尾矿砂动力特性的动三轴试验研究

尾矿库是堆存选矿后尾矿的场所,尾矿砂主要为细砂、粉砂等无黏性土,往往处于饱和状态,因此在地震作用下易发生液化并造成尾矿坝的失稳破坏。以某尾矿库为研究对象,通过现场勘察取样,对4种类型尾矿砂即尾中砂、尾细砂、尾粉砂和尾粉质黏土的特征进行了描述和物理参数测试。采用STX-200液压伺服式动三轴试验仪对尾矿砂试样动弹性模量、动剪切模量和阻尼比等动力学参数进行了试验测试。结果表明:试样的初始动弹性模量和初始动剪切模量均随动应变的增大先减小后趋于稳定,且受试样固结围压影响很大;随着动应变的增大,试样最大阻尼比呈明显的非线性增大,即先迅速增大后缓慢增大并趋于平稳,但其受围压的影响较小。试验结果可为尾矿库在地震作用下的动力液化分析提供数据支持。

综合考虑宏微观复合损伤的节理岩体本构模型

针对目前节理岩体损伤本构模型中仅考虑节理等宏观缺陷造成的损伤,而没有考虑岩块中微裂纹等微观损伤的不足,提出了综合考虑宏微观损伤的节理岩体本构模型。其中微观损伤模型采用基于应变强度理论和岩石微元强度服从Weibull分布假定的统计损伤模型,把其应用于被节理切割而成的岩块。而宏观损伤模型主要基于连续介质力学原理,把节理对岩体性质的劣化作为损伤来考虑。在考虑节理传压及传剪系数的基础上,提出了综合考虑宏微观复合损伤的节理岩体本构模型。算例表明宏观节理的存在大大削弱了岩体的强度,降低了其刚度,增大了其柔性。所提出的模型能够较好地反映宏微观两类损伤对岩体应力-应变关系及强度的影响,较为合理。

节理性质对岩体爆破破坏模式影响的数值分析

针对目前常用的有限元和离散元等数值方法难以客观反映岩体中存在的大量断续节理和在外力作用下岩体破碎及块体运动的不足,提出了采用数值流形方法以解决目前岩体爆破模拟中存在的上述问题。数值流形方法采用数学网格与物理网格以形成求解流形单元,因而很容易反映岩体中存在的众多初始节理,采用断裂力学准则以模拟节理、裂纹扩展,采用DDA中的块体运动学理论以模拟块体运动。最后通过算例对比分析了完整岩体和节理岩体爆破破坏模式的差异,说明了节理存在对岩体爆破破坏模式有着重要影响,且其影响程度与节理的几何分布及物理力学性质有着密切关系。

古土壤地层盾构施工引起的地表沉降分析

针对西安地铁上覆含有古土壤的黄土地层中盾构施工引起的地表沉降,在分析其产生机理、盾构施工数值模拟过程、基于经验公式的Peck地表沉降计算方法的基础上,探讨了基于注浆效果、支护压力以及偏心超挖的等代层厚度计算方法;具体分析了盾构施工数值模拟过程中的等代层弹性模量和掌子面支护压力比与Peck地表沉降计算公式中最大沉降量和沉降槽宽度之间的关系。研究结果表明,在含有古土壤的黄土地层中进行盾构施工数值模拟时,等代层模量的取值在5～10MPa范围之内,当等代层模量小于5 MPa时,隧道围岩将产生较大的塑性变形;掌子面支护压力比取值在0.5～1.0范围之内,当掌子面支护压力比小于0.5时,掌子面附近土体将产生较大的塑性变形,当掌子面支护压力比大于1时,地表将产生隆起变形。

节理岩体动态破坏的SHPB相似材料试验研究

采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理条数、载荷应变率、节理充填物厚度、节理充填物类型及试件长径比等7种工况下的节理岩体动态强度及破坏模式进行了分离式Hopkinson压杆（SHPB）试验研究。结果表明：节理岩体动态破坏模式及强度与节理构造形态密切相关。对于单节理岩体，其强度及破坏特征在很大程度上受节理倾角控制，节理倾角0°;、90°6;试件动强度分别为完整试件的90%和71%，且其破坏形式均为张拉破坏；倾角60°6;试件动强度几乎为0；倾角30°、45°试件的动强度分别为完整试件的50%和18%，且其破坏以剪切破坏为主，兼有张拉破坏。中心1/4、1/2、4/5及全贯通节理试件的峰值强度分别为完整试件的95%、74%、28%和17%，即随节理贯通度增加，试件动强度逐渐降低。含1-3条节理的试件动强度分别为完整试件的54%、23%和10%，即随节理条数增加，试件动强度随之有较大幅度降低，但节理条数的增加并没有改变其破坏模式。随着节理充填物厚度增加及节理充填物强度降低，试件强度依次递减，但破坏模式并没有改变。完整试件和节理试件的动强度均随着载荷应变率的增加而变大，且前者对载荷应变率的敏感性要远远高于后者，相应地试件的破坏模式也变得更加复杂。两类试件的动强度均随着试件长径比的增加先增大后减小，即存在一个最佳长径比。

