温度对水泥乳化沥青砂浆韧性的影响

采用三点弯曲法测试了不同温度下水泥乳化沥青砂浆的荷载一挠度曲线，通过对荷载一挠度曲线面积的积分得到了水泥乳化沥青砂浆的断裂能，进而获得了温度对水泥乳化沥青砂浆韧性的影响规律；采用扫描电子显微镜观察了水泥乳化沥青砂浆的微观形貌，探讨了温度对水泥乳化沥青砂浆韧性的影响机理．结果表明：在-40～80℃下，随着温度的升高，受弯水泥乳化沥青砂浆出现由脆性断裂至韧性断裂再到柔性断裂的逐次转变．当沥灰比（质量比）为0．30时，水泥乳化沥青砂浆韧性随温度的变化不大；当沥灰比为0．45～0．90时，水泥乳化沥青砂浆韧性随温度的增加先增加后降低，在-10℃左右时砂浆韧性最好．随着沥灰比的增加，水泥乳化沥青砂浆韧性对温度的敏感性逐渐增大．当沥灰比逐渐增加时，水泥乳化沥青砂浆中的沥青形成连续膜；随着沥灰比的继续增加，砂浆中沥青膜厚度增加，从而导致砂浆韧性对温度的敏感性逐渐增强．

板式轨道用高弹模水泥沥青砂浆与混凝土黏结性能的试验研究

采用一种直接拉伸法试验研究了水泥乳化沥青砂浆与支承层混凝土(C15)、底座板混凝土(C30)和轨道板蒸养混凝土(C55)的黏结强度及其影响因素。试验结果表明:砂浆配合比(用水量)对砂浆与轨道板蒸养混凝土、底座板混凝土及支承层混凝土的黏结强度影响很小;混凝土表面拉毛显著提高了黏结强度;板腔的润湿状态对砂浆充填层与混凝土的黏结力影响很大;黏结强度随龄期增加而增加,在7 d龄期时已基本达到最大值。

压力−速度因素对C_(f)/PF-Cu复合材料载流摩擦磨损性能的影响

采用模压法制备了一种新型的炭纤维混杂铜网增强树脂基复合材料(C_(f)/PF-Cu复合材料),并在销盘式载流摩擦磨损试验机上进行了试验。在电流分别为0 A和50 A条件下,研究压力(p)−速度(v)因素(简称pv因素,数值分别为5、10、15、20、25、30和35 MPa∙m/s)对C_(f)/PF-Cu复合材料载流摩擦磨损性能的影响。结果表明:在非载流条件下,摩擦因数随pv值的增加呈逐渐下降趋势,质量磨损率则呈缓慢增加趋势,变化均非常小。在载流条件下,摩擦因数随pv值的增加变化不大,而质量磨损率则变化剧烈;当pv值在15~35 MPa∙m/s范围时,质量磨损率随pv值的增加而急剧增加。在载流摩擦磨损过程中,随着pv值的增加,摩擦磨损机制逐渐由磨粒磨损转变为黏着磨损,在pv值达到35 MPa∙m/s时则表现为显著的氧化磨损和熔融喷溅。

单组份聚脲涂料在上游坝面防渗中的应用研究

沙坝水电站历经多次防渗补强,但仍存在多处渗漏点,渗水带有明显析出物,不利于工程安全运行。本文通过对大坝变形、渗流、应变等监测数据的分析,选择了适应坝体变形、施工较快捷的脂肪族单组份聚脲涂料,详细论述了基面处理工艺及质量检测要求,对类似工程防渗方案设计有一定借鉴作用。

达克罗涂覆工艺及膜层性能的试验

叙述了达克罗涂覆工艺的特点,并结合铁道工业情况进行了针对性试验。

不同腐蚀性介质环境下复合材料性能研究进展

进入二十一世纪以来,单一金属已经难以满足复杂的使用要求。复合材料具有很好的力学性能、机械性能和化学稳定性,可以代替金属材料,所以腐蚀性介质中复合材料材料性能的提高成为目前研究的热点之一。本文概述了复合材料的防腐机理,详述了不同介质中的复合材料力学性能、机械性能和摩擦学性能,并对其今后的发展进行了展望。

水泥沥青砂浆的静动态力学行为

研究了3种典型水泥沥青胶凝材料的动态力学行为和不同A/C的水泥沥青砂浆的静动态力学行为。采用动态黏弹谱仪测试水泥沥青胶凝材料的动态模量和滞后角随加载频率的变化关系。采用电液伺服控制材料万能试验机研究了水泥沥青砂浆静态抗压、动态周期性压力荷载下的力学行为。结果表明:对同一水泥沥青胶凝材料,动态模量随频率的增大而增大;对不同水泥沥青胶凝材料,随着A/C的增大,动态模量减少而滞后角增大,表明其黏弹性越发显著;水泥沥青砂浆的抗压强度、弹性模量以及破坏能随A/C的增大而减少,且变化规律基本相似;水泥沥青砂浆的动态模量随A/C以及加载频率的变化规律与其胶凝材料的规律基本一致。基于标准固体模型,通过对水泥沥青砂浆的动态模量拟合得到其力学模型中各基本元件的力学参数,从而实现了对水泥沥青砂浆力学行为的完全本构表征。

