Origin of the pre-peak in the structure factor of liquid Fe-4.30C-0.21Ce alloy

The liquid structure of Fe-4.30C and Fe-4.30C-0.21Ce alloys was studied by high temperature X-ray diffractometer. The results show that for Fe-C alloy the nearest neighbor distance of the eutectic alloy is 0.259-0.260 nm at the temperature range of 1200-1400℃, which increases to 0.269-0.271 nm with the addition of 0.21% (mass fraction) Ce in the Fe-C alloy at the same temperature range. There is a pre-peak at Q = 15.5 nm-1 on the original intensity curve and structure factor S(Q) of the liquid Fe-4.30C-0.21Ce alloy, which was caused by the Ce atoms in the C-Ce clusters. Combined with the shared face, the tetragonal structure can meet the requirement for the distance of Ce-Ce atoms. It also shows that the cluster size in the liquid Fe-4.30C-0.21Ce alloy increases with the decreasing temperature.

峰前循环扰动下的深埋花岗岩特征参数演化规律与损伤变量研究

深部地下厂房开挖过程中所产生的循环扰动会导致围岩损伤,从而降低围岩力学性质。为揭示叶巴滩水电站地下厂房中深埋花岗岩在循环扰动后的分级卸载破坏特性和损伤过程,首先进行了围压为30 MPa、循环应力分别为12.5%~17.5%(低应力)、10.0%~37.5%(中应力)、62.5%~72.5%(高应力)峰值强度的峰前恒幅循环扰动,在此基础上进行了3种分级卸围压试验,进而开展了峰前循环扰动下的深埋花岗岩特征参数演化规律分析与损伤变量构建。研究结果显示:低、中应力循环扰动对花岗岩造成的损伤可忽略不计,但高应力恒幅循环扰动会导致轻微损伤。在不同分级卸围压路径下,岩样变形主要集中在最后3个阶段的围压降低过程中,其宏观破裂模式为压剪破坏;弹性模量呈下降趋势,泊松比呈上升趋势,最大剪胀角基本相同;高轴压恒幅循环扰动后的分级卸围压试验下的岩样累积应变能最高,表现出更强的脆性破坏倾向。此外,分级卸围压下的岩样应变能均高于常规三轴压缩下的岩样应变能,后者可作为分级卸围压岩样是否进入加速损伤破裂阶段的判别阈值。采用侧向应变响应法和裂纹体积应变法确定的深埋花岗岩闭合应力、起裂应力和损伤应力分别为其峰值强度的17.9%、42.7%和73.8%,并据此建立了基于裂纹体积应变的损伤变量,进而划分了深部硬岩损伤过程的4个阶段。研究成果可为分析高应力花岗岩的破坏过程提供试验和理论支撑。

Pre-peak on the structure factor of liquid hypoeutectic Al-Fe alloy

Using a θ-θ X ray diffractometer the structure of liquid hypoeutectic Al Fe alloy at 675℃ and its change with different thermal histories are investigated . Liquid Al is used as a reference system. It is found that a pre peak appears on the small angle part of the structure factor of the nonsuperheated hypoeutectic Al Fe alloy, but disappears after superheating whereas the structure factors of liquid Al hardly change with the different thermal histories, and no pre peak can be observed on them. The appearance of a pre peak is a mark of the intermediate range order (IRO). The pre peak is taken as the correlation between Fe atoms on the IRO length scale. Assume that the crystalline structure is the first order approximation of the liquid structure. A model structure is constructed. The basic unit is a cube formed by 8 Al atoms on its corner and one Fe atom occupying its center. The translation of such a unit along its fourbody diagonals by the length of a diagonal can meet the requirement of the Fe_Fe distance and gives a DO 3 like structure. If the vacancy among the units is filled with fcc like Al cells, the composition of the entity is about Al 7Fe, close to that of the metastable phase Al 6Fe from rapid solidification. It is speculated that there are Al 6Fe like clusters in the liquid hypoeutectic Al Fe alloy.

