木质素磺酸盐的改性及其在三次采油中的应用

介绍了以造纸废液中的碱木素为原料,通过缩合、磺化等反应过程,合成出改性木质素磺酸盐,大大改善了木质素磺酸盐的表面及界面性能。室内研究结果表明,改性木质素磺酸盐能与烷基苯磺酸盐类表面活性剂产生较好的协同效应,该复合体系在较宽的活性剂、碱浓度范围内能与大庆原油形成超低界面张力达10-3mN/m数量级,三元复合体系驱油效率比水驱提高15%(OOIP)以上,可节约三元复合体系中表面活性剂成本30%以上,为表面活性剂的国产化提供了理论和实践依据。

聚酯纤维改性沥青混合料的高温和水稳定性

基于车辙试验和浸水马歇尔试验,研究了聚酯纤维和SBS改性剂对沥青混合料高温稳定性和水稳定性的影响.结果表明：聚酯纤维适宜掺量为0.20%~0.25%（质量分数）;采用聚酯纤维和SBS改性剂对沥青混合料进行综合改性,可使其路用性能更趋完善.

两端简支超静定曲线梁横向位移解析分析

目的为了给目前曲线桥梁设计中并未涉及的一次超静定侧移问题提出一种方便有效的计算方法,同时为曲线梁的设计提供新的理论依据.方法应用结构力学的力法理论,首先求解超静定曲线梁支座反力,然后按照静定结构求解任意截面处的内力和荷载作用处的位移.结果推导出两端简支曲线梁在任意位置横向集中荷载作用下的内力,及荷载作用处位移的解析表达式.为了工程应用便利,对该解析表达式进行了简化.用相应的直梁解答验证了该解析式的正确性,仿真模拟结果也进一步说明了该理论在实际应用中具有一定的可行性.结论理论应用证明了笔者推导的结果与实际相符,因此,可以在工程实践中应用该解析式对曲线桥梁进行设计分析,同时该理论为结构分析提供了一种新的尝试,具有一定的理论和实际工程应用价值.

膨胀石墨对废水中铬的吸附研究

用微波法在1 000 W下微波膨胀60 s制备了膨胀石墨,并考察了pH值、吸附剂用量、不同初始浓度以及温度对膨胀石墨吸附废水中六价铬的影响,实验结果表明:当膨胀石墨的用量为0.1 g,pH=3,六价铬溶液初始浓度为10 mg/L,温度为15℃时,膨胀石墨对六价铬的去除率能达到39.94%,吸附能够较好地符合Langmuir吸附等温式以及二级动力学模型。

CFRP加固钢筋混凝土柱的多维拟静力试验研究

为了研究多维地震作用下钢筋混凝土柱的 CFRP(碳纤维增强塑料 )加固效果 ,对六个尺寸相同而加固方式不同的矩形截面钢筋混凝土柱进行了拟静力试验研究。荷载采用轴压、双向弯曲、扭转的分别组合或共同作用不同荷载模式 ,以模拟多维地震动。研究结果表明 ,尽管构件的力学响应与加固方式、荷载作用方式有密切的关系 ,但CFRP加固能有效提高试件的延性和承载能力 ,对于多维地震动下的结构是一种理想的加固方法。

二次抛物线形曲线梁平衡与几何解析方程

目的对形心轴线为二次抛物线形曲线梁的内力、几何方程进行理论分析与公式推导.方法应用矢量几何与微分学理论,推导出平面二次曲线梁在空间分布力系作用下的内力、几何解析方程,其表达式方程最终可表示为全局坐标系下的解析函数.结果为了验证其正确性,在最后通过令参数取值趋向于极限值,其内力、几何方程恰好回归到直梁表达方程形式.结论本例推导所采用的构件形式是不考虑截面尺寸的平面曲线构件,得到的只是在各横截面位置处的内力、曲率表达形式,并不涉及到应力在横截面内的具体分布问题.

复合材料的界面损伤过程与弹塑性本构关系

探讨了颗粒增强复合材料在三向拉伸荷载作用下界面逐渐开裂的过程及材料弹塑性本构关系的改变。应用Ｗｅｉｂｕｌｌ统计学理论描述界面由局部到全部的开裂过程。对于进入弹塑性阶段的材料本构关系采用割线模量理论。数值分析结果表明，界面开裂过程取决于荷载模式、界面强度以及颗粒形状等几方面因素。

多跨曲线桥在集中荷载和变温作用下横向位移

应用在集中荷载和均匀变温作用下一次超静定曲线梁的跨中位移公式,对实际曲线桥进行分析求解,得出在均匀变温和各支撑柱顶部摩擦力共同作用下实际曲线桥跨中横向位移.并根据实际曲线桥结构建立有限元模型,将有限元解与应用结构力学方法求出的解析解进行比较,结果表明了这种计算方法的有效性和可行性.

