混凝土三点弯曲梁随机骨料模型的开裂模拟

在试验表征及工程实践中,仿真可以准确反映裂缝的发展规律.采用内聚力模型来研究混凝土梁三点弯曲试验的宏观力学性能和细观开裂损伤破坏行为.在三点弯曲试验中的受力破坏的全过程研究中,对I型断裂能、II型断裂能、抗剪强度、抗拉强度及弹性模量(刚度)这5个控制单元开裂的关键参数进行了反演研究.通过宏观力学性能和细观开裂的试验结果,对一组试件的试验结果与参数化模型结果进行逆推分析,得到了控制因素在模拟中适用的参数范围.然后结合不同配合比试件的骨料定量化信息,对3个骨料面积不同的模型,应用已得到的参数范围中值来模拟获得裂缝扩展的定量结果,并对照模拟与试验的力学性能和裂缝量化结果验证参数范围的准确性.

镁质膨胀剂微胶囊对砂浆裂缝自修复效果的影响研究

混凝土呈脆性、内部易产生细小裂缝,从而影响混凝土的整体性和耐久性。以氧化镁膨胀剂、硅质材料和水泥为囊芯,硅酸盐材料为囊壁,制备了四种粒径的镁质膨胀剂微胶囊。研究了各粒径微胶囊掺量对砂浆试件抗压强度的影响;以强度恢复率和裂缝面积修复率作为评价指标,探讨了微胶囊对砂浆裂缝自修复性能的影响;采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)对裂缝处自修复物质进行物相和形貌分析,探讨了自修复机理。结果表明,当微胶囊掺量不超过10%时,微胶囊的掺入提升了砂浆试件的抗压强度。当微胶囊掺量为10%、粒径为1.18~2.36mm、二次养护14 d时,宽度0.3 mm以下的裂缝完全修复,裂缝面积修复率达到100%,远高于空白组。结合XRD和SEM分析可知,裂缝修复的主要机理是裂缝中C-S-H凝胶、Ca(OH)_(2)、CaCO_(3)、AFt和Mg(OH)_(2)等高强、微膨胀物质大量生成,有效填充了裂缝空间,促进了裂缝的愈合,从而显著提升了砂浆的耐久性与整体性能。

膨胀结晶法裂缝填充技术分析与评价

文中通过面积修复率和超声脉冲速度法评价了西卡膨胀结晶自修复剂的修复效果。试验结果表明,膨胀结晶自修复剂作用下生成的修复产物有效填充了裂缝区,提升了水泥砂浆内部的密实度,该膨胀结晶自修复剂的修复产物主要有Mg(OH)_(2)和CaCO_(3)。

催化裂化装置三机组节能分析与措施

在炼化企业催化裂化装置中,烟气轮机-主风机-电动机的三机组装配模式较为常见,其原理主要是通过烟气轮机节能来带动主风机做功,从而实现高温烟气的能量回收。但由于实际生产中人为操作或设备的影响,催化裂化装置烟气轮机能量回收效率并不高,加之主风机用能较高,导致催化裂化装置三机组中电动机用电量较大,影响催化裂化装置生产运行成本。为此,总结讨论提高烟气轮机热回收效率,降低主风机耗能的方式解决三机组中电动机供电量多的问题,从而降低催化裂化装置生产运行成本。

爆炸应力波的破岩特征及其能量分布研究

通过对岩体内炸药爆炸产生应力波破岩特征分析 ,得出了更为精确的应力波作用下裂隙区半径计算公式 ,同时对岩体内的原生裂纹及爆炸应力波损伤作用下的爆生裂纹的最终扩展长度进行研究。并利用实验室模型试验和ADINA计算程序对岩体内应力波能的数值进行计算分析 ,得出当小抵抗线大孔距时 ,岩体内应力波能分配较均匀 。

圆孔孔壁裂缝水压扩张的压力参数理论分析

运用水压致裂法和Griffith理论,对地应力场中岩体孔壁水压诱致裂缝扩展过程进行了分析,将孔隙压力作用下孔壁裂纹的扩展过程分为3个阶段,即孔壁破裂、第二次扩展、第三次破裂扩展阶段;且不同的破裂阶段分别对应着不同的水力压力。分析了含内压裂纹的扩展压力与原始地应力场及围岩力学特性的关系,随着岩体埋深由浅至深的逐渐增加,水力致裂圆孔的孔壁破裂压力变化由2个阶段过渡为3个阶段,且存在一个钻孔位置的临界埋深。为实际坚硬顶煤水力弱化的试验设计提供了依据。

巷道冲击地压的损伤断裂力学模型

分析了平巷煤壁中预存裂纹尖端产生翼型张裂纹 ,形成薄煤层壳 ,薄煤层壳弯曲变形失稳引发冲击地压的机理 .分析过程采用了断裂力学中的Griffth能量理论及能量判据 ,考虑了材料的损伤积累 ,把裂纹扩展过程与材料损伤过程耦合起来 ,确定了发生冲击地压的临界应力σc,并分析了其影响因素 .

