侵蚀损伤与高温耦合作用下改性煤矸石混凝土的损伤劣化规律

分别研究冻融侵蚀损伤及硫酸盐侵蚀损伤的改性煤矸石混凝土在200、400、600、800℃高温前后的损伤劣化规律,并从质量损失率、劈裂抗拉强度损失率及抗压强度损失率方面进行探讨分析。结果表明:钢纤维和矿物掺合料的加入显著提高了煤矸石混凝土在侵蚀损伤-高温耦合作用后的力学性能,其中粉煤灰-矿粉-钢纤维三者复合作用效果最优。建立了以抗压强度损失率为损伤变量的侵蚀损伤-高温耦合劣化模型,可以较好地表征冻融侵蚀-高温耦合及硫酸盐侵蚀-高温耦合下的改性煤矸石混凝土的损伤劣化规律。

基于侵蚀损伤演化机理的硫酸根离子扩散模型

本文基于Fick第二定律,结合硫酸根离子的化学消耗和侵蚀损伤对混凝土中硫酸根离子扩散的影响,推得基于侵蚀损伤的硫酸根离子非线性扩散方程,并给出了该模型的边界和初始条件,从而建立了基于侵蚀损伤的硫酸根离子扩散模型。

福建土楼夯土墙风驱雨侵蚀损伤预测研究

世界文化遗产福建土楼地处中国东南沿海,年降雨高达1 600 mm,频繁遭受台风和极端天气袭击,每当台风登陆时,狂风挟着暴雨常常侵蚀危害着土楼建筑,风驱雨冲击侵蚀土楼夯土墙已成为土楼建筑的主要损坏形式。论文通过分析风驱雨作用下雨滴的运动形式及降雨特征,采用CFD数值模拟及风洞试验的方法完成数值风洞准确性模拟,以数值风场为基础加入降雨模型,考虑多种雨强和风速相互组合,分析风驱雨对土楼夯土墙的风雨侵蚀影响,揭示了夯土墙风雨侵蚀的内在规律。并通过当地一份气象统计资料作为算例,预测土楼年平均侵蚀损伤量在0.4～2.6 mm之间,所得结果为土楼的维护加固和开发利用提供了科学依据,也为其他生土建筑研究提供借鉴和参考。

土楼夯土在模拟风雨环境下的风洞侵蚀试验研究

福建土楼作为世界文化遗产,宏大的夯土墙体显出土楼的建筑特色,但这种生土结构易受雨水侵蚀,闽西南地处亚热带温湿海洋气候,雨量充足,台风频发,长期风雨侵蚀严重影响土楼的安全性和耐久性.从永定县非世遗客家民居土楼割取原始夯土块,进行了风驱雨模拟环境下的风洞侵蚀试验研究,研究表明:夯土侵蚀受风速和雨强影响,其侵蚀量随风速与雨强的增加而增加,而风速增加产生的夯土侵蚀量明显大于雨强增加产生的侵蚀量,结合当地风雨气象资料,可计算福建土楼的风雨侵蚀寿命,为土楼保护提供理论依据,具有较强的应用价值.

降雨裂缝渗透影响下山体边坡失稳灾变分析

运用现代非线性分析中的突变论方法,研究了在降雨裂缝渗透影响下山体边坡可能发生突发性失稳滑坡和渐进演化性失稳滑坡的机理.针对在降雨裂缝渗透影响下由于软弱夹层介质的有效刚度侵蚀损伤导致的弱化效应,给出了山体边坡失稳滑坡的尖点突变理论模型.分析表明,降雨量、裂缝等外部环境因素的变化,以及滑坡面上软弱夹层介质的弹性区段与应变弱化区段的本构曲线拐点处的有效刚度比的变化会导致边坡失稳灾变;当由于边坡自身的上述非线性因素变化造成的影响达到一定程度时,在边坡稳定性演化过程中会出现明显的突变现象,这种突变的非线性现象出现的条件分别是边坡发生灾变性滑坡的突发因素和积累演化因素的表像.研究结果有助于认识边坡突发性滑坡灾变机理和灾变累积性演化机理,并进一步预测和防治山体滑坡.

盐渍区混凝土路面抗冲蚀性能试验研究

盐碱区混凝土路面长期遭受盐渍和风沙环境的侵蚀,严重影响其耐久性和安全性。以内蒙古沿黄公路巴彦淖尔段为例,根据该地区盐渍土和风沙环境特征,配制模拟该地区盐含量溶液,对水泥砂浆进行盐渍腐蚀试验,并利用模拟风沙环境冲蚀试验系统对盐渍后的水泥砂浆进行模拟风沙颗粒冲蚀试验研究,分析不同风沙冲蚀力学参数下受不同种类不同浓度盐渍腐蚀后混凝土的冲蚀损伤规律与表面微观形貌表征,揭示盐碱区混凝土路面受盐渍和风沙环境复合侵蚀损伤机理。

火箭发动机气固两相燃气射流及发射箱侵蚀数值模拟

颗粒相求解采用颗粒轨道模型,气相求解采用可压缩N-S方程组,侵蚀求解采用E/CRC模型,研究了火箭发动机燃气射流中颗粒相对流场的影响,以及对发射箱的颗粒侵蚀损伤作用。仿真结果表明:颗粒相对流场的影响从一开始就显现出来;和单相流场相比,速度沿轴向方向减小,且颗粒尺寸越大减少越多;颗粒对发射箱喷口附近区域和尾部区域的侵蚀最为恶劣。