压应力路径p-ε_a坐标系中,砂土的应力-应变关系为幂函数型.     

DDG系列电动缸在钢厂吹氩装置上的应用

我院设备室设计人员将DDG 系列电动缸用在南通钢厂的吹氩装置上,完成吹氩枪的上下往复运动和吹氩枪的回转90°运动。实践证明,DDG 系列电动缸用在钢厂吹氩装置上是行之有效的。此装置已达到了与同类型设备相比:结     

局部超低温制冷治理多年冻土路基融沉的数值模拟研究

青藏铁路路基在全球升温和人为施工热扰动等不利因素的影响下会出现融沉现象,针对多年冻土地区升温引发的路基融沉问题,提出了采用超低温短时制冷进行工程抢险和维护冻土路基稳定的方法。主要分析短时超低温制冷方法在不同的布管位置(路基和坡脚地层)、布管角度(水平管和倾斜管)、管长度(5 m、7 m)和制冷时间等因素影响下路基温度场、冻土上限和融化盘的变化。研究表明:超低温制冷方法是一种高效治理融沉灾害的抢险施工工法;管长越长冻土交圈时间越短,因为超低温的制冷效率高,可以在短时间内使路基处于负温状态,显著提高承载力;路基水平管的冻结效果好,坡脚处的冻结效果差;冻土上限可以在短时间内最高提升5 m,融化盘面积大大减少甚至可以被消除;路基内最高温度可以降低2℃,路基的最大融化深度可以降低4 m。综上所述,只要施工采取适宜的布管方式就可以在短时间内使整个路基处于负温状态,同时提高路基的承载力,达到很好的工程抢险效果。研究成果对治理多年冻土地区路基病害具有参考价值。     

黏土的高压三轴剪切特性研究

低应力作用下与高应力作用下土的力学特性存在较大差异．为了了解高应力下黏土的三轴剪切特性,指导深部地下工程建设,本文运用SKA～1型高压K0固结仪,对高应力下重塑黏土的K0固结不排水、各向等压固结不排水剪切特性进行研究,探讨了不同固结方式下诸如K0值、轴向应变、平均主应力、主应力差等变化规律,结果表明：高应力条件下各向等压固结三轴剪切试验破坏主应力差明显大于K0固结所得的相应值;两种应力路径下黏土的应力-应变关系曲线与低应力条件下三轴剪切试验具有相似的数学模型．     

深部巷道非稳态温度场演变规律试验研究

为研究围岩温度场变化规律,研制了巷道风流非稳态传热试验系统,并进行了不同进风温度和进风速度下5组试验.基于平板非稳态导热问题,提出了适合判断巷道非稳态传热正规状况阶段新方法.结果表明,巷道非稳态传热存在正规状况阶段,所需无量纲时间即傅里叶数FO=1.2,对预测温度演变及简化计算有重要意义.将试验数据无量纲化后回归分析,当进风温度在15～25℃时,巷道壁面无量纲温度θ最终稳定在0.4左右.θ与FO可拟合成线性多项式形式,当次数为4时即有很高精确性;θ与无量纲半径ψ可通过对数公式拟合,在正规状况阶段拟合精度高;当风速低于3 m/s时,相对改变进风流温度来说,风速对围岩温度场的影响更大.高温矿井应根据实际情况选择合适的降温方案,以提高方案的经济性和实用性.     

倾角对裂隙岩体力学特性影响试验模拟研究

为了解决工程中遇到的裂隙岩体的开挖与防护问题,用水泥砂浆制作试样,模拟具有不同倾角的贯通裂隙岩体,利用电液伺服万能试验机和分离式霍普金森压杆分别对试样施加静、动荷载,分析倾角对裂隙岩体静、动态力学性能的影响.结果表明,裂隙岩体的破坏具有脆性破坏的特征;其强度具有应变率敏感性,随着应变率的提高,强度也得到提高;倾角对裂隙岩体的静、动态力学性能有影响,静态荷载下的抗压强度在裂隙倾角为45°时最小,O°和90°时最大,而动力荷载下的抗压强度则是在裂隙倾角为30°时最小,90°时最大.     

电感耦合等离子体质谱法测定低浓度氪和氙

在环境分析及地球化学研究等工作中,有时需要对低浓度的稀有气体氪(Kr)和氙(Xe)进行定量分析.常用的分析仪器是气相色谱(GC)和专用气体质谱计.专用气体质谱计在对样品进行预处理后可达到很高的同位素比值分析精度,但是直接进样测定低浓度氪和氙样品浓度值的精度较低,价格昂贵、应用范围较窄.GC测量简单快速、仪器价格便宜,但是只能测定氪和氙的浓度,无法分析同位素丰度,而且检测限相对较高,难以胜任低于ppm浓度氪和氙样品定量分析的要求.电感耦合等离子体质谱计(ICP-MS)作为一种理想的多元素快速分析仪器,一般认为其不适合稀有气体分析.本文简要介绍本实验室发展的应用ICP-MS测定低浓度Kr和Xe的技术.