直推钻进钻遇有机污染地层微观特征试验研究

直推钻进技术具有无冲洗介质、速度快、扰动小等优点,但是易受到有机污染场地土体工程性质差异等因素干扰,造成钻孔倾斜等现象。有机污染物会改变土体微观结构,导致土体工程性质发生变化,进而降低直推钻进取样点位精度。选取典型的有机污染物甲苯和四氯乙烯,制备不同污染浓度(甲苯浓度:75、120和672 mg/kg;四氯乙烯浓度:11、53和183 mg/kg)的土样来模拟钻遇的有机污染地层。通过XRD、扫描电镜、接触角和低温氮气吸附脱附试验探究土样在不同有机污染物浓度影响下微观结构的变化规律。SEM图像分析与氮气吸附脱附试验结果表明:甲苯、四氯乙烯对土样的包裹作用和化学破坏作用会让土颗粒团聚、比表面积减小、小孔隙数量明显增多、土体孔体积减小;其中粘粒含量最高为30.28%的2号土样在受672 mg/kg甲苯和183 mg/kg四氯乙烯污染后比表面积分别减小了30.70%和33.40%,Pearson相关系数r=0.382说明粘粒含量与比表面积减小率存在一定的正相关性。由于非极性分子甲苯、四氯乙烯对土颗粒的包裹作用,隔绝了土样的亲水性基团,导致土样亲水性变差、接触角增大。本研究表明有机污染物会导致土体微观特征的改变,最终会导致有机污染地层非均质性增强,进而会对直推钻进轨迹产生影响。

高压直流电场非接触测量传感器的设计与研究

电力运营商应定期维护和检修直流设备,确保直流输电系统的安全生产和应用。在设备维护时,必须检测直流设备是否带电,是否超过电场强度安全阈值,以保证操作人员的寿命和设备的安全。本文采用非接触法测量高压直流电场。基于电容式传感器原理,研制了一种自反馈低功耗直流电场传感器。通过反馈调整传感器的范围和灵敏度。通过优化直流电场传感单元结构参数的设计,得出当感应电流信号幅值最大时,感应电极扇形叶片开度叶数为n=6。屏蔽电极与传感电极之间的距离d=3 mm。传感电极采用差分信号输出,抑制共模信号的干扰。传感器标定实验表明,该范围为±65 kV/m,灵敏度系数65.6,精度0.5 kV/m,测量误差小于2%。传感器在内部具有良好的一致性和可靠性±40 kV/m。该传感器不仅可以用于测量高压直流电场的强度,而且在航空航天和气象雷电研究中,具有广阔的应用前景。

弱超固结黏土-混凝土接触面力学特性直剪试验研究

为探讨黏土的超固结比对黏土-混凝土接触面力学特性的影响,利用直剪仪对不同弱超固结黏土与混凝土的接触面进行直剪试验。试验成果分析表明:黏土的超固结比从1增加到2时,接触面的黏聚力增大40%,内摩擦角增大38%。弱超固结黏土与混凝土接触面尚未剪切破坏时,剪应力-剪切位移曲线符合双曲线模型;接触面剪应力达到抗剪强度后,接触面破坏,进入滑动摩擦不收敛状态。接触面的抗剪强度、初始切线劲度系数与破坏比随着超固结比的增大而逐渐增大;接触面的抗剪强度符合摩尔-库伦破坏准则。建立了黏聚力、内摩擦角、ΔL/τ-ΔL关系中的斜率和截距与超固结比的经验公式,结合摩尔-库伦破坏准则,又建立了简单的接触面本构模型。并用试验数据验证其合理性,可供相关工程参考。

有机复合客土基材接触面剪切力学特性试验

为研究高分子材料和接触面粗糙度对土-岩接触面剪切力学性能的影响,设计预制混凝土模块作为岩面相似材料,开展一系列改进型直剪试验,分析高分子材料和接触面粗糙度的影响规律,并结合扫描电镜试验深入揭示高分子材料的改良机制。结果表明,高分子材料主要通过提高黏聚力极大地改善基材土和接触面的剪切力学性能,掺量2%的基材试样黏聚力达41.76 kPa,提高了约3倍。掺量2%的不同接触面试样黏聚力提高了2~7倍;增大接触面粗糙度主要通过提高黏聚力增强接触面剪切力学性能,粗糙度为6.5 mm的不同接触面间黏聚力提升幅度为12.27~23.77 kPa,提高了0.4~3.9倍;对于平坦接触面和粗糙接触面,高分子材料对剪切性能的强化表现为两种不同模式;高分子材料与接触面粗糙度对接触面的剪切性能具有协同强化效应。

