土工格栅-粗粒土界面阻力特性的拉拔试验研究

通过改变粗粒土料的级配、密实度和含水率等,对单向土工格栅进行了一系列的拉拔试验,以研究土工格栅在粗粒土中的拉拔破坏标准。结果表明,单向土工格栅在粗粒土中拉拔时,拉拔曲线通常表现出应变硬化的特征,拉拔力随拉拔位移增大而增大,没有峰值或稳定值,因此宜以容许拉拔位移作为拉拔破坏控制标准。经过对试验结果的分析和与理论值的比较,建议以土工格栅末端拉拔位移等于20 mm作为拉拔破坏标准。

分子筛中扩散及界面阻力的模型化探讨

分子筛膜是无机膜领域的一个新的分支。目前国内外对复合结构分子筛中多组分扩散的研究还处于初步阶段,许多有广阔应用价值但转化率和产率低的催化反应可能可以通过此课题的研究来得到提高,从而获得实现工业化的新途径。因此探索复合结构分子筛膜和多组分在复合结构分子筛中的扩散在催化反应领域中有深远的应用意义。

界面传质阻力对沸石膜中组分渗透的影响

针对沸石膜中典型的Langmuir吸附以及强、弱受限扩散两种情形,利用Maxwell-Stefan(MS)模型描述膜内扩散,建立了计及界面非平衡条件下吸、脱附阻力的单组分气体渗透膜模型,得到表征界面阻力的解析解。针对强受限和弱受限扩散分子(CF4和CH4)在MFI沸石膜中的扩散,讨论了影响界面阻力的主要因素。结果表明:界面阻力分率随膜厚的增加而减小;对于弱受限的CH4分子,进料端和通透端压力的改变不会影响界面阻力分率的改变;对于强受限的CF4分子,界面阻力分率受操作压力的影响较大。本文方法可方便地讨论界面阻力的影响,从而指导沸石膜材料合成以及膜组件的设计。

考虑桩土界面摩阻力的CFG桩复合地基沉降计算方法

未考虑桩土界面摩阻力的CFG桩复合地基沉降计算值与实测误差不小,荷载传递法、桩间土竖向位移模式等方法虽然能考虑该摩阻力,却无法体现上部荷载对摩阻力的影响.为此,基于Berrum公式计算桩侧摩阻力假定,考虑了上部荷载引起的桩间土附加应力沿深度的变化和桩间土粘聚力对桩侧摩阻力的影响,推导了CFG桩复合地基的加固区沉降计算公式,以现场测试与模型试验共同验证了公式的合理性与准确度.

关于一维两流体模型中界面阻力计算的研究

一维两流体模型中,界面阻力是决定相间耦合程度的关键参数,其计算方法目前有漂移流模型法和阻力系数法。本研究利用子通道程序,基于圆管空气-水两相实验数据,对这2种计算方法进行了评估,结果表明一维两流体模型中漂移流模型法的预测能力要优于阻力系数法。同时评估了两相流动中分布效应对界面阻力计算的影响,结果表明在低空泡份额区分布效应影响较小,而高空泡份额区其影响明显。

土工格栅筋土界面摩阻力分布拉拔试验研究

通过土工格栅拉拔试验对筋土界面摩阻力横向分布进行了研究,通过千分表测试土工格栅不同位置处的位移,将位移转换成土工格栅应变,根据格栅的抗拉弹性模量得到土工格栅不同位置处的筋土界面摩阻力。试验结果表明:筋土界面摩阻力的峰值出现在土工格栅的横肋处,并沿横肋向两侧逐渐减小;对于单向土工格栅,格栅横肋不仅能够提供筋土界面摩阻力,而且能通过嵌锁作用限制土体的变形,能显著提升土工格栅的加筋效果;土工格栅前半段的筋土界面摩阻力先得到发挥,然后后半段的筋土界面摩阻力逐渐得到发挥。

黏性土中桩-土界面受力机制室内试验研究

通过黏性土与不同表面粗糙度混凝土板的室内直剪试验,模拟预制桩的界面受力性态。利用微型硅压阻式传感器测定桩-土界面孔隙水压力和土压力的变化,定量分析表面粗糙度对界面抗剪强度参数、界面阻力-剪切位移曲线的影响。试验结果表明:桩-土界面孔隙水压力约占法向应力的10%,实际工程中应考虑;提出桩-土界面阻力的概念,界面阻力由黏性土与混凝土之间黏着力和摩擦力两部分构成,其中摩擦力为界面法向有效土压力与界面摩擦系数的乘积。随着混凝土表面粗糙度的增加,界面黏着力增大且逐渐接近黏土自身黏聚力。表面粗糙度对界面摩擦系数影响较小,但对界面阻力有一定影响,桩-土界面峰值阻力和剪切位移均随粗糙度的增加而增大。试验结果能够为桩基工程的设计、施工与检测提供参考依据。