预裂缝宽度对爆破效果影响研究

采用LS-DYNA软件建立数值模型,模拟分析了预裂缝宽度分别为3 cm和5 cm时对爆破效果的影响。结果表明,预裂缝越宽,减振效果越好,相差比例最高可达46%。选择不同孔径预裂爆破进行现场爆破振动监测试验,验证了数值模拟所得规律的正确性。预裂爆破参数的选取需结合现场实际工况和周围建(构)筑物的保护进行综合分析。

软-硬互层岩体节理峰前循环剪切疲劳损伤机理研究

三峡库区频发微小地震下岩体节理循环剪切疲劳损伤对边坡动力稳定性具有重要影响。通过室内峰前循环剪切试验和PFC2D细观数值计算,研究了考虑一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度、法向应力及循环剪切次数影响的软-硬互层岩体节理宏细观疲劳损伤机理。研究表明:①岩体节理剪切应力-剪切位移曲线历经初始非线性压剪变形、近似线弹性压剪变形、循环剪切疲劳损伤变形、应力缓升压剪变形、应力陡升压剪变形及应力脆性跌落压剪变形六个演化阶段。②岩体节理峰值(残余)剪切强度和疲劳剪切(法向)位移在相同一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度或法向应力下随循环剪切次增多而分别降低和增大;且其在相同循环剪切次数下随一阶起伏角或法向应力变大而分别增大和降低,而随含水率、剪切速率或剪切幅度变大则分别降低和增大。③宏细观结果总体上吻合较好,且岩体节理细观剪切疲劳损伤裂纹数量随剪切位移变化呈前期微增-陡增、中期缓增及后期陡增-缓增-陡增的发展特征,而其随循环剪切次数变化则呈前期陡增和后期缓增的发展特征。④岩体节理宏细观剪切疲劳损伤典型演化过程可概述为压密-起裂破坏、循环错动-贯通破坏及分离-啃断破坏3个渐进性发展阶段,且宏细观剪切疲劳损伤裂纹近似呈“倒U形”密集分布于岩体节理附近。

基于离散元法三裂纹岩石裂纹扩展特征的试验与数值研究

为研究三裂纹岩石的静力学破坏特征,采用离散元数值模拟软件PFC2D和模型试验方法,分析三裂纹岩石的峰值应力、应力—应变曲线及裂纹扩展特性,验证离散元数值模拟方法的可行性。通过改变岩石的水平围压和裂纹长度,分析单轴压缩载荷作用下三裂纹岩石的力学响应机制。研究结果表明:中间横向裂纹对裂纹岩石的峰值应力影响较大,中间竖向裂纹对裂纹岩石的峰值应力影响较小;加载过程中裂纹尖端最先出现应力集中现象,最后形成2条约70°的主裂纹贯通3条预制裂纹;随着围压的增大,三裂纹岩石的峰值应力先增大后减小;随着裂纹长度的增加,三裂纹岩石的峰值应力不断减小。

基于煤粉预气化强稳燃的快速调峰燃烧器5 MW中试研究

煤粉预气化强稳燃技术能够兼顾稳定燃烧与NO_(x)排放控制。基于此,开发了服务于电站锅炉灵活调峰的快速调峰燃烧器,并依托5 MW燃烧试验平台进行热态中试试验,对比不同负荷下的运行性能,研究燃烧器的极限稳燃负荷与快速变负荷能力。结果表明:煤粉进入燃烧器所带有的小型预气化室后发生气化反应,转化为高温燃气和炽热碳粒所组成的预热燃料。在低负荷下,预热燃料进入炉膛后将迅速燃烧,形成根部高温区,保证炉膛稳燃。随着负荷升高,预气化室内气化反应更加充分,配合回流烟气形成良好还原性气氛,实现有效降氮。在无辅助手段条件下,满负荷工况NO_(x)排放为159 mg/m^(3)(6%O_(2)),飞灰含碳率为3.4%,折算燃烧效率99.71%。在9%超低负荷下,快速调峰燃烧器仍能维持炉膛稳定燃烧,在1 h以上长时间连续运行过程中,出口氧量保持稳定。在15%~100%负荷分别用时8和9 min完成快速降负荷与升负荷过程,降、升负荷速率分别可达10.63%/min与9.44%/min。变负荷过程中炉内燃烧保持稳定,且温度分布对负荷变化的响应速度较快,验证了该燃烧器在快速调峰过程中的出色性能。

