填埋场复合衬垫界面动力剪切特性研究

填埋是我国生活垃圾的主要处置方式。复合衬垫系统作为污染物与外部环境之间的屏障,是现代生活垃圾填埋场的重要组成部分。复合衬垫界面的动力剪切强度较低,在地震作用下填埋场极易沿衬垫界面发生滑移,并进一步造成填埋场整体结构的失稳破坏。针对国内外现有填埋场中常见的糙面HDPE土工膜-压实黏土复合衬垫界面,利用大型界面动力直剪仪,开展了考虑剪切位移振幅因素影响的动力剪切试验,得到了糙面土工膜-压实黏土衬垫界面的应力-位移曲线及动剪切强度演化过程,并进一步分析了动剪切模量和动阻尼比的振幅相关性。通过与已有涉及其他类型衬垫界面的对比,分析了糙面土工膜-压实黏土作为填埋场复合衬垫的抗震有利因素。

饱和砂土静动力剪切特性对比分析

在相同的初始应力条件下,通过进行循环扭剪试验和单调剪切试验,对比了初始固结应力状态完全相同时,饱和砂土的静动力剪切特性的相关性。试验结果表明,在初始固结应力状态相同的情况下,单调剪切和循环扭剪过程中,应力-应变关系的应变软化和硬化特性与流滑变形和循环流动特性具有密切的相关性,尽管在两种加载模式下都出现应变软化特性,但偏应力比增长均表现出硬化特性,增长模式也几乎一致,能作为静动力本构模型的物理基础。这一结果为对静力条件下的弹塑性模型进行修正和推广,从而进一步描述动荷载条件下的应力-应变特性的本构模型的建立提供了依据。

土工膜-土工布界面动力剪切特性试验研究

糙面土工膜(GMX)和无纺土工布(GT)是垃圾填埋场中周边衬垫系统的重要组成部分,其界面特性对于整体填埋场的稳定性尤为重要。但是,目前对GMX-GT界面的动力剪切特性研究较少。为此,利用大型直剪仪,开展了一系列全饱和条件及干燥条件下GMX-GT界面的循环剪切试验,主要研究了竖向应力、位移幅值和循环次数等对GMX-GT界面动力剪切特性的影响,并对比分析了全饱和及干燥两种条件下GMX-GT界面动力剪切特性的差异。研究结果表明,随着位移幅值的增加,GMX-GT界面呈现出由剪切硬化向剪切软化转变的特性。循环剪切作用使得界面的内摩擦角随着位移幅值的增加而增大。GMX-GT界面主要表现为剪缩特性,且总剪缩量随竖向应力、位移幅值和循环次数的增加而增加。剪切刚度随竖向应力和循环次数的增大而增大,随位移幅值的增大而减小。阻尼比随位移幅值的增大而增大,随循环次数的增加而减小,说明位移幅值会增加GMX-GT界面的能量的耗散。GMX-GT界面在干燥条件下的破坏模式与饱和条件下的存在明显差异,干燥条件下GT内部的破坏更加显著,全饱和条件下GMX表面的破坏更加明显。

岩体材料动力剪切性能研究与分析

对岩体材料进行动态剪切试验研究,综合考虑了正压力、加载速率等因素,并进行静、动态岩体材料抗剪性能的对比,分析研究动态剪切下岩体材料的力学行为,以确保地震作用下结构安全。

托卡马克等离子体中动力剪切阿尔芬波不稳定性的数值研究

在托卡马克等离子体中，由于极向对称被破坏，剪切阿尔芬波（sAw）连续谱有间断特征。在低频情形，当｜ω｜〈〈｜ωA｜=νA/qR时，已经证明有限离子温度梯度使SAW连续谱变得不稳定。这里，νA是阿尔芬波速度，q和R分别表示安全因子和通量面大半径。最近，用多尺度渐进技术又证明，由于托卡马克等离子体中有限离子拉摩半径和漂移轨道宽度的影响，在不稳定剪切阿尔芬连续谱中可能存在离散模对理想磁流体动力学（MHD）不稳定是稳定的。

