基于分子动力学的沥青-集料界面水损伤研究

为探讨沥青-集料界面水损伤特性,首先开展基于冻融循环的室内拉拔试验;其次,构建沥青-集料界面水损伤模型,并进行分子动力学模拟。研究表明:沥青-集料界面拉拔强度随着冻融循环次数的增加而降低,降幅随着循环次数的增加而减小,最终趋于平缓;橡胶沥青的粘附力要优于基质沥青,碱性集料对沥青的粘结性能要优于酸性集料;随着水损伤程度不断加深,越来越多的水分子取代沥青分子吸附在集料表面,沥青集料之间的界面能随之下降,沥青与集料的粘结性能降低。

冷冻干燥人红细胞复水时膜相变与复水损伤机理探讨

制备人的红细胞血影并冷冻于燥,利用差式扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC)测量其相变温度区间为10℃附近和32—35℃．冻干红细胞在复水前后可能经历膜相变．若复水温度不当,在相变过程中会因胞内物质的泄露而造成细胞损伤．为避免在复水时膜相变引起损伤,复水温度应在35℃以上．实验中冻干保存人的红细胞,在不同温度下复水,发现37℃复水效果较好,与相变损伤理论分析吻合．该研究探讨了冻干人红细胞在复水时除渗透性损伤外因膜相变引起的损伤机理,对其他生物材料的冻干保存也具有参考意义．

玄武岩纤维沥青混合料水损伤衰变规律分析

为分析高温—水浴耦合作用下,玄武岩纤维对沥青混合料抗车辙形变能力和抗水损伤衰变性能的影响。采用PMW汉堡车辙试验,改变水浴温度和车轮行驶速度等试验条件对掺加和不掺玄武岩纤维的沥青混合料板块试件在浸水环境下的水稳定性和抗车辙性能进行评价。试验结果表明,玄武岩纤维可以提高沥青混合料在高温—水浴耦合作用下的水稳定性能和抗车辙性能。通过灵敏度分析得到随着水浴温度的波动,玄武岩纤维沥青混合料的抗车辙变形能力衰减最大。

干湿循环作用下沥青混合料损伤开裂机制分析

为研究干湿循环作用对沥青混合料抗裂性能的影响,利用数字图像处理技术建立沥青混合料细观数值模型,并测试得到不同温度下石料和沥青胶砂的水扩散系数。基于菲克定律分析温度和干湿循环耦合作用下沥青混凝土内部干湿状态。运用USDFLD场变量更新方法实现干湿状态与力学参数耦合,对干湿循环作用后沥青混合料弯曲破坏性能和裂纹发展情况进行模拟分析。结果表明:胶砂黏聚损伤对沥青混合料抗弯承载能力的影响最显著。在干湿循环过程中,混合料内部水分单调增加。干燥阶段,水亦会继续向内部扩散,从而引起混合料内部水损伤。干湿循环作用次数增多,混合料内部微裂纹萌生时刻提前,主裂缝扩展速率加快。

软岩冻融损伤的水-热-力耦合研究初探

冻融力学研究正温、负温环境交替变化对材料的物理力学性质的影响。由于软岩为强度低、孔隙度大、胶结程度差、含有大量膨胀性粘土矿物的松散、软弱岩层。因此,软岩的水-热-力耦合不是一个简单的过程。初步提出了软岩的水-热迁移机理,进而提出了软岩水-热-力耦合的基本数学模型。最后用ANSYS软件模拟了隧道围岩温度场与应力场,得到了隧道围岩冻胀力的分布趋势。

草红花水提物对心肌缺血-再灌注损伤引起心肌细胞凋亡的影响

目的观测草红花水提物对大鼠心肌缺血再灌注时心肌细胞凋亡的影响。方法采用大鼠左冠状动脉前降支结扎法制备心肌缺血再灌注模型。实验分为3组假手术组,缺血再灌注组,草红花水提物治疗组。缺血30min,再灌注120min,检测心肌细胞凋亡指数AI、Bcl-2、Bax基因蛋白表达。结果与假手术组比较,缺血再灌注组AI增加,Bax阳性表达增强,Bcl-2阳性表达减弱(P<0.01);与缺血再灌注组比较,草红花水提物治疗组,AI、Bax阳性表达下降(P<0.01),Bcl-2阳性表达上调(P<0.05)。结论草红花水提物具有抑制心肌缺血再灌注损伤引起的心肌细胞凋亡作用。

鲜切西瓜水渍化损伤转录组测序分析

水渍化损伤使鲜切西瓜果肉颜色加深、硬度降低、呈现水渍状,降低了鲜切西瓜的商品性,阻碍了鲜切西瓜的产业推广。以京欣3号西瓜为材料,利用转录组测序技术对水渍化损伤/未水渍化损伤果肉样品的差异基因进行分析。结果表明,与未水渍化损伤的样品相比,水渍化损伤的样品有491个基因差异表达。差异基因中主要注释在碳水化合物代谢、能量代谢、脂质代谢、信号转导、氨基酸代谢。挖掘到可能与水渍化损伤相关的16个基因。系统分析了京欣3号西瓜水渍化和未水渍化损伤果肉中差异基因,为解析水渍化损伤的分子机制和维持鲜切西瓜品质提供参考依据。