拉剪应力状态下岩体裂隙扩展的断裂力学机制及物理模型试验

开挖卸荷岩体裂隙面通常处于拉剪应力状态。在裂隙应力和变形状态分析的基础上,采用线弹性断裂力学理论和物理模型试验研究了拉剪应力状态下裂隙扩展的力学机制。岩体裂隙在拉剪应力状态下沿裂隙面间的滑动抗剪摩擦力消失,裂隙起裂沿Ⅰ型张拉裂隙断裂韧度KⅠ最小的方向起裂,并最终发展与卸荷拉应力方向垂直;拉剪应力状态下岩体的总位移方向平行于拉应力方向,通过合理的位移假设,基于能量及线弹性断裂力学理论,求解了拉剪应力状态下分支裂隙扩展过程中尖端的动态应力强度因子和扩展长度判据;通过拉剪应力状态下单裂隙扩展物理模型试验验证了理论推导的正确性。

煤岩体水力致裂弱化技术及其进展

针对煤矿开采中坚硬顶煤(板)冒落性差的问题,讨论了煤矿生产中由此产生的顶煤放出率、冲击矿压、自燃发火和瓦斯积聚等技术难题;分析了坚硬顶煤(板)水力致裂弱化技术的岩体水力致裂裂缝扩展行为规律、渗透压力对裂隙岩体宏细观结构的改造作用及其宏观力学响应,水压裂缝扩展形态控制技术,钻孔封孔技术和岩体水力致裂弱化的监测监控的研究现状和技术发展趋势。

裂土裂隙演化过程试验研究

裂土的裂隙是影响其工程性质的重要因素。为研究土体裂隙在外界环境变化条件下的演化过程,设计了一套精确控制湿度的试验装置,再现了裂土在脱湿情况下裂隙产生、传播、扩展的过程。对试验结果进行了理论分析,总结了试验中裂土裂隙出现、传播、扩展的规律。研究结果有助于加深对土体裂隙变化物理过程的认识,为处理工程问题提供思路。

Si_3N_4复合陶瓷材料的微观组织和断裂机制

使用AEM和HREM研究了添加纳米SiC颗粒和同时添加纳米SiC颗粒及SiC晶须的两种Si3N4 复合陶瓷材料的微观组织和断裂机制。结果表明 ,部分SiC颗粒分布在Si3N4 晶内 ,SiC晶须分布在Si3N4 晶粒之间 ,SiC颗粒和晶须与Si3N4 界面之间不存在第二相组织 ,非晶组织大多分布在Si3N4 三叉晶界。断裂裂纹主要沿晶界和相界面扩展 ,也可能穿过少数Si3N4 晶粒。当裂纹扩展遇到SiC颗粒和 /或SiC晶须时 ,会发生转弯 ,产生分枝裂纹或微裂纹并在Si3N4 晶内和Si3N4 晶粒的断裂表面引起晶格畸变 ,这降低了裂纹扩展能量 。

民航客机7075-T6铝合金壁板的腐蚀特征与机制

为了研究民航客机结构的腐蚀机理,详细表征服役客机7075-T6铝合金壁板的腐蚀形貌、裂纹特征和腐蚀产物,并对其腐蚀机制进行探讨。利用扫描电子显微镜及附带能谱仪对壁板的完整涂层和已腐蚀(未剥落)涂层表面进行微观形貌和能谱分析。利用光学显微镜对壁板横截面金相样品进行详细观察,运用X射线物相衍射分析表面腐蚀残留物的物相。试验结果表明,客机7075铝合金壁板铆钉孔附近区域的表面涂层容易出现鼓泡、开裂等现象,并发生层状的剥落腐蚀,表面腐蚀形貌以微裂纹和龟裂为主,腐蚀产物以氢氧化物为主。铆钉孔附近区域表面下方可诱发大量不连续的阶梯状平行的沿晶应力腐蚀裂纹,裂纹引起的膨胀是表面涂层脱落的关键因素。此外,腐蚀介质中的Cl–、SO42–等有害离子对铝合金壁板的腐蚀具有明显的促进作用。