预制节理岩体试件强度及破坏模式的试验研究

采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理组数、载荷应变率、试件长径比、节理充填物厚度及类型等7种工况下的预制节理岩体在单轴压缩下的峰值强度及破坏模式进行了研究。结果表明:节理岩体的破坏模式及峰值强度与节理构造形态密切相关。贯通节理岩体将产生沿节理面的剪切破坏或穿切节理面破坏,且与第1种破坏模式对应的岩体峰值强度更低。非贯通节理岩体的强度介于完整岩体和贯通节理岩体之间。随着平行节理组数的增加,岩体峰值强度逐渐下降。随着载荷应变率的增加,岩体峰值强度逐渐增大,相应地试件的破坏模式也变得更加复杂。试件长径比基本没有改变其破坏模式,完整试件仍主要是以张拉破坏为主,而节理试件仍以剪切破坏为主。随着长径比增加,试件峰值强度逐渐增大。随着节理充填物厚度增加,试件峰值强度降低。不同节理填充物对试件峰值强度也有一定影响。

钛合金表面纳米结构对钙磷矿化物体外沉积及成骨细胞矿化功能的影响

背景:通过改变金属材料置入假体表面物理性质,可以增强细胞的成骨性能,表面纳米化处理是当前研究的一个重要方向。目的:通过测定纳米钛合金和未处理微米钛合金表面钙磷沉积量及成骨细胞在两种材料表面的钙化功能,评估材料表面纳米结构对钛合金生物相容性的影响。方法:采用表面机械研磨处理(SMAT)制备了表面纳米结构的Ti6Al4V钛合金,将钛合金表面的微米级晶粒转变为纳米尺寸的晶粒。实验分为微米合金和纳米合金组,将试样浸入模拟体液中浸泡21d。分离新生乳鼠颅盖骨成骨细胞进行培养,将其分别接种到纳米表面和微米表面钛合金上进行共培养14d。观察两组合金表面粗糙度、润湿角、材料表面钙磷沉积量、成骨细胞钙结节形成的情况。结果与结论:①基于SMAT技术的表面纳米钛合金表面得到粗糙表面,其组成的晶粒则为纳米量级,表面粗糙度(Ra)由132.5nm增加到4019.3nm;接触角由57.26°减小到22.4°;表面能由39.4mJ/m2增加到67.3mJ/m2。②在无成骨细胞的模拟体液中沉积7,14,21d之后,纳米Ti6Al4V合金表面的钙磷元素沉积量显著增加。③纳米钛合金表面形成的钙结节面积显著大于微米钛合金表面,培养14d后前者约为后者的3倍。结果提示,表面纳米钛合金能明显促进成骨细胞的矿化,并增加表面钙磷的沉积,具有较好的生物相容性。

初始中主应力系数对中密粉煤灰动模量阻尼比影响的试验研究

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,开展了在三向非均等固结状态下的饱和中密粉煤灰循环扭剪试验。着重探讨了初始中主应力系数对饱和中密粉煤灰的动模量和阻尼比特性的影响。试验结果表明:初始中主应力系数对粉煤灰动剪切模量有一定的影响,对阻尼比没有影响。根据仪器量测系统的特点,采用了大小位移计联合测量角位移的方法,不仅能够提高测试精度,而且能够获得完整的动模量和阻尼比随动剪应变幅值的变化过程。

宏微观缺陷对岩体力学特性影响规律试验研究

采用相似材料模型试验对岩体内普遍存在的宏、微观两类不同尺度缺陷对其力学性质的影响规律进行了研究。宏观缺陷是指宏观的节理、裂隙等不连续面,可通过预制的方法来实现,而微观缺陷是指微裂纹、微孔洞等,可通过改变试件密度来实现。结果表明:微观缺陷相同而宏观缺陷不同的岩体,其破坏模式及强度主要受宏观缺陷的控制,对所采用的试件而言,主要受节理倾角控制,当节理倾角较小时,主要发生沿轴向的张拉破坏,且强度较高,反之则主要发生沿节理面剪切破坏,且强度较低。而对于微观缺陷不同而宏观缺陷相同的岩体,其破坏模式及强度虽然主要受宏观缺陷控制,但是微观缺陷却影响着其局部破坏模式,如对于含30°节理的试件而言,在微观缺陷较小时,基本上发生沿节理面的剪切破坏,而随着微观缺陷的增加,则同时伴有节理面上下两部分岩块的张拉破坏出现,且试件峰值强度逐渐下降。因此研究认为,试件力学性质同时受到宏、微观缺陷的共同影响,且二者之间还可能存在着复杂的相互作用。