一种高电源抑制比低温度系数的带隙基准电路

采用两种方式提高了带隙基准电路的电源抑制比。首先,采用峰值电流源结构将三极管自身的增益引入反馈环路,从而提高了环路增益和带隙基准核心的电源抑制比。其次,运用预调制电路进一步提高了电源抑制比。此外,还提出了一种仅需源极负反馈非对称电流镜的曲率补偿电路,该电路具有跨工艺的通用性。所提出的电路采用0.18μm BCD工艺进行了验证,并应用在一款降压DC-DC变换器中。结果表明,所提出的电路在2.4 V、3.3 V和5 V供电下,低频分别具有127 dB、134 dB和136 dB的高电源抑制比,同时实现了3.74×10^(-6)/℃的低温度系数,总电流消耗仅为6.3μA~14.5μA。

龙口市王屋水库应对台风“梅花”的经验做法

龙口市水库管理中心为应对2022年台风“梅花”,启用防御洪水方案,全方位排查工程及机电设备运行状况,全员严阵以待,提前做好台风防御各项准备工作。经科学调度,充分发挥了水库拦洪削峰功能,保障了下游河道行洪安全,实现了显著的社会效益。在水库防洪调度多年经验积累的基础上,归纳形成了“343”洪水预泄法。

高瓦斯矿井合理封孔长度分析及囊袋带压封孔技术

为确定适合陕西黄陵二号煤矿顺层瓦斯抽采钻孔的合理封孔长度,开展基于钻孔应力状态分布特征的封孔长度分析,并运用巷道弹塑性软化模型定量得到符合黄陵二号煤矿地质条件的瓦斯抽采钻孔峰后应力升高区半径,通过理论计算确定该矿井的最佳封孔长度为12 m。在此基础上应用双囊袋一体化封孔技术替代传统聚氨酯材料实施封孔,预抽钻孔平均瓦斯浓度由14.2%提升至30.2%,取得良好的瓦斯抽采效果。

大理岩等围压三轴压缩全过程研究Ⅰ:三轴压缩全过程和峰前、峰后卸围压全过程实验

为了进行岩爆现象的分析，对大理岩进行等围压三轴压缩和峰前、峰后卸围压试验，得到三轴压缩全过程 和峰前、峰后卸围压全过程，对此过程中的强度和变形特性进行了较为系统地研究。

高应力区砂岩加卸载条件下能量变化规律及损伤分析

根据高应力区砂岩三轴压缩试验和峰前卸围压试验的结果,分析了砂岩在不同应力路径下的能量变化规律。试验结果表明,相同围压下,峰前卸围压试验的各能量指标(总吸收能、弹性应变能、耗散能)均小于三轴压缩试验,能量变化特征与其初始应力路径密切相关,且随围压的增大而增大。峰前储存的弹性应变能比耗散能多,耗散能只在临近峰值点处才迅速增加。能量的耗散会导致岩石产生损伤,并且使岩性劣化、丧失强度,从能量角度定义的损伤变量,可以得出结论:开始卸荷低围压下的损伤变量大于高围压下,临近破坏时高围压下的损伤变量大于低围压下;卸围压使岩样束缚减小,加速了损伤的发展,岩样所受的应力状态愈趋不平衡。因此,基于能量的角度来表征岩石的损伤演化更符合实际。