超孔隙水压力对低塑性黏性土桩土界面抗剪强度的影响

研究黏性土中桩土界面的抗剪强度及其参数受超孔隙水压力影响的规律,对工程实践具有重要意义。利用自制的大型恒刚度直剪仪,完成了一系列不同界面粗糙度、不同试样含水率和不同剪切速率试验条件下的直剪试验,分析了在不同试验条件下超孔隙水压力变化规律,进而得到考虑超孔隙水压力的桩土界面抗剪强度及其参数的变化规律。研究结果表明:随着界面粗糙度等级提高,桩土界面超孔隙水压力减小,桩土界面抗剪强度、有效黏聚力和有效摩擦系数增加;随着含水率的增加,桩土界面超孔隙水压力增加,桩土界面抗剪强度降低,含水率对桩土界面抗剪强度的影响主要是改变了桩土界面的黏聚力,黏聚力先增大后减小,对摩擦系数的影响较小;特定试验条件下,随着剪切速率的增加,桩土界面超孔隙水压力增加,桩土界面抗剪强度降低,桩土界面黏聚力先增大后又减小,变化幅度不超过2 k Pa,对摩擦系数的影响较小。因此,桩土界面抗剪强度及其参数是界面粗糙度、试样含水率和剪切速率变化引起超孔隙水压力变化共同影响的结果,试验结果可供相关工程设计参考。

土工合成材料加筋土界面渐进拉拔行为的理论解析

随着国民经济的发展,土工合成材料被广泛应用于边坡和挡墙等实际工程中。筋土界面的界面摩阻力是设计中的关键考虑因素。文中主要分析加筋土界面拉拔状态下的渐进破坏行为,将拉拔过程分成三个阶段:纯弹性阶段,界面的剪切应力与剪切位移呈弹性关系;弹—塑性阶段,通过一个临界点划分弹性区和塑性区;完全塑性阶段。并且给出了各个阶段的拉力、位移和剪应力的解析解。最后通过两组拉拔试验结果与解析计算的比较分析验证了该模型的准确性。对筋土界面摩阻力分布规律进行了详细研究,深入地分析了加筋长度、筋材的弹性模量、剪切刚度和塑性区间长度等因素对加筋土界面的渐进拉拔行为的影响。

基于状态空间法的桩承加筋路堤分析方法

为快速求解桩承加筋路堤力学响应问题进而评价其路用性能,引入状态空间法,基于弹性地基梁理论将加筋垫层视作弹性地基上的欧拉直梁,建立考虑接触界面水平摩阻和非均匀刚度地基的解析模型,将位移和内力同时作为状态向量建立状态方程,求得任意竖向荷载下桩承加筋路堤解析模型的内力和变形。通过与已有文献、有限元的计算结果对比,验证了解析结果。参数分析表明,垫层厚度的变化对结构变形的影响大于垫层模量;路堤填土高度的增大使得土拱效应和拉膜效应充分发挥,但导致桩土差异沉降变大;适当增加垫层厚度,提高垫层模量可以有效地降低路堤沉降,改善桩土应力比。

聚合物驱非牛顿牛顿双区试井模型压力分析

聚合物过程中实际上存在非牛顿—牛顿双渗流区,内区为聚合物波及区,可以看作非牛顿流体,外区为聚合物未波及区,可以看作牛顿流体。在不考虑和考虑非牛顿—牛顿双渗区交界面阻力两种情况下,建立了非牛顿牛顿双渗流区试井复合模型,通过数值求解,给出了聚合物驱渗流的试井解释图版。实例应用表明,该聚合物驱解释方法及试井图版,为合理解释聚合物驱条件下的地层参数、定量评价聚合物驱效果提供了理论和技术支持。

气液相际传质的理论研究

提出了气液相际传质的三膜模型．该模型认为，气液相际传质有三个阻力膜层：气膜、液膜和界面阻力膜．本文对模型中的参数进行了分析，并且进行了实验验证．结果表明，三膜模型能较好地反映两相间传质的规律．

不同性质有机分散相对CO_2吸收过程的影响

分别以环己烷、甲苯、正庚烷和正丁醇4种不同性质的有机溶剂作分散相,采用恒温槽反应器测定了CO2在水中的吸收速率.结果表明,吸收速率与界面性质有关,未加表面活性剂时,甲苯、环己烷、正庚烷乳液中的传质速率与其在气液界面上的铺展状况相对应,甲苯>正庚烷>环己烷,铺展所产生的油膜造成了附加阻力,使低体积分率时CO2吸收速率反比纯水中低,最小时甲苯、环己烷、正庚烷所对应的体积分率分别为0.02,0.08和0.04.表面活性剂的加入促使乳液更趋稳定,但由于表面活性剂在气液界面及油水界面的吸附,传质阻力显著增加,吸收速率较无表面活性剂时更低,对此现象进行了理论分析.与甲苯、环己烷等不同,正丁醇/水为部分互溶体系,在实验浓度范围内,吸收速率呈现先上升后逐渐下降的趋势,乳液与纯水中吸收速率比J/J0最高点与正丁醇在水中的溶解度相对应。