玉米秸秆多羟基醇液化研究

研究了玉米秸秆在多羟基醇中的液化反应,结果表明液化剂用量、反应温度、反应时间以及催化剂用量等条件对玉米秸秆液化反应有较大的影响。以聚乙二醇和甘油的混合物为液化剂,在温度为160℃、时间为30 m in、液化剂用量为玉米秸秆质量的4.5倍、浓硫酸用量为液化剂用量的3.25%时,液化率可达到90%,所得到的玉米秸秆液化产物羟值为380 mg/g,黏度为353 mPa.s。同时通过红外光谱分析了玉米秸秆液化的有关机理。

基于统计损伤模型的直立层状岩质边坡失稳模型

根据直立层状岩石边坡的实际失稳模式,基于欧拉压杆失稳模型建立了直立层状岩石边坡在自重荷载作用下的失稳计算模型及临界高度计算方法。同时基于岩石内部含有初始损伤的客观事实,建立了基于统计损伤模型的直立层状岩石边坡失稳模型,并对两种不同模型的计算结果进行了讨论。研究结果表明,根据自重荷载作用下的失稳计算模型计算得到的直立岩质边坡溃屈失稳破坏临界高度约为其他研究者相应计算结果的75%,更符合边坡的实际受力特征及破坏情况。基于岩石统计损伤本构模型提出的直立层状岩石边坡失稳模型不但考虑了岩石的弹性模量等参数,而且结合了应力-应变曲线等特征,得出的结果也更符合实际。研究还发现计算参数m、ε0的变化对计算结果有较大影响,说明在类似问题中考虑岩石的损伤演化特性十分必要。

基于变形元件的节理岩体压缩损伤本构模型

为研究节理岩体在压缩荷载作用下的力学响应，基于岩体结构力学观点，把节理岩体在压缩荷载作用下的变形视为岩块变形与节理面变形的叠加，分别采用基于统计损伤模型的弹性损伤变形元件和考虑节理面闭合及滑动的变形元件计算岩块和节理面在压缩荷载作用下的变形，进而建立相应的节理岩体压缩损伤本构模型。并利用该模型讨论节理面弹性模量、最大闭合应变及剪切刚度等对计算结果的影响规律。最后利用该模型对含单条贯通节理的岩体在压缩荷载作用下的应力-应变曲线进行分析计算。研究结果表明：对于可能沿节理面发生剪切滑移的岩体而言，节理面剪切刚度对计算结果的影响最为显著。对本算例而言节理岩体的峰值强度仅为完整岩体的51.5%，反映节理对岩体强度的弱化效应。同时利用该模型得出岩体强度随节理倾角呈现出抛物线变化规律，即当节理倾角在50°~60°之间时，岩体强度最低，该结论与目前的理论及试验研究结果相吻合，从而说明该模型的合理性。

富马酸丙酚替诺福韦治疗青岛地区60岁及以上慢性乙型肝炎患者的有效性和安全性

目的探讨富马酸丙酚替诺福韦(TAF)在老年慢性乙型肝炎(CHB)患者中的应用价值,明确其对骨骼和肾脏的影响。方法选取2021年6月—2022年10月在青岛市市立医院、青岛大学附属医院、青岛市第六人民医院、青岛市城阳人民医院、青岛市即墨人民医院接受TAF抗病毒治疗的60岁及以上CHB患者36例。所有患者接受TAF(25 mg/d)抗病毒治疗。收集患者基线期、48周病毒学指标、生化指标、尿蛋白电泳指标以及甲胎蛋白(AFP)、肝脏超声瞬时弹性成像测定(FibroScan)、骨密度测定数据。收集24周病毒学指标,生化指标,尿蛋白电泳指标。正态分布计量资料治疗前后进行配对t检验,非正态分布计量资料治疗前后比较采用Wilcoxon符号秩和检验。计数资料的比较采用χ^(2)检验或Fisher确切概率法。结果36例CHB患者完成了24周随访。TAF治疗24周后,完全病毒学应答率为83.3%(30/36),与基线期77.8%(28/36)比较,差异无统计学意义(χ^(2)=0.36,P=0.55)。24周DBil(t=-2.42,P=0.02)、Cys C(t=-4.34,P<0.001)显著下降,与基线比较差异均有统计学意义。18例CHB患者完成了48周随访。治疗48周后,完全病毒学应答率为94.4%(17/18),与基线期77.8%(14/18)比较,差异无统计学意义(χ^(2)=2.22,P=0.34);IBil(t=2.43,P=0.03)和TBA(Z=-2.24,P=0.03)均升高,腰椎(t=2.92,P=0.01)及股骨颈骨密度(t=2.42,P=0.03)T评分均升高,LSM水平降低(t=-2.31,P=0.03),与基线比较差异均有统计学意义。β2-MG、URBP、α1-MG在治疗前后差异均无统计学意义(P值均>0.05)。结论TAF在60岁及以上CHB患者中有良好的抗病毒效果,使更多CHB患者达到完全病毒学应答,未发现对肾脏造成损害,能够改善骨密度及肝纤维化程度。