综放工作面煤体裂隙演化规律研究

运用分形理论 ,通过现场观测 ,揭示了综放工作面在支承压力作用下煤体的压裂规律 :硬煤裂隙演化经历两次加密和两次扩展过程 ,中硬煤、软煤经历一次加密和扩展 ,中硬煤以裂隙加密为主、扩展为辅 ,软煤则以裂隙扩展为主。

混凝土早期裂纹的成因及防治

本文阐述了混凝土早期裂缝的危害及成因。提出过度追求水泥的高早强、高用量以及不适当的使用膨胀剂是一种误区。重申加强早期湿养护、适量掺加优质粉煤灰或磨细矿渣是防止早期裂纹的有效措施。强调开展混凝土最早期性能研究的必要性。

混凝土试件内压作用下破裂过程试验

内压作用下混凝土的破坏时有发生,对其破坏过程的研究就显得特别重要。提出了应用东北大学CRISR自主研发的材料破裂过程分析系统(MFPA)对在三个孔压共同作用下的破裂过程进行数值试验方法,并在此基础上进行了物理试验,与数值试验的破裂结果进行比较。结果表明:数值模拟结果与物理试验结果有较好的一致性,通过数值试验再现了模型破坏的全过程,可以观察到物理试验无法准确观测的裂纹的萌生、扩展直至破坏的过程以及破坏过程中的声发射现象,为混凝土破坏过程研究提供了一种新方法,同时为防止混凝土内压作用引起的裂缝控制有参考作用。

考虑动水压力的裂隙岩体裂纹扩展机理研究及应用

利用断裂力学理论,在考虑动水压力作用的基础上,研究了裂隙岩体中张开裂纹在受到垂直于裂纹长度方向的应力为拉应力时继续扩展的条件及考虑动水压力的裂隙岩体裂纹扩展机理在裂隙岩体隧道突水(泥)的应用。结果表明:动水压力会改变裂纹尖端应力强度因子,它能促使裂纹尖端附近的应力达到起裂临界值,从而导致裂纹继续扩展。在裂隙岩体隧道中,动水压力一方面加大裂纹尖端应力强度因子,使裂隙继续扩展;另一方面动水压力的冲刷作用导致隧道的水文地质条件不断恶化,裂隙内充填介质产生渗透变形或者整体冲出后进入隧道,造成隧道涌突水(泥)。

催化剂和垢样对比分析预测催化烟机结垢成因

为了认识催化裂化烟气轮机垢样和预测垢样形成原因,选择新鲜剂、待生剂、平衡剂、三旋细粉和催化烟机垢样代表催化裂化催化剂全生命周期,采用X射线衍射、X射线荧光、扫描电镜、同步热分析和激光粒度分析技术,得到新鲜剂、待生剂、平衡剂、三旋细粉和催化烟机垢样样品的元素组成、晶相结构、表面形貌、差热曲线和粒径分布等物性分析数据。通过对比各样品分析结果,发现催化剂全生命周期中金属元素和非金属元素的富集和脱离规律与低熔点化合物存在关联关系,得出垢样中Y型分子筛发生晶格变化的结论,预测多种低熔点化合物和烟机工艺条件是导致烟机结垢的根本原因,这些结果可以为后期机理研究奠定基础。

静态破裂剂膨胀压力测试方法的研究

根据静态破裂剂化学反应产生膨胀压力的机理 ,提出并设计了测力环压力测试系统 ,该测试系统将破裂剂装入刚性模拟炮孔中 ,对径向实施刚性约束 ,通过测试其轴向膨胀压力来测定其膨胀性能。从而使得破裂剂膨胀压力测试工作简捷、准确、重复性好 ,消除了多种外界因素的影响。文中介绍了该测试系统的理论依据。

定向断裂控制爆破机理综述

作者从理论上将光面爆破、预裂爆破 ,切槽爆破、切缝药包爆破 ,聚能药包爆破等常用控制爆破统称为定向断裂控制爆破。综述了爆破破裂过程中爆生气体作用和应力波作用 。

吉林石化催化烟机结垢成因分析及对策

烟机结垢是多种因素共同作用的结果,针对中国石油天然气股份有限公司吉林石化公司炼油厂0.7Mt/a催化裂化装置烟机叶片结垢,导致机组自保联锁停车问题,结合烟机结垢物质成分的分析结果,从工艺操作、原料性质、催化剂使用及管理、烟机运行工况等方面对烟机结垢成因进行分析。结果表明工艺管理不善、操作波动、催化剂异常破碎等原因造成系统中催化剂细粉量增加,导致旋分系统运行异常,烟气中催化剂浓度增大。而大量高浓度的催化剂细粉是造成烟机结垢的根本原因,异常水分的进入则加重了烟机结垢。根据对烟机结垢成因的分析,提出了改进措施和对策。