致密砂岩双重介质复合油藏偏心井试井分析

针对天然裂缝性致密砂岩油藏,研究了3种外边界条件(无穷大、定压、封闭)及内边界定产量生产问题,并建立了考虑应力敏感性和交界面阻力的不稳定渗流试井分析模型。先对此模型作参数无量纲化处理;然后通过零阶摄动法以及利用Laplace变换,求得线性化后的无因次储层压力的Laplace空间精确解;最后采用Stehfest数值反演方法,绘制了3种不同边界致密砂岩双重介质复合油藏偏心井压力和压力导数的典型图版。通过图版分析可知:渗流过程划分为9个阶段;随着偏心距不断增大,径向流阶段持续的时间越长;一区和二区的交界面阻力越大,"驼峰"越高;应力敏感系数越大,相对于一区来说二区压力和压力导数曲线上翘更明显。

基坑土钉支护结构受力及变形分析

通过对某基坑土钉内力及土体位移的现场测试 ,分析了土钉支护的内力分布规律和土体位移特征 ,研究了基坑土钉支护的工作性能 。

压力型锚杆锚固力学性能试验研究

对不同锚固参数(锚固深度、灌浆配合比)下的压力型锚杆进行拉拔试验,从而得到压力型锚杆的荷载位移曲线。在锚固体表面开槽并埋置应变测试元件,获得受力过程中锚杆的轴向、径向应变分布规律,并且通过换算获得锚固段界面上的剪应力分布规律。理论分析与试验数据研究表明,压力型锚杆在受荷过程中剪力峰值具有不断向近端传递的特点,使其具有良好的延性。

高喷插芯组合桩承载特性的影响因素分析

高喷插芯组合桩(简称JPP)是由高压旋喷桩和预应力混凝土芯桩构成的一种新型组合桩。依据提出的简化计算方法,对高喷插芯组合桩不同组合形式、水泥土厚度、水泥土弹性模量、刚度系数比等影响承载机理的主要因素进行分析,从不同影响因素对芯桩和水泥土轴力、第一、二界面的摩阻力的分布规律上进行研究。分析结果表明,实际工程施工中宜采用分段组合形式;水泥土厚度的增加对提高JPP桩承载力有很大的帮助但也不宜过厚,不宜大于芯桩的半径;水泥土弹性模量对竖向承载特性影响较小但水泥土强度要满足构造要求;刚度系数比不宜过小,不宜小于100,才能达到水泥土与芯桩变形协调,才能达到JPP桩提高承载力和减小沉降的目的。

土工格栅与砂土相互作用机制的拉拔试验研究

筋土之间的相互作用机制复杂,是土工合成材料加筋加固应用中的核心问题。通过室内拉拔试验,研究了土工格栅与砂土相互作用机制和格栅几何特征对拉拔阻力的影响。初步揭示了格栅横肋和纵肋在拉拔模式下的作用机制和格栅网格刚度对拉拔阻力的影响。结果表明,在拉拔位移较小时,纵肋摩阻力和横肋被动阻力几乎同步增长;在拉拔位移较大时,纵肋摩阻力逐步达到峰值,拉拔力的增量大部分来源于被动阻力的进一步增长。土工格栅拉伸模量和网格刚度是影响筋土界面力学特性的重要因素。

点接触表面层内应力场计算新方法

为了进行机械零件的抗疲劳设计，需要研究其表面层内的应力场。静态接触情况下椭圆接触区内的应力计算不能直接用于动态润滑条件下机械零件的摩擦学设计，而需分析润滑油膜和界面摩阻力等对接触体内应力分布影响。计算结果表明在机械零件疲劳寿命分析和抗疲劳设计中应计入这些因素。润滑膜内的压力分布和界面摩阻力分布对表面层内的主应力和应力场有显著影响、本文采用Ｍｉｓｅｓ屈服应力判据能较好地进行疲劳失效分析与抗疲劳摩擦学设计。

基于多巴薄壁微囊制备无缺陷有机溶剂纳滤膜

薄膜复合膜(TFCM)因其高的分离性能而在低相对分子质量物系的分离中有着广泛的应用.然而,在其制备过程中支撑层近表面区域常形成阻力集中区而降低膜的通量.基于此,制备了具有二维性质的柔性多巴(Dopa)薄壁微囊并使其在支撑体上组装成膜,同时微囊柔性的特质可以使其进行无缺陷组装.这种使用介观尺度的有机构造子的制膜方法可以减小支撑层界面区域的附加阻力,所制备的Dopa复合膜在有机溶剂纳滤领域展现出较好的分离性能,其对甲醇的通量达到4400 L/(m^(2)·h·MPa),对大于2 nm的染料分子的截留量达到95%以上,同时,Dopa复合膜表现出较好的稳定性,为制备无缺陷TFCM提供了一种新的思路.