砂土-格栅筋土界面特性的本构模型研究

基于砂土与土工格栅、土工织物界面的室内大型直剪试验,分析了两种不同界面的力学性能。试验结果表明,峰值、残余剪切应力与界面剪胀性曲线存在一定的联系,即峰值强度通常会发生在界面相对减缩过程结束和残余剪切强度发生在界面的相对剪胀过程结束。加载过程中由于土工合成材料的逐步磨损、褶皱或者断裂导致了筋土界面强度出现较为明显的强度软化现象,在界面抗剪强度的研究中不可忽略。在试验基础上提出一种能够描述筋土界面力学性能的组合本构模型,该模型包含4个关系式:(1)峰值、残余强度包络线;(2)强度峰值前的双曲线模型;(3)强度峰值后的位移软化模型;(4)反映剪胀特性的界面剪胀模型。该组合模型的预测结果与直剪试验结果吻合较好,表明所用模型是合理的。

脆性岩石卸围压强度特性试验研究

岩样的承载能力由材料强度和围压共同确定,轴向压缩和卸围压二者都能导致岩样破坏,但由于应力路径不同,两种条件导致岩样的破坏过程并不相同。对取自位于雅砻江上的锦屏二级水电站辅助洞内的白山组大理岩进行了常规三轴试验和峰前、峰后卸围压试验,通过对试验曲线和岩样破坏特征的分析表明:无论是峰前还是峰后卸围压,岩样都表现出脆性破坏的特征,而岩样破坏表现出的脆性峰前卸围压比峰后卸围压更为强烈;岩样在加、卸载条件下的变形均随主应力差的增大而增大,但在相同的主应力差下,卸载产生的扩容量比加载的扩容量更大;峰前卸围压试验当围压卸到初始围压值的60%左右时,岩样发生破坏;峰后卸围压试验当围压卸到初始围压值的80%左右时,岩样发生破坏。结论对相关工程稳定性分析、设计和施工具有一定的指导意义和参考价值。

基于粒子群支持向量机的矿岩强度指标的超声预测

建立以吸水率、干密度、波阻抗、动泊松比、动弹性模量为输入,抗压强度为输出的支持向量机预测模型.为了提高支持向量机预测精度,引入了粒子群算法对支持向量机的参数进行优化,克服支持向量机参数人工选取的不足.通过对鞍千矿和弓长岭矿的矿岩样本数据分析,该模型的预测误差最大为8.2%,精度明显高于传统神经网络法.结果表明基于超声波预测强度的方法具有很好效果,可望成为一种岩石强度预测的新方法.

岩石节理峰前循环直剪试验颗粒流宏细观分析

利用二维颗粒流(PFC2D)程序较为完善地实现了考虑二阶起伏体岩石节理的峰前循环数值直剪试验,并分别从宏观和细观角度分析了节理峰前循环直剪试验中节理累积损伤特征与抗剪强度的变化规律。对比分析已有的室内试验成果,验证了计算方法的可靠性。研究表明:①随着岩石节理一阶起伏角、法向压力的增大,节理的破坏模式按爬坡—爬坡啃断—啃断趋势发展,且抗剪强度随着一阶起伏角、法向压力的增大总体上呈增大趋势。②低幅值的循环荷载对节理剪切强度的影响极为有限,甚至可以忽略,但随着循环加载幅值的增加,节理起伏体上裂纹的扩展贯通程度、裂纹的数量均显著增多,表明循环加载幅值的大小是决定节理起伏体累积损伤速度的关键因素。③节理裂纹数量随循环加载次数的增大而增加,且有增速的趋势,在循环加载次数增加到某个量级时,裂纹出现激增的现象,表明节理疲劳裂纹的扩展贯通有累积后突变的演变特征;不同破坏模式下,节理的峰值抗剪强度均随着循环加载次数的增加呈现出先增后减的变化趋势,表明有限次数的循环加载有利于增大节理的峰值抗剪强度,但循环加载最终会因节理的累积损伤造成其抗剪强度的劣化。研究结果丰富了室内试验成果,有助于进一步认识岩石节理在微震频发作用下的累积损伤与强度劣化规律。