界面损伤对颗粒增强复合材料弹性性能的影响

应用细观力学理论研究颗粒增强复合材料界面损伤问题，分析颗粒界面局部开裂与均匀开裂同时存在时材料弹性性能的改变，讨论损伤颗粒形状对材料有效弹性模量的影响。所有分析结果均以显式给出，以便于研究者参考及工程应用。

非圆截面纤维增强复合材料的弹塑性性能

基于Tandon和Weng(1988)建立的理论框架,应用细观力学方法,本文提出了非圆截面纤维增强复合材料的弹塑性理论。对于两种复合材料,即单向排列纤维形成的正交各向异性材料和在截面内随机排列纤维形成的横观各向同性材料,作出了割线模量,基体应力增大系数及屈服条件曲线。通过各种截面纤维之间的比较,得出结论:在横观各向同性材料情况下,片状纤维增强材料的力学性能优于其它材料。

钢筋混凝土材料有限元分析中的等效模量方法

目的为了解决目前在研究复杂的大体积钢筋混凝土结构的整体性质时,计算精度和计算效率间的矛盾,简化结构的计算机模拟方法.方法应用复合材料力学理论和细观力学的等效模量方法对钢筋混凝土材料进行模量等效.结果在Y.H.Zhao和G.J.Weng建立的纤维增强复合材料的等效模量理论基础上,针对钢筋混凝土材料的力学特征,提出了钢筋单方向分布、三方向分布情况下钢筋混凝土材料的平均等效模量的简化公式.结论并通过有限元模型计算和模型试验的对比,验证了笔者提出的等效模量公式的适用性.为钢筋混凝土结构性质的研究提供了一种新的有限元模型创建方法.

钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法

通过改进能力谱法,给出了一个可以实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”多级性能目标的钢筋混凝土桥墩直接基于位移的抗震设计方法。首先以钢筋和混凝土的应变幅值建立了钢筋混凝土桥墩不同破损极限状态的量化准则,并基于曲率延性系数和位移延性系数关系转化为墩顶位移的表述形式。再以屈服位移和位移延性系数作为设计参考变量,采用屈服谱加速度和屈服位移(Ay-Dy)格式的地震需求谱求解系统在不同风险水平地震作用下的反应。最后以能力设计原理保证桥墩截面的抗剪强度需求。通过一个具体设计算例说明了建议方法的可行性。

动荷载作用下含裂缝公路结构体的应力强度因子

以沈阳 -大连高速公路为工程背景 ,基于弹性动力学理论 ,采用平面应变有限单元法 ,分析了车辆荷载对含裂缝路面体的动态作用。分析过程中 ,车辆荷载简化为正弦分布柔性荷载 ;路面结构体计算模型抽象为平面应变模型 ;路面结构体为弹性的连续介质。为了反映裂尖应力、位移场的奇异性和减少模型网格数 ,在裂尖环向设置了奇异单元。通过计算得到裂尖的位移场 ,由位移外插得到 -型应力强度因子随加载时间的变化规律。同时探讨了初始裂缝长度和公路结构体材料阻尼比的变化对 -型应力强度因子分布规律的影响 。

不同成型方法和级配的沥青混合料内部空隙特征

采用X-ray CT技术和数字图像处理技术研究两种成型条件下三种级配沥青混合料试件的内部空隙特征,并通过统计分析提出数学模型对其进行表征。结果表明,沥青混合料的空隙空间分布规律受试件成型方法及级配类型的影响较大。不同级配条件下,马歇尔试件内部空隙率分布沿着高度方向总体呈现对称形状,而静压试件内部空隙率分布则为'一端大,一端小'的形状,马歇尔试件的平均空隙率与目标空隙率差异较小,而静压试件的平均空隙率是目标空隙率的1.4倍以上;相同级配条件下,与马歇尔试件相比,静压试件的空隙空间分布离散性、平均空隙率和平均空隙数量均较大,但平均空隙等效直径相差较小;采用两参数数学模型能够较好地表征成型方法和集料级配对沥青混合料内部空隙空间分布规律的影响。