加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响

选择7种变形控制加载速率（0.3~30.0 mm/min）,采用电液伺服控制材料万能试验机测试了两种典型水泥沥青砂浆静态单轴抗压荷载下的应力-应变全曲线,分别获得了其峰值应力和弹性模量随加载速率变化的基本规律.基于建立的数学关系式对试验数据进行拟合,定量描述了加载速率对水泥沥青砂浆力学性能的影响.结果表明：沥青与水泥质量比（mA/mC）较低的水泥沥青砂浆其峰值应力和弹性模量相对较高,呈脆性材料特征;mA/mC较高的水泥沥青砂浆其峰值应力和弹性模量相对较低,呈韧性材料特征.随加载速率的增大,两种典型水泥沥青砂浆的峰值应力和弹性模量均呈增大趋势.然而,高mA/mC水泥沥青砂浆的速率影响因子是低mA/mC水泥沥青砂浆的6~10倍.随加载速率的增大,较高mA/mC的水泥沥青砂浆产生了韧-脆转化现象.

严寒地区水泥乳化沥青砂浆的低温性能及疲劳性能试验研究

运用试验方法,进行严寒地区用水泥乳化沥青砂浆抗冻性、低温力学性能和低温抗裂性的低温性能及疲劳性能研究。结果表明,该种砂浆的抗冻性可达600次以上;随着温度的降低,砂浆的抗压强度、抗折强度逐渐增加,-40℃下砂浆的折压比在0.2以上;砂浆出现裂纹时钢球的压入深度均大于1.2 mm;模拟行车条件下砂浆的受力情况,进行10~40 Hz频率350万次疲劳试验,砂浆的累积变形量均小于0.07 mm。结合试验结果和严寒地区试验段的运营考察,考虑到严寒地区-40℃的极端温度条件和350 km.h-1的运营速度,提出严寒地区水泥乳化沥青砂浆的低温性能指标为-40℃砂浆出现裂纹时钢球的压入深度不小于1.0 mm,低温折压比不小于0.20;疲劳性能指标为12 Hz加载频率下经100万次疲劳试验的砂浆累积变形量不大于0.10 mm。

CA砂浆疲劳特性研究

水泥沥青砂浆(CA砂浆)是高速铁路板式无碴轨道的重要结构层,其疲劳性能对高速铁路的服役性能有着重要的影响。对2种不同配比的水泥沥青砂浆进行了疲劳性能试验研究,建立了CA砂浆的疲劳方程。研究表明,应力水平对CA砂浆的疲劳寿命有较大的影响,增加CA砂浆中的沥青用量可以提高其疲劳寿命。沥青含量增加时,应力水平对CA砂浆疲劳寿命的影响更为明显。不同沥青用量的CA砂浆,其固化体的微观结构不同导致了其疲劳寿命的差异。基于疲劳方程,对CA砂浆在低应力水平下的疲劳寿命进行了预测。

宽级配砾石土作为GCLs/GM防渗垫保护层的可行性研究

鉴于西北地区干-湿与冻-融交替循环的气候特征、砾质土料储存量丰富以及土工织物膨润土垫(GCLs)防渗新技术在国内外已逐步得到推广应用,提出了宽级配砾质土料、土工织物粘土垫层(GCLs)和土工膜(GM)组合作为垃圾填埋场防渗系统的构想。通过对宽级配砾质土料的室内试验数据和国内外有关文献资料的分析研究表明,以GCLs/GM作为隔渗层,以宽级配砾质土代替粘土作为隔渗层的保护层所构成的复合防渗系统,能有效抵御干-湿与冻-融交替循环作用的影响,显著提高垃圾填埋场长期防渗能力和整体稳定性。对于处在西北地区特殊环境中的垃圾填埋场而言,文中所建议的复合防渗系统设置方法,可能是一种值得期待的垃圾填埋场防渗型式。

不同初始静态荷载下CA砂浆动态抗压特性试验研究

采用WDW系列电子万能试验机对水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)试件进行单轴压缩试验,研究应变速率以及预加初始静态荷载对CA砂浆动态抗压强度和变形特性的影响。试验结果表明:随着应变速率的增大,CA砂浆的极限抗压强度和弹性模量都呈指数增大,并给出了相应的经验公式;预加初始静态荷载对CA砂浆的动态强度影响明显,随着初始荷载的增加,CA砂浆的强度降低。在应变速率发生变化的位置,CA砂浆的切线模量发生改变,在板式无砟轨道的动力计算中应该考虑这一特点。