不同强度坝基与坝体接触面力学特性试验研究

为研究不同强度坝基与坝体接触面的抗剪强度特性,结合芝瑞抽水蓄能电站,采用NHRI-4000型高性能大型接触面直剪试验仪,通过直剪试验,对比研究了不同强度基岩与坝体接触面的力学特性。结果表明,坝基与坝体软弱接触面的应力-应变关系大体仍符合Clough等提出的双曲线接触面模型;随着接触材料由较硬基岩到软岩,接触面剪应力与剪切位移曲线由典型的软化型转变为硬化型,且采用双曲线接触面模型整理得到的坝体与坝基接触面的力学指标发生了急剧衰减。作为坝基与坝体的接触部位,坝基为软弱基岩、尤其是软弱覆盖层时,相关接触面的力学特性值得重视及进一步研究。

淤泥-新填土接触界面渐进剪切破坏微观分析

坝前淤泥面加坝中淤泥坝基和新填筑坝体的接触界面是整个加坝体的薄弱部位,为了进一步探究不同工况下接触界面渐进剪切破坏特性,以宁夏南部山区西吉县南川水库坝前淤泥面加坝工程为研究对象,在改进常规应变式直剪仪的基础上,利用电镜扫描技术,通过控制剪切位移增量的方式对接触界面渐进剪切进行了微观试验研究,并且基于逐步回归分析法获得了影响接触界面强度参数的微结构显著性变量,建立了反映两者关联性的回归方程,研究表明:不同压实状态的淤泥土造成的界面颗粒胶结和结构的改变,是影响界面抗剪强度增加的主要原因,存在一个界面“最优黏结”状态;随着剪切位移增加,界面土颗粒从独立分布的单粒结构的接触形式,逐渐发育成以面-面、边-面接触定向排列的薄片状结构,最终形成不易压缩的块状粒团结构;界面孔隙微结构参数变化规律与宏观黏聚力、内摩擦角变化具有相关性。研究结果可以为坝前淤泥面加坝工程的设计与施工提供参考依据。

粉质黏土-混凝土界面剪切特性研究

文中通过开展混凝土与粉质黏土接触面的直剪试验和数值模拟,分析了干密度和法向应力对粉质黏土-混凝土界面剪切特性的影响。试验结果表明,粉质黏土-混凝土接触面的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均受土体初始干密度的影响;接触面的抗剪强度与法向应力存在较强的线性关系且接触面的剪切破坏形势符合Mohr-Coulomb破坏准则;通过对试验的数值模拟发现Clough-Duncan接触面模型能够较好的模拟接触面的剪切应力-位移关系。为工程中进一步研究结构物与土体界面的力学特性提供了参考。

某大型水库溢洪闸地基与基础抗剪试验研究

某水库溢洪闸位于某河流中、下游,溢洪闸闸址区地基土为水泥土垫层,厚2.5 m。水泥土垫层为水泥黏性土结构,其质量直接影响闸基的稳定性。文章对闸基底板与地基土的接触面进行了抗剪强度试验研究,通过直剪试验对接触面分步进行法向荷载(20 kPa、40 kPa、60 kPa、80 kPa、100 kPa),将所得抗剪强度成果采用图解法和最小二乘法进行数据整理与分析,从分组数据、综合数据、各分级荷载平均值三个方面研究了接触面的剪切峰值强度和比例极限强度,得出了闸基底板与地基土的抗剪强度参数值,可以为水库安全鉴定阶段的溢洪闸抗滑稳定性验算提供科学、合理的依据。

两种盖髓材料的体外抗菌性能研究

目的探讨Pro Root MTA和iRoot BP Plus 2种盖髓材料的体外抗菌性能。方法采用改良直接接触实验(direct contact test,DCT),将新鲜配制的Pro Root MTA和iRoot BP Plus固化7 d后研磨成粉末,分别以200 g·L^(-1)质量体积比浸泡于去离子水中7 d,用p H计测量各材料浸提液上清p H值。取浸提液无菌上清与变异链球菌的菌悬液分别混合培养24 h,酶标仪测量各组混合液600 nm的吸光度(optical density,OD)。结果2种材料浸提液上清p H值均介于12~13之间,差异无统计学意义(t=0.133,P=0.899);2种材料均表现出对变异链球菌的抑制作用(P<0.05),且iRoot BP Plus的抑菌作用强于Pro Root MTA(P<0.05)。结论 iRoot BPPlus对变异链球菌的抑制作用强于Pro Root MTA。