静动力荷载下不锈钢丝金属橡胶的剪切力学性能

为研究金属橡胶材料用作隔震器在水平方向承受剪切荷载的性能,对不同成型密度的金属橡胶试件进行静力、动力剪切荷载性能试验,测试成型密度、加载幅值、循环加载次数、动力加载频率、成型工艺等因素对金属橡胶材料剪切滞变性能的影响规律,同时进行大幅值剪切破坏试验,分析极限变形能力。结果表明:改进剪切成型工艺后,金属橡胶材料剪切性能提高;其滞变耗能能力随成型密度、加载幅值的增加而增大,与加载频率和加载次数无关。应力-应变曲线加载段近似于线性,剪切刚度和等效阻尼比随剪切应变幅值的增大而减小,可回复变形达80%。

托卡马克等离子体中动力剪切阿尔芬波不稳定性的数值研究

用积分本征模方程研究了在托卡马克等离子体中包含全部动力学效应的动力剪切阿尔芬波模 (无论是否存在温度梯度 ) .引入了一个新的积分变量 ,将实平面的积分解析延拓到复平面 .这样可以同时研究增长模和阻尼模 .结果表明 ,在有离子温度梯度 (ITG)的情况下 ,激发动力剪切阿尔芬不稳定性所需的等离子体压强梯度比激发理想磁流体动力学气球模不稳定性的阈值低得多 ,没有ITG时两者相同 .与动力无碰撞气球模结果不同 ,当有限ITG存在时 ,剪切阿尔芬模存在第二稳定区 .

土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪研发及应用

为模拟波浪荷载条件下土的动力变形与强度特性,研制开发了能够实施复杂应力路径试验的土工设备土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪.该设备能够实现多种固结条件、多种静力与循环剪切的复杂应力路径试验,具有广泛的适用性.对设备研制与开发及技术参数确定中的若干具体问题进行了探讨,有关经验对于类似土工设备研制具有一定的参考价值.初步的试验结果表明:竖向-扭转双向耦合循环剪切试验能够较好地模拟主应力轴连续旋转的复杂应力路径条件;采用内置式的荷载传感器和微小位移传感器,能够较大地提高试验测量精度.

预制节段拼装护栏动力抗剪性能研究

提出了UHPC连接节段拼装混凝土护栏,研发预制节段护栏与桥梁主梁可靠、高效、标准化连接构造。通过有限元分析研究准静态加载下节段拼装护栏及普通整体护栏的损伤模式及动力剪切性能的差异,分析不同冲击荷载下节段护栏的动力响应的变化规律。结果表明,预制节段护栏具有UHPC延长过渡段时,预制护栏的极限承载力和动力抗剪性均要优于普通护栏,同时桥梁翼缘板变形是造成不同护栏动态位移差异的主要因素;而翼缘板回弹变形是影响预制节段护栏的残余变形的主导因素,UHPC延长过渡段则可以有效降低预制护栏的残余变形。

循环荷载作用下脆性材料剪切性能试验研究

在自制的MTS振动台试验设备上对混凝土、岩石类脆性材料(砂浆材料)进行静力和动力剪切试验,试验结果表明,(1)动力荷载情况下位移-剪力包络线形状同静力荷载情况下曲线破坏形状相似,均可划分为相同的4个阶段;(2)在相同垂直压力作用下试件的动力抗剪强度与静力抗剪强度相比有明显的增大趋势,强度较低的试件强度增加较大;(3)在相同频率情况下,随着垂直压力的增大,峰值剪切强度、残余抗剪强度随之增大;(4)静力荷载情况下其破坏处水平位移要大于动力荷载情况下破坏处的水平位移,其他条件相同时破坏处水平位移值随峰值抗剪强度的增大而增大;(5)剪切过程中有明显的剪胀现象出现。最后根据试件的破坏形状,初步分析混凝土、岩石类脆性材料的动静态剪切特性的机制。

对SBS改性沥青剪切发育过程的试验分析

用不同类型的SBS与不同组分的基质沥青配伍,对改性过程中的取样用荧光显微镜进行微观观测和动态力学扫描及常规试验,发现微观观测和动态力学扫描均是判断聚合物是否稳定分散与发育的有效手段,而动态力学扫描具有更高的灵敏度,可以根据扫描结果独立判断剪切发育程度,而微观观测需与常规试验相结合方可得到较好结论。