粉砂岩卸荷破坏全过程的试验研究

对粉砂岩试样进行了常规三轴加载后保持轴向变形不变的峰前、峰后卸围压试验，得到了峰前、峰后卸围压全过程曲线。在此过程中，试验机不再对岩样压缩做功，岩样的破坏是通过自身储存的变形能来实现的。对岩样破坏特征、强度和变形特性的分析结果表明：对于峰前卸围压，岩样表现出脆性剪切破坏的特征，而对于峰后卸围压，则表现出张剪破坏的特征，峰前卸围压破坏比峰后卸围压破坏更具有突发性；对于峰前、峰后卸围压，岩样都表现出明显的侧向扩容现象；岩样破坏时的轴向承载能力对围压都很敏感，这实际上是破裂块体之间的镶嵌组合，反映了试件沿破裂面摩擦滑动的结构效应。

峰前折扣票价下轨道交通乘客出发时间弹性

以北京地铁峰前折扣票价政策为背景,利用自动售检票数据研究折扣票价对乘客出发时间的影响.首先,从"消费行为"视角建立客观的分类指标并对客运市场进行细分;其次,以较长时期内出发时间中位数为指标,基于"事前—事后对比法"对出发时间发生转移的乘客进行辨识;最后,准确测定不同类型乘客出发时间对票价变动的敏感程度.结果显示:乘客出发时间票价弹性随转移时长增加而急剧下降,30 min几乎是乘客所能接受的最大转移时长;通勤类乘客弹性最低,低频及生活类乘客相对富有弹性;限制当前折扣票价政策效果的主要因素在于折扣截止时间过早.该研究能够为差别定价方案编制及优化提供关键参数.

锦屏大理岩卸荷本构模型与数值模拟研究

锦屏二级水电站深埋引水隧洞位于高地应力区,对取自隧洞内的大理岩进行常规三轴压缩试验、峰前卸围压试验。基于大理岩的峰前卸荷试验,研究峰前卸荷条件下岩石的变形、参数及破裂特征,建立峰前卸荷条件下岩石的幂函数型Mohr强度准则,给出数值仿真试验中大理岩的峰前卸载条件,利用有限差分程序FLAC3D建立了数值仿真模型,对模型进行了计算与分析,最后与室内试验结果对比,得到峰前卸荷状态下大理岩力学特性的相关规律。研究结果表明,幂函数型Mohr强度准则可较好地反映峰前卸荷条件下岩石的强度特性;卸围压初期,岩石试件呈现出明显的弹塑性特征;卸荷过程中岩石试件发生破坏时的峰值强度和围压降值随着围压增加而变大。研究结论揭示了锦屏大理岩卸载应力路径下的力学特性,具有一定的理论参考价值。

岩石变形破裂状态与电荷感应信号相关性试验分析

在基于电检测的岩体动力灾害预测预报技术中,分析岩石的变形破裂状态与电信号的相关性是关键环节。采用自行研制的岩石电荷感应试验系统,对花岗岩和煤岩试样进行单轴加载条件下的电荷感应检测,分析了岩石峰前阶段变形破坏状态与电荷感应的相关性。结果表明,电荷感应信号在不同的变形破坏阶段呈现出明显特征,电荷感应信号可反映岩石内部结构的变化,变形破坏过程与电荷感应规律有良好的相关性。对花岗岩试样而言,压密段电荷感应信号的幅值较小且分布最零散,弹性段没有明显的电荷感应现象,稳定变形段电荷感应信号的幅值中等且分布密集,加速变形段部分电荷感应信号的幅值最大且再次呈现出密集分布的状态。对煤岩试样来说,加速变形阶段的电荷感应信号与花岗岩存在较大差异,电荷感应信号的幅值明显增大,正电荷的数量明显增多且信号更为集中,二次加载阶段的变形过程一直伴随感应电荷产生,信号幅值集中在±500 mV的范围内,不但幅值大大减小,正电荷出现的次数也明显增多。结合岩石单轴压缩内部裂纹形成机制和变形阶段划分的研究成果,采用电荷感应信号可分析和评判岩石所处的变形破坏状态。