非均匀准脆性岩土类材料的动态力学本构关系的繁衍与演化

本构理论描述的是宏观和细观微观尺度下材料或结构在外载荷作用下的响应,是力学研究中不可忽视的研究方向,是材料力学中经久不息的研究课题。本文重点以非均匀介质如岩石或者岩土体、混凝土等准脆性材料为研究对象,针对采动和强动载环境过程中的关键科学问题,系统的阐述国内外关于准脆性材料的动态本构关系的繁衍历程、构建起源、发展适用范畴及基本原理。同时,对常用的几类表征准脆性材料动态力学响应的本构模型进行了系统的理论推导。最后,针对准脆性材料的动态本构进行了细化分类,并研究了其相互关系的演化过程。

含交叉节理黄砂岩不同冲击载荷作用下破坏机理的研究

为了研究力–热耦合作用下含交叉节理岩石的动力学性质,本文利用SHPB实验装置和配套高温环境箱,对不同温度环境下如25℃、100℃、300℃、500℃和700℃、不同冲击载荷作用下含交叉节理黄砂岩试样进行了五种冲击荷载的试验研究。研究表明:(1) 动态峰值应力与冲击载荷呈二次多项式函数关系,正相关性显著。100℃~500℃范围内温度对动态峰值应力影响显著,500℃~700℃范围内温度对动态峰值应力影响较小,其中300℃温度动态峰值应力最大。(2) 试样破坏形态不同,随着温度的增加由脆性破坏逐渐向延脆性破坏转化;随冲击载荷的增加,破裂面逐渐变多,破碎程度逐渐加剧,碎块尺寸变小;整体上25℃~300℃破碎程度比300℃~700℃破碎程度高。

气液爆轰控制合成多晶纳米二氧化钛

以氢气、氧气和四氯化钛为混合前驱体,通过气液爆轰法合成了多晶纳米二氧化钛。研究了不同摩尔比例的前驱体和初始反应压力对纳米二氧化钛晶相结构的影响。采用X射线衍射及透射电子显微镜对产物的纳米结构、成分、颗粒大小和形态进行了表征。结果表明:获得的二氧化钛存在纯净的锐钛矿相、纯净的金红石相和混合相,其中混合相的球形或者类球形颗粒粒径为20~150 nm。分析了纳米二氧化钛在气液爆轰中的形成机制。基于C-J理论和化学反应数据,计算了爆轰参数;该参数验证了不同摩尔比例的前驱体和初始反应压力对控制合成多晶纳米二氧化钛的影响。