深部花岗岩水力破坏机制与蓄能特性实验研究

为研究不同应力条件下深部花岗岩的强度特征、变形特性与能量演化规律,开展水力耦合条件下三轴压缩试验。研究结果表明:高应力高水压作用下深部花岗岩表现为无明显压密阶段、起裂点低、屈服阶段长、扩容点高以及应力跌落速率快与幅度大的力学特征,扩容应力、峰值应力与围压呈正相关,而残余应力则呈负相关,水压对深部花岗岩强度特性起到相反作用;随着围压增加,深部花岗岩的弹性模量和泊松比均增大,而变形参数与水压呈反比关系;在峰值应变以前,深部花岗岩耗散能占比随着轴向应变增加呈现先减后增趋势,且围压越大,同一应变水平对应的耗散能占比越小;岩石处于残余应力阶段,耗散能占比与轴向应变呈现线性关系,且围压越大,同一应变水平对应的耗散能占比越大;随着围压增加,深部花岗岩的极限储能量级增大,其岩爆倾向性增强;高水压促使峰前阶段深部花岗岩耗散能量密度增幅增加,而在峰后阶段耗散能量密度增速基本不发生变化;低水压或无水压作用下岩石峰前耗散能量密度增幅较小,而在峰值破坏时耗散能量密度增幅显著增加;水损伤指标呈现先增后减趋势,在峰前阶段水损伤指标与水压呈正比,而在峰后阶段水压影响很小。

含水量对膏溶角砾岩力学性能影响的研究

针对不同含水路径的膏溶角砾岩试样,采用RMT-150B型岩石电液伺服试验机,进行了人工增湿和天然情况下力学性能的试验研究。比较分析了人工增湿和天然条件下含水量对岩石应力—应变曲线、峰值强度、峰值应变、弹性模量和泊松比变化情况。分析结果表明,含水量的不同对岩石的峰值强度、弹性模量和峰值应变等力学性质有显著影响,随着含水量的增加,膏溶角砾岩的力学性能劣化明显,峰值应力和弹性模量呈指数减少,而峰值应变呈线性增大。含水量相同情况下,人工增湿的岩样相对于天然含水量岩样,岩石的力学性质发生了很大的变化,峰值应力、弹性模量都有很大的下降,表现出不同含水路径力学特性的差异。基于力学性质随含水量的变化,从膏溶角砾岩弹性模量变化规律入手,导出了水的物理化学损伤演化方程和一维WM(water and mechanical)耦合损伤本构方程。

热处理砂岩在干燥和饱水条件下的动态拉伸强度与破坏机理

为了研究不同加载速率下具有水热耦合损伤岩石的拉伸强度和破坏机理,在干燥和饱水条件下,对热处理砂岩进行一系列静态和动态劈裂试验。实验结果表明,高温有效地削弱砂岩试件的抗拉强度,P波速度随温度的升高而降低。总体而言,岩石热损伤随温度的升高而逐渐增大,但在100°C时出现明显的负损伤。饱水砂岩试样的间接抗拉强度低于干燥砂岩的,说明水-岩相互作用导致热处理岩石产生二次损伤。砂岩在干燥和饱水条件下的动态拉伸强度均随应变率的增大而增大。饱水砂岩比干燥砂岩表现出较强的加载率依赖性,但岩石的加载速率敏感性随热处理温度的升高而降低。利用扫描电子显微镜技术,对极端温度引起的岩石热破裂进行分析,进一步探讨热处理后砂岩在不同加载速率条件下的水物理机制。

饱水时间对板岩物理力学特性劣化影响的试验研究

通过单轴压缩试验、直剪试验和为期120 d饱水三轴压缩试验,结合板岩成分,研究了板岩在饱水之后的力学性质变化和水物理化学损伤机理。研究表明:自然浸水条件下,在最初4 d吸水率变化较大,约8 d之后板岩吸水率趋于稳定,但水岩作用依旧存在且明显滞后于吸水率的变化;随饱水时间的增长,各项力学参数试验均有衰减,饱水60 d后,板岩峰值强度趋于稳定。板岩水物理损伤主要受库区水环境影响,水物理损伤主要受水流导致矿物颗粒间胶结物和碎屑的运移和扩散,这与水化学损伤的水环境p H等密切相关。通过质量与强度变量,从宏观上量化评估板岩损伤劣化程度。

沥青-集料粘附性能影响因素

沥青结合料和集料之间的粘附性显著影响沥青混合料的结构稳定性、使用性能和损伤演化。然而,目前对粘附性能的认识还不成熟,对粘附性能起主导作用的关键因素还不够清楚,粘附机理也不能很好地解释水损伤现象,需要进一步研究。本文对沥青结合料与集料之间粘结性能的影响因素研究进行了综述,认为粘附性能主要受材料(沥青和集料)、沥青混合料级配和一些环境因素(热、氧、水和紫外等)的综合影响。

基于改进西原模型的不同含水率砂岩蠕变实验及理论研究

为研究深部巷道围岩在地下水作用下的长时强度变化对围岩稳定性的影响,以万福煤矿深部巷道围岩为主要研究对象,对不同含水率状态下的砂岩样品进行单轴压缩实验及单轴蠕变实验。发现含水率对岩石强度及蠕变长时强度存在明显的软化效应;根据等时蠕变曲线黏弹性应变规律,提出黏性模量E_(v),获得其与弹性模量均随含水率的增加呈非线性软化的规律;此外,基于一种新的能够描述加速蠕变行为的黏壶元件,结合实验结果运用损伤理论提出改进的西原模型。运用该模型对蠕变实验结果进行参数辨识并与实验曲线进行对比分析,获得较好的结果,表明此模型能够较好地描述蠕变各阶段的力学行为;同时发现损伤蠕变模型参数E_(0)′,E_(1)′,η_(1)′在相同应力条件下差距不大,且各参数受蠕变应力σ影响存在一定规律,E0′与σ成线性关系,E_(1)′,η_(1)′与σ成负指数关系。因此可以根据现场含水率及不同应力水平对岩石所处蠕变状态进行合理分析,结合新的蠕变长时强度判别方法,对巷道长期稳定使用及巷道蠕变破坏的提前预报提供依据,具有重要的现实意义。