陡峻河谷高面板坝坝体与坝基接触效应

以新疆大石峡250 m级特高面板砂砾石坝为依托工程,采用大型接触面直剪试验确定了筑坝料与基岩的摩擦接触参数,建立了考虑坝体与坝基相互接触作用的面板坝三维数值模型,研究了摩擦接触效应对坝体、混凝土面板应力变形以及止水接缝三向变位的影响。结果表明:双曲线模型符合筑坝料与基岩之间剪应力与位移的非线性关系;若不考虑坝体与基岩的接触效应,坝体边界处变形梯度和主应力值计算值均偏小,导致判断该区域坝体开裂区范围偏小而拱效应被高估;蓄水期面板挠度和顺坡向应力受接触效应影响相对较小,而轴向位移和轴向应力受接触效应影响较大;周边缝变位受接触效应影响非常强烈,在高水头压力作用下,坝体局部可能出现相对基岩的滑移导致周边止水变形和坝肩竖缝张开量大幅增加。陡峻河谷筑坝若不考虑接触效应,计算结果是偏危险的。计算结果和Anchicaya坝实测渗漏位置结果均表明,周边缝变位控制是陡峻河谷面板坝建设的关键。

地下工程衬砌与减震层接触面力学特性直剪试验及数值仿真

泡沫混凝土作为隧道减震材料在抵抗地震压剪荷载方面具有重要作用,为了研究减震层-衬砌接触面在地震压剪荷载作用下的破坏特征与剪应力演化规律,利用RMT-150C电液伺服试验机开展了二者接触面在不同法向应力下的直剪试验,获得了剪应力-剪切位移、峰值强度、残余强度、剪切刚度的变化规律及接触面的破坏特征和物态变化。根据有限元模拟结果,探究接触面上剪应力的分布及演化规律。研究表明:泡沫混凝土-衬砌接触面的破坏特征受法向应力与泡沫混凝土密度共同影响,其剪应力-剪切位移曲线形态可归结为3种类型,且随泡沫混凝土密度和法向应力的变化可以相互转化;泡沫混凝土密度及法向应力对接触面峰值强度、残余强度及剪切刚度的影响是相互的,且法向应力的影响权重较大。根据剪应力-剪切位移曲线的变化规律,提出了复合指数模型来反映泡沫混凝土-衬砌接触面在压剪作用下损伤演化及摩擦滑移过程,研究结果可以为更加有效的抗减震设计提供一定参考。

土与结构接触界面改进直剪试验研究

目的研究土与结构接触界面力学行为随接触材料类型及含水率变化规律.方法通过改进的直剪仪进行黏土自身、黏土与混凝土、黏土与石、黏土与砖4个含水率共64个试样的剪切试验.结果得到了不同含水率不同正应力下土与不同结构接触界面的剪切应力应变曲线.当土体含水率增大时,黏土内部摩擦角缓慢减小,而黏土与混凝土和黏土与砖接触界面的摩擦角急剧降低;土体内部的黏聚力逐渐减小,而土与结构接触界面的黏聚力均先增大后减小.各接触类型接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势.只在含水率为13%、法向应力为50 kPa的黏土内部剪切时才出现剪胀现象.结论土与结构接触界面的抗剪强度、摩擦角、黏聚力等力学参数与接触材料类型及土体含水率密切相关,研究结果为工程设计的计算参数取值提供了试验依据.

