贺兰口岩画岩石材料风化微观特性分析

以贺兰口6个分区的岩画岩石材料为研究对象,首先进行岩石吸水特性试验,获得吸水率在时间序列上的变化规律.其次选取尺寸为1 cm×1 cm×0.1 cm的岩样薄片,在4种不同放大倍数下,对其风化面、新鲜面和不同区岩石微观特性进行SEM对比观察,探讨岩石的孔隙特性和胶结结构.结果表明,岩石的风化程度与其吸水特性和微观特征有必然联系,吸水率愈大,孔隙愈多,岩石胶结愈疏松,岩样结构愈不完整,岩画风化程度越大.本文的研究确定了吸水率和微观特征可以表征岩画风化程度,为贺兰山岩画保护和修复工作提供了一定的理论基础.

EPS轻质保温混凝土的制备及其物性特征研究

聚苯乙烯颗粒表面具有明显的憎水性,以其为骨料制备轻质混凝土时,现有技术不能彻底解决水灰比小时流动性丧失或水灰比大时骨料上浮,还有可能解决方案不便捷,甚至解决方案成本较高;针对这些不足,试验以聚苯颗粒和普通硅酸盐水泥为基础材料,在机械力化学和粉体材料湿法改性作用下,制备了较为稳定的水泥悬浮液;最后借助搅拌机械力,制备了一种非牛顿流体状轻质混凝土;该流体状混凝土中轻质聚苯颗粒处于悬浮状态,解决了聚苯颗粒上浮等问题,并且适宜的水灰比下具有良好的流动性好,可实现自密实。另外,制备工艺技术路线简单,对搅拌机械和施工人员专业素质要求低,制备过程不受外界环境剧烈变化影响,可以实现大范围泵送,全程可实现机械化施工,降低了劳动强度,提高了施工效率。

劈裂法测地勘岩芯抗拉强度的形状效应研究

对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯。首先加工难度大,更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验结果偏差较大。为此,将现场地勘岩芯直接应用于力学实验岩芯,通过抗压强度测试中的尺寸效应、劈裂法抗拉强度测试中的形状效应研究,得出以下结论:不同高径比的巴西圆盘劈裂法间接测试抗拉强度的形状效应表明,劈裂法间接测得的抗拉强度和圆盘尺寸离散性较大;但也表现出一定的分布规律。总体上随高径比的增大而呈减小趋势;因此,由于抗拉强度形状效应的离散性,试验中尽可能采用规范规定的尺寸进行强度试验。若在标准岩芯获取受限制的情况下,也可以用非标试件进行试验,引起的误差必须修正。

基于辛方法的二维非稳态热传导问题研究

基于二维热传导理论,通过引入对偶变量,推导了非稳态热传导温度场问题的辛对偶方程组。采用分离变量法和本征展开方法,建立起一种本征值和本征解的直接求解方法,得到了适用于任意跨厚比的平面非稳态问题的解析解。由于在求解过程中不需要事先人为地选取试函数,而是从基本方程出发,直接利用数学方法求出问题的解,使得问题的求解更加合理化。探讨不同跨厚比、不同时间步长情况下温度和热流密度的分布规律,并与已有解进行比较。结果表明,辛方法是一类可行的研究非稳态热传导的方法。考虑到非零本征值本征解具有局部性特点,进一步讨论不同跨厚比、不同时间情况下温度和热流密度分布的端部效应问题。为非稳态问题的理论及实际应用研究提供了新的途径。

煤矿区现场地勘岩芯直接用作抗压强度实验岩芯的几何效应研究

对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯,首先加工难度大;更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验结果偏差较大。为此,将现场地勘岩芯直接应用于力学实验岩芯,通过抗压强度测试中的尺寸效应和形状效应研究,得出以下结论:1高径比为二比一的非标岩芯测试抗压强度的尺寸效应表明,强度与岩芯直径或体积之间的相关性明显。随几何尺寸的增大近似呈线性递减规律,且强度与直径之间的关系以及强度与体积之间的关系相似度高,这表明用非标岩芯做抗压强度试验是可行的,只需对非标试件所得结果进行修正,即可得到标准试件下的当量强度。2抗压强度的形状效应表明,不同高径比时岩石抗压强度的离散性较大,但也表现出一定的分布规律,总体上随高径比的增大而呈减小趋势,与体积的增大也呈减小趋势。因此,鉴于抗压强度形状效应的离散性,试验中尽可能采用高径比为二的岩芯进行试验,这样所得的结果线性换算后可比性高一些。