主应力轴循环旋转下各向异性钙质砂的动力响应

为研究各向异性钙质砂在主应力轴循环旋转荷载下的动力剪切特性,利用GDS空心圆柱扭剪仪对中密钙质砂进行了各向异性固结方式下的纯主应力轴循环旋转的不排水试验,探究了中密钙质砂在动力荷载下各应变分量的发展规律和刚度变化情况。发现各向异性固结方式加剧了钙质砂试样微观结构上的各向异性,使其在主应力轴循环旋转条件下广义剪应变由“稳定型”向“破坏型”发展。对于“稳定型”试验,各应变分量基本上都随振次的对数值呈线性关系,由此得到了“稳定型”钙质砂轴向应变εz与振次N的经验公式。随着振次增加,“破坏型”钙质砂发生软化,且在10个振次以后,动剪切模量迅速单调降低,引入软化指数R N来反映动剪切模量的软化程度,得到了软化指数R N与振次N的计算经验公式。

堆石料动力变形特性试验研究

采用大型静动力简单剪切仪,对某面板堆石坝灰岩堆石料进行了动剪切模量阻尼比试验和动残余变形试验。试验资料表明,堆石料的模量阻尼特性采用修正等价黏弹性模型描述可取得较好效果。考虑到在围压和动应力比较高时,残余应变与振次的关系和半对数规律偏差较大,采用幂函数描述残余应变的发展,建立了以平均主应力、固结应力比和动剪应变为自变量的残余变形计算模型。通过拟合不同堆石料的试验结果,表明该模型具有较好的适用性。

堆石料的模量阻尼试验研究

为了研究堆石料的模量阻尼特性,采用大连理工大学研制的微机控制电液伺服式粗粒土静动力剪切仪,对古水水电站灰岩堆石料进行模量阻尼试验研究,研究了不同围压、不同剪应变对堆石料模量阻尼特性的影响。试验结果表明,在剪应变增加的情况下,堆石料的动力剪切模量会减小,阻尼比随剪应变变化的规律则与之相反;围压的增加引起堆石料的最大动剪切模量的增加;围压的增大会引起动力剪切模量随之而增大,而阻尼比则随之减小;堆石料的动力应变关系可以用等效线性模型描述。

辽东地区前寒武纪地体金矿化特征

辽东地区金矿床主要分布在丹东、青城子、营口—盖县、清原等4个金矿化集中区(带)。S,Pb同位素特征显示金矿的成矿物质主要来源于下地壳和上地幔。成矿流体中的CO2与金矿成矿关系密切,在成矿过程中流体的盐度较低,且由弱酸性向弱碱性变化,金矿多为中低温矿床。韧性剪切带对金矿化的空间分布显示出多级有序的控制作用,同时对金矿的矿床类型和矿化类型也表现出显著的控制作用,构造应变场和地球化学场的改变,促使成矿元素迁移富集而形成金矿。研究认为,在元古宇分布区,在深部寻找脆韧性变形带中的金矿仍然具有较大远景,同时要注意寻找与BIF建造有关的金矿新类型。

油酸酰胺型润滑剂在铁表面减摩作用

采用分子模拟方法研究了油酸酰胺、油酸二乙烯三胺、油酸三乙烯四胺、油酸四乙烯五胺4种表面活性剂在铁表面的吸附性能和润滑性能。吸附模拟结果表明,吸附能随氮原子含量提高而增大,其中油酸四乙烯五胺单分子在铁表面的吸附能为−1512.4679 KJ·mol^(−1),高于其他3种酰胺。剪切动力学模拟结果表明,4种表面活性剂的氮原子集中分布在铁表面,其中含氮较高的油酸四乙烯五胺在剪切面优先吸附,氮原子密度为固定面的1.6倍左右。四球摩擦实验结果表明,氮原子含量提高,酰胺摩擦系数降低,磨斑半径减小,其中油酸四乙烯五胺的摩擦系数为0.00436,是油酸酰胺的1/2,磨斑半径为241.7μm,小于其他3种酰胺。分子模拟和实验结果均表明,随着分子中氮原子含量的增加,油酸酰胺型表面活性剂在铁表面具有更好的润滑效果。