不同接触状态下粗糙节理剪切强度性质的颗粒流数值模拟和试验验证

节理表面形貌和接触状态对节理剪切力学性质有重要的影响。用砂浆材料的单轴压缩试验和光滑节理直剪试验得到材料和光滑节理的宏观力学性质参数,对颗粒流数值模拟的节理细观力学性质参数进行标定。用颗粒流离散元数值软件(PFC2D)构建人工粗糙节理表面形貌,对不同表面形貌的节理在不同接触状态下的剪切强度性质进行颗粒流直剪数值模拟试验,获得其峰值剪切强度。同时进行人工材料节理直剪试验,与颗粒流直剪数值模拟试验结果进行对比分析,数值试验与直剪试验结果吻合较好,验证了颗粒流直剪数值模拟试验与直剪试验具有同等的精度,可以作为各种表面形貌的节理在不同法向应力水平下抗剪强度研究的一种补充方法,以解决节理直剪试验中表面形貌损失对其剪切强度的影响,也可以在少量节理直剪试验的基础上,预估相同形貌的节理在不同接触状态下的剪切强度性质,同时还可以在现场测定不同粗糙度的节理表面形貌,预估其在不同接触状态、不同法向应力下的剪切力学性质。从而解决节理直剪试验中在相同形貌节理试件取样和制备困难的问题,且具有经济、方便、快捷、可重复性强等特点。

直接接触式冰蓄冷试验台的研制

研制了一个直接接触式冰蓄冷试验台 ,介绍了试验台的结构、控制和数据采集系统。试验表明 ,该试验台测试系统精度高 ,达到了试验要求 ;水分离装置操作简单 ,分离效果好 ;喷头结构合理 。

滚动接触疲劳试验机的研究现状

滚动接触疲劳试验机主要用于研究材料在模拟工况条件下的接触疲劳性能。本文就国内外已经实际应用的滚动接触疲劳试验机的现状及接触疲劳试验基本工作原理加以介绍,并就滚动接触疲劳试验机的发展方向作了探讨。

黄土地区土与混凝土接触界面大型直剪试验研究

通过改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混凝土4个含水率3个密度共64个试样的剪切试验。研究黄土地区土与混凝土接触界面抗剪强度随土体含水率以及土体密度变化规律,得到了不同密度土体在不同含水率不同正应力下土与混凝土接触界面的剪切应力应变曲线。由曲线可知土与混凝土接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势、随土体密度增大呈增大趋势,表明土与混凝土接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率以及土体密度密切相关。

塑料类材料与砂土接触界面直剪试验研究

在桩身中性点以上增加一个预制塑料套筒是一种减小桩身负摩阻力的方法。为了研究该方法优化负摩阻力的效果,考虑塑料种类和砂土颗粒粒径变化两个因素,通过直剪仪进行了砂土与四种塑料类材料(PVC,ABS,PC,PP)及混凝土的剪切试验。试验结果显示:塑料类材料与砂土接触界面特性与塑料类材料种类及砂土粒径密切相关。塑料类材料与砂土接触界面剪应力随着相对剪切位移的增大而增大,最大剪应力随着法向应力的增大而增大。砂土粒径越大,接触界面抗剪强度越高。塑料类材料与砂土接触界面的抗剪强度都明显低于混凝土与砂土接触界面的抗剪强度。四种塑料材料与砂土接触界面的抗剪强度,PC>PVC>ABS>PP,选用PP塑料套筒减少桩身的负摩阻力效果最佳。

悬索桥锚碇摩阻力现场试验研究

采用现场直剪试验,研究矮寨悬索大桥锚碇基岩与混凝土胶结面的抗剪强度。根据试验结果,获得了锚碇混凝土与基岩直剪试验时的剪应力-应变关系曲线,得到了吉首岸和茶洞岸锚碇的抗剪强度参数的c,φ值,为矮寨大桥锚碇的设计和施工提供了依据,可为今后类似工程提供借鉴。

烟气-水直接接触式换热性能研究

研究了水滴的运动特性和烟气与水的传热传质特性,建立了烟气-水直接接触式换热的微分方程,得到了烟气和水的温度分布的数值解。分析了影响换热的主要因素,结果表明,水滴粒径、水气比和换热器高度是影响换热的主要因素。对某燃气锅炉房烟气余热回收工程的直接接触式换热器进行了实测,验证了理论计算结果的准确性。

人全血IL-1β ELISA法在医疗器械热原体外检测的应用

对人全血IL-1βELISA法在医疗器械热原体外检测中应用的可行性进行了验证,并用该法对样品直接接触法和浸提液法这两种不同接触方法的检测结果进行了分析和比较。对于内毒素O113,直接接触法测得的内毒素当量高于样品浸提液中的测得量;对于非内毒素热原脂磷壁酸(LTA),直接接触法测得值与浸提液测得值量相当。结果表明,人全血IL-1βELISA试验可用于体外检测医疗器械中的内毒素和非内毒素热原,且直接接触法优于浸提液法。