直立层状岩质边坡失稳模型及临界高度分析

目前根据直立层状岩石边坡失稳破坏机理,其破坏形式大体可归纳为两类:溃屈破坏和倾倒破坏,其中溃屈破坏类似于经典的欧拉压杆失稳理论,但又有着明显的差异。在对二者异同的力学本质进行阐述的基础上,基于欧拉压杆稳定性计算原理并采用能量方法推导了自重荷载作用下直立岩层不致发生溃屈失稳破坏的临界高度计算公式,并与其他研究者提出的计算公式进行了对比分析。结果表明由本文提出的计算方法得到的直立岩质边坡不致发生溃屈失稳破坏的临界高度仅约为其他研究者相应计算结果的75%。

基于统计损伤模型的顺倾层状岩质边坡失稳分析

溃屈破坏是顺倾层状岩质边坡的主要失稳破坏形式之一,类似于经典的欧拉压杆失稳理论,但又有着明显的差异。本文在对二者异同的力学本质进行阐述的基础上,首先基于前人研究成果,把自重荷载作用下直立岩层不致发生溃屈失稳破坏的临界高度计算公式推广到一般的顺倾层状岩质边坡。结果表明,由本文提出的计算方法得到的顺倾层状岩质边坡不致发生溃屈失稳破坏的临界高度仅约为其他研究者相应计算结果的75%。同时,基于岩石力学行为服从统计损伤模型的假设,提出了相应的顺倾层状岩质边坡失稳计算模型,作为对上述计算方法的改进和完善。通过研究计算参数m、ε0的变化对计算结果的影响发现,二者对计算结果有较大影响,这说明在类似问题中考虑岩石的损伤演化特性是十分必要的。

具有温度自补偿的保偏光纤布拉格光栅多参量传感器的设计与制备

多参量的动态检测对于隧道、桥梁和管道等结构疲劳损伤的预测具有重要意义,开发一种高灵敏度、环境友好、低成本和易于操作的多参量动态检测技术一直是业界追求的目标.为了克服目前基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的多参量传感器结构和原理复杂、制作成本高等问题,本文基于保偏光纤布拉格光栅(PM-FBG)设计并制作了一种结构简单且高灵敏度,单点可同时测量多个参量的新型传感器.该传感器通过传感臂可以同时测量某一点在两个垂直方向上的位移和扭转变化,并具有温度自补偿功能.实验结果表明:该传感器的快轴和慢轴对于温度的响应不同,其线性灵敏度分别为11.4 pm/℃和10.6 pm/℃,温度补偿系数为0.8 pm/℃,平均扭转灵敏度为0.20 dB/(°);该传感器的快轴和慢轴对位移/弯曲的响应相同,线性灵敏度为31.5 pm/mm.当改变传感器周围的温度场,其位移和扭转传感性能不受影响,可实现3个参量的同时测量.本文研制的PM-FBG新型多参量传感器可以保证高精度的温度、位移和扭转测量,同时具有较低的制作成本,有望为多参量动态检测提供一种新的手段.

节理岩体宏微观损伤耦合的三维本构模型研究

提出了考虑宏微观损伤耦合的节理岩体本构模型,其中微观损伤模型采用基于应变强度准则和岩石微元强度服从Weibull分布的统计损伤模型,把其应用于被节理切割而成岩块。节理岩体损伤张量计算是该模型的一个关键问题,在已有的二维问题损伤张量计算方法的基础上对三维问题损伤张量计算方法进行了讨论。结果表明,所提出的本构模型能够较好地反映宏、微观两类损伤对岩体力学性能的影响。也能够较好地反映试件强度随围压的变化规律,因而较为合理。