弹性支承块橡胶套靴与块下胶垫的优化设计

针对弹性支承块枕下胶垫及套靴存在的松动、失效等问题,基于有限元动力分析模型研究块下合理刚度的取值范围,并提出将套靴与决下胶垫合二为一的新型一体化橡胶套靴的设计方案;基于有限元静力分析方法,从理论角度确定新型一体化橡胶套靴的结构参数;通过试样试制、性能测试等方法验证其经济性、可靠性与适用性。

基于无量纲分析的磁流变隔振器阻尼参数优化

针对被动隔振器件不能自适应调整自身参数以及大型工程隔振项目实物研究成本高且难以实现的缺点,提出了采用无量纲的磁流变隔振器阻尼参数优化的方法。从无量纲的角度对隔振系统进行优化建模。在降低力传递率的同时,兼顾振动位移和加速度,根据隔振系统的动态响应特性对多目标问题进行全局寻优,求得磁流变隔振器的最佳阻尼及其驱动电流。对多频多振幅激励作用下的磁流变隔振器进行阻尼优化仿真,结果表明,优化后的振动加速度有效值减少31.41%,传递到地基上的力有效值减少58.75%。根据无量纲相似理论搭建小尺度台架进行试验,试验表明阻尼参数优化后的振动加速度和传递到地基上的力均得到明显降低。通过仿真和台架试验的相互验证表明了无量纲化参数优化方法的有效性和可行性。

有机污染物在复合衬垫中的运移分析

有机污染物在垃圾填埋场复合衬垫中有两种不同的运移方式:土工膜上缺陷处污染物的运移和完好复合衬垫中污染物的扩散。文章分别用有限差分法和解析法对两种方式下污染物的累积量进行计算,分析了两种方式对有机污染物运移所做的贡献。研究表明:GCL(人工合成材料粘土衬垫)复合衬垫以有机污染物在完好复合衬垫中的扩散为主,可以忽略缺陷处污染物的运移;而CCL(压实黏土衬垫)复合衬垫中两种运移方式所做的贡献在同一数量级,需要考虑两种方式的共同作用。在GCL复合衬垫下铺设粘土层能有效改善GCL复合衬垫对有机污染物的阻止效果。

GCL对垃圾渗滤液中阳离子和有机质的吸附能力

通过对渗透前后垃圾填埋场渗滤液进行化学成分的测定和分析,研究了GCL的吸附能力及其变化规律,并采用X射线荧光光谱分析对试验结果进行了验证。研究结果表明在渗透过程中GCL对渗滤液中的有机物和阳离子存在吸附作用,水化液对GCL的吸附能力有一定影响;在渗透开始阶段,GCL对垃圾渗滤液中阳离子和有机物的吸附能力比较强,而后逐渐达到吸附饱和状态而丧失吸附能力,因此用GCL作为防渗屏障,主要是依靠其低渗透特性,而非其对溶液中有机质和有害离子的吸附作用。通过对膨润土进行X射线荧光光谱分析也发现:经过渗透后的膨润土中除常见氧化物外,还有来自渗透液中被吸附的物质,但含量不大。

铁路轨枕复合材料结构设计

在对铁路轨枕复合材料的复合特性、结构设计原则和加工工艺要求等研究的基础上,设计了4种铁路轨枕复合材料结构方案。其中层套式结构设计采用材料性能与成本层次递进的设计方法,在保证轨枕复合材料性能的同时,最大限度地降低了制品成本。

利用木质剩余物制备糠醛丙酮树脂的研究

利用木质剩余物提取糠醛制备糠醛丙酮低聚物树脂属剩余物的精深利用。分析木质剩余物的利用现状、合成树脂的需求情况,论述以森林采伐与木材加工剩余物为原料,制备糠醛丙酮低聚物树脂技术的意义及糠醛丙酮低聚物树脂的特性和应用,提出糠醛丙酮低聚物树脂制备的技术路线。

铁路轨枕复合材料组分特性及对整体性能影响的分析

分析主要增强材料木质剩余物、辅助增强材料玻璃纤维、基体材料酚醛树脂及填充材料工业灰渣等单独组分的特性及对轨枕复合材料整体特性的影响。结果表明,作为铁路轨枕复合材料的4种主要组分,各自优点突出,特性相互适应,将对复合材料整体产生积极、良好的复合效果。

国外复合材料在铁路交通上的应用

本文简述了复合材料在国外几种铁路车辆壳体及内饰件方面的应用，并介绍了其原材料、成型方法及开发前景。