干湿循环作用下贺兰山岩画载体砂岩风化特征

以宁夏岩质文物区域内的典型砂岩(记为A、B)为研究对象,针对其实际的赋存环境进行干湿循环试验,研究砂岩试样的力学特征,分析浸泡在真实水环境中砂岩试样经历不同循环次数后各力学参量的变化规律;并结合SEM观察岩样微观特性。研究结果表明:干湿循环结束后砂岩试样强度具有明显的"弱化"趋势,在干湿循环前期表现更为明显。砂岩A强度下降了74.67%,砂岩B强度下降了45.18%,A对干湿循环作用表现更为敏感。SEM试验结果发现岩石微观结构随着循环次数的增加,其微观结构越松散,颗粒空间排布越不均匀;与宏观试验强度变化结果相吻合,说明岩质文物受水的作用时,干湿循环作用是不可能忽视的影响因素。研究结果为具有宁夏区情的石质岩画文物劣化机理理论、后期保护和修复提供的理论基础。

发泡聚苯乙烯轻质混凝土饱水软化后的强度与变形特征

与普通混凝土类似,聚苯颗粒混凝土遇水也表现出软化效应,导致强度和刚度参数下降,为此,基于饱水软化试验,对不同干密度聚苯颗粒混凝土饱水72 h后进行了强度试验,结果表明:聚苯颗粒混凝土的软化系数在0.8附近及其以上,接近于耐水性材料。饱水或干燥时,应变在1%~2%范围内时变形以弹性变形为主,且峰值强度在3%附近。当应变在2%以前,饱水前后应力-应变曲线较为接近,表明在弹性阶段饱水前后力学性质较为接近,2%应变以后,表现为峰值强度下降,割线模量降低。

固体火箭发动机裙连接结构数值分析

裙连接结构是固体火箭发动机重要的组成部分,主要作用是将发动机与舱段、级间段进行连接,裙结构在工作中主要承受弯矩、轴向载荷、横向剪切等多种外载荷联合作用,使裙结构受力状态较为复杂,本文以复合缠绕壳体金属裙为研究对象,针对复杂的载荷条件,对裙结构进行受力和稳定性数值分析,为裙结构设计提供一定地参考价值,保证发动机整体结构的合理性和完整性。

两种水环境下干湿循环作用对贺兰山砂岩抗拉强度的劣化研究

选取贺兰山岩画区砂岩为研究对象,首先,采用显微镜正交偏光对岩矿进行了分析,鉴定结果为钙质胶结不等粒长石砂状砂岩.其次,分别在pH=2. 0和pH=7. 0溶液中,进行浸泡-烘干处理模拟0次、5次、10次、20次、40次、60次干湿循环过程,每组3个岩样,将其在岩石试验机上分组进行劈裂试验.最后,分析试验循环次数对强度的影响,给出砂岩破坏形式,模拟干湿循环次数与单轴抗压强度之间的拟合关系,得到抗拉强度损伤率.研究结果表明:干湿循环对砂岩的损伤是渐进发生,因为水解反应,岩石抗拉强度损伤率随循环次数的增加而增加,且前期的影响最大,砂岩在酸性环境干湿循环后力学性质的劣化程度强于中性环境.

基于功能化改性氧化石墨烯增强环氧树脂复合材料性能研究

研究了γ-氨丙基三乙氧基硅烷和辛基缩水甘油醚对氧化石墨烯(GO)表面有机功能化改性的办法,并通过机械搅拌和超声分散制备了改性GO增强环氧树脂(EP)复合材料。采用FT-IR、XPS、SEM、TG对改性前后GO表面结构及改性GO在EP中的剥离分散性进行了表征分析。测试了改性GO增强EP浇铸体复合材料冲击性能、弯曲性能、拉伸性能和热稳定性。结果表明,烷基功能化改性的GO表面成功接枝了含氧活性基团和烷基分子链结构,在EP中具有较好的浸润分散性和界面结合能力。改性GO增强EP复合材料的韧性和耐热性显著增强,添加1.5wt.%改性GO的EP复合材料冲击强度、弯曲强度和拉伸强度相对纯EP分别上升了67.7%、31.2%和31.7%。

宁夏贺兰山岩画群岩画病害调查及保护策略探究

在宁夏回族自治区境内众多不可移动的室外物质文化遗产中,位于银川市贺兰县的贺兰山岩画是规模最大,历史最悠久,保存最完整的文物群体之一。这些岩画都刻于裸露的山体之上,所处的岩石材质各不相同,病害成因多样,病害程度严重,岩画保护已到了刻不容缓的时候。为了更好、更有效地保护这些珍贵的岩画,在调查岩画病害及成因的基础上,试图寻找一种或几种方式综合治理岩画所在岩土的地质病害和外部病害等,阻止岩画的继续风化。