冲击压痕法测量残余应力中的塑性区问题

冲击压痕法作为近年来出现并已得到工程应用的一种新型残余应力测量技术 ,正在受到日益重视。已有试验结果表明 ,该方法的有效应用必须基于避开压痕周围的塑性区 ,利用压痕外的弹性区应变增量变化规律 ,但目前尚无定量的理论分析结果。本文采用有限单元法 ,通过数值分析研究了采用压痕法测定残余应力时压痕周围塑性区的变化规律 ,发现对于一般金属材料 ,当压痕直径为1.2mm、残余应力达到材料屈服强度时 ,从压痕中心算起的塑性区半径约为 4mm。该塑性区尺寸为设计专用压痕法测量残余应力用应变花提供了重要依据 ,从而可以保证应力测量时将应变栅布置在塑性区外 。

考虑再生剂作用的温拌再生沥青混合料路用性能

选择质量分数分别为20%,30%和40%的回收沥青路面材料(RAP)以及具有类似技术性能的3种表面活性类温拌剂(S-I,DAT和ET)制备温拌再生沥青混合料(WRAM),研究了再生剂对温拌再生沥青混合料路用性能的影响,并对WRAM与热再生沥青混合料(HRAM)的路用性能进行了比较分析.结果表明:无论是否使用再生剂,WRAM的动稳定度DS均满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求;使用再生剂时,添加S-I和DAT型温拌剂的WRAM各项性能均满足规范要求,而添加ET型温拌剂且RAP质量分数为30%和40%的WRAM其最大弯拉应变εm和冻融劈裂拉伸强度比TSR则不满足规范要求;未使用再生剂的WRAM其TSR值不满足规范要求;温拌剂类型相同时,与未使用再生剂的WRAM相比,使用再生剂的WRAM其DS值减小、εm和TSR值均增大;RAP质量分数相同时,无论是否使用再生剂,添加DAT型温拌剂的WRAM其DS,εm和TSR值最大,添加ET型温拌剂的则最小;使用再生剂时,与HRAM的路用性能相比,添加DAT型温拌剂的WRAM路用性能略有提高,添加ET型温拌剂的明显降低,添加S-I型温拌剂的高温稳定性能降低、低温抗裂性能和水稳定性能则与之相近.据此得出,再生剂对WRAM的低温抗裂性能和水稳定性能有显著改善作用,同类型温拌剂对WRAM路用性能的影响亦有显著差别.

CFRP-钢复合圆管内填混凝土轴压短柱试验研究

通过对10根CFRP-钢复合圆管内填混凝土轴压短柱和用于对比的5根圆钢管混凝土轴压短柱承载力的试验研究,初步探讨CFRP-钢复合圆管内填混凝土轴压短柱的受力性能以及CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱承载力的提高效果。分析了钢管约束指标和CFRP筒约束指标等对CFRP-钢复合圆管内填混凝土轴压短柱承载力的影响。研究结果表明:在本次试验的参数范围内,外包CFRP可以有效提高圆钢管混凝土轴压短柱的承载力;CFRP对圆钢管混凝土轴压短柱承载力的提高率近似随着CFRP筒约束指标的增加而线性增加;在其它条件相同的情况下,钢管约束指标越大,承载力提高率越小;承载力提高率随着约束指标比的增加而增加;如果粘结良好,在破坏前,CFRP筒和钢管可以保持协同工作。

纤维掺量对聚酯纤维沥青混凝土韧性的影响

为了研究纤维掺量对沥青混凝土变形性能的影响,选用纤维掺量分别为沥青混凝土总质量的0、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%的马歇尔试件,在MTS810材料试验机上进行劈裂试验,试验温度为15℃,分析了劈裂试验结果随纤维掺量变化的规律,应用无量纲的韧性指数和劈裂强度评价纤维沥青混凝土的变形性能。研究结果发现,纤维的加入没有显著增大沥青混凝土的劈裂强度,但其韧性得到明显的改善,反映出材料的抗变形能力得以增强,韧性指数能够作为评价纤维沥青混凝土变形性能的指标,根据劈裂强度给出聚酯纤维改善沥青混凝土变形性能的合理掺量约为0.20%。

沥青混凝土路面表面裂缝的疲劳变温损伤分析

以沈阳—大连高速公路为工程背景 ,应用连续损伤力学理论 ,计入变温引起的沥青混凝土面层材料的非均匀性 ,对含表面裂缝的路面体进行疲劳变温有限元分析 。

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的DSCM实验研究

通过用数字散斑相关方法(DSCM)对碳纤维布加固混凝土梁的实验,研究了碳布加固混凝土梁的承载力及变形行为。确定了碳纤维布加固混凝土梁在不同加载条件下的强度特征。并且用数字散斑相关方法实时记录了加载过程中反映试件变形信息的光学散斑图,确定了一些局部的变形特征,分析了其断裂机理。