泰国暖颂钾盐矿床粗粒岩盐沉积特征及其成因研究

老挝-泰国呵叻高原钾盐矿床储量大、品位高、易开发,粗粒岩盐在该钾盐矿床中普遍发育,其对水成盐转化、水体掺杂过程、钾盐富集演化等沉积环境具有重要的指示作用,然而,关于其成因至今仍未有详细报道。利用岩石学、显微岩相学和沉积学方法对呵叻高原西南部暖颂县钾盐矿床钻孔岩芯第一沉积旋回粗粒岩盐的成因进行了研究,得到如下结论:(1)粗粒岩盐主要有3种成因,浅水环境中蒸发浓缩阶段原生生长,浅水环境中干盐湖阶段胶结生长,埋藏环境中孔隙卤水重结晶生长;(2)根据粗粒岩盐的成因、沉积规律和钻孔岩性特征可将马哈萨拉堪组下盐层沉积演化划为5个沉积阶段:岩盐沉积稳定阶段、岩盐沉积过渡阶段、光卤石沉积初期阶段、光卤石沉积稳定阶段和次生岩盐沉积阶段;(3)研究区钾盐矿床整体的沉积环境为浅水。粗粒岩盐在矿层中的赋存特征、成因以及与其它岩相的组合特征共同表明了钾盐在沉积过程受到了不同程度的淡水稀释和埋藏后的改造作用。

振杆密实法加固粗粒混合土模型试验

中国中西部地区粗粒混合土分布广泛,但其松散性和不均匀性导致这些散体材料难以作为构筑物的地基。以提高粗粒混合土地基的承载力和消除不均匀性为主要目标,提出使用振杆法处理粗粒混合土地基,以室内模型试验为主要研究手段,分别进行了振动加固试验、轻型动力触探试验和密度测量试验,并在试验过程中实时监测振动和沉降指标,探究了振杆密实法对粗粒土的加固效果,分析了k值(d90/振杆直径)和振动频率对加固效果的影响。结果表明:振动处理后,式样的轻型动力触探击数平均可达13击,较处理前提高了11击,试样底部的平均压实度可达81%,相应的承载力提高200 kPa以上,经振杆密实法处理后变为低压缩性地基土;当k值在1/2.0时,加固效果优于k值为1/10.0的情况,前者的地基承载力和沉降率比后者分别高出50 kPa和7%左右;粗粒混合土在14 Hz振动频率下的地表振动速度较大,可达36 mm/s,对采集到的振动数据进行了希尔伯特-黄变换(HHT),其HHT能谱图显示振动频率在14 Hz附近时,地震响应较大;以正三角型布置加固点位,群点作用可以有效地消除地基土的不均匀性,地基土的不均匀系数K从试验前的26.40减小到1.39。振杆密实法可为粗粒混合土地基处理提供新思路,也可为现场施工提供关键参数依据。

基于粗粒化分子动力学的自由水与水化硅酸钙孔隙水冻结模拟

水化硅酸钙是水泥基材料的主要水化产物,其孔隙内的水分是影响水泥基材料抗冻性的主要因素。本文基于粗粒化分子动力学方法研究水化硅酸钙孔隙水的冻结机制,针对水的粗粒化P_(4)粒子和水化硅酸钙胶体颗粒,建立了水化硅酸钙孔隙水的冻结模型。根据此模型计算了不同孔径孔隙水冰点,分析了水泥基材料孔径孔隙在冻融破坏中的危害程度;模拟得到了水化硅酸钙孔隙内水的冻结分布特征和密度分布特征。研究工作表明,本文建立的模型有效提高了分子动力学模拟水化硅酸钙孔隙水冻结问题的规模,为后续进行水泥基材料的冻融破坏分析提供了研究基础。

含粗粒滑带土剪切带演化及空间展布规律研究

对含不同强度粗颗粒的滑带土进行了可视化中型直剪试验,通过竖直置入铝丝观察剪切后铝丝变形情况获取剪切破坏带的空间信息,并建立了剪切带空间曲面方程。通过粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对可视面处二维剪切带信息进行提取,并与剪切试验得到的空间曲面方程的边界外推值进行对比,证明了空间曲面方程与PIV技术能够描述剪切带特征。然后通过PIV技术对不同剪切总位移与某一剪切位移下短时间内相对位移规律进行了分析。最后分析了预制损伤与粗颗粒强度对剪切带特征的影响。研究结果表明,剪切带形状为两端薄中间厚的带状,可采用高斯曲面方程对剪切带轮廓进行拟合。剪切带在发展过程中经历压密、自由损伤、损伤沿固定路径发展与剪切带贯通4个阶段,损伤使得剪切带发展各阶段前移,粗颗粒强度会对局部剪切带变形产生较大影响而对整体剪切带的变形影响较小。该研究成果对于揭示滑坡剪切带形成与演变规律从而设计合理的边坡防治方案具有重要意义。

双尺度粗粒化离散元方法及煤散料试验验证

离散元法(DEM)常用于工程尺度下颗粒系统的模拟,但计算效率仍是大规模颗粒系统运行的制约因素。现有的粗粒化处理方法适用性有限且缺乏普适的理论基础。为解决此问题,研究利用量纲分析描述精确缩尺系统中物理量的缩放定律,通过代表性体积单元(RVE),在粗粒化系统和原始系统之间建立了质量、动量和能量的近似守恒关系,并获得了2个不同尺度(宏观和细观)下相应物理量的缩放关系。为验证所提出的双尺度粗粒化离散元方法的正确性,将该方法应用于煤散料下落和回转试验中,真实试验中煤颗粒尺寸为4 mm,仿真中采用5组不同缩放系数的煤颗粒,其尺寸范围为4~12 mm,试验与仿真中煤散料总体积均为0.001 m^(3)。煤散料下落试验采用平均冲击力和堆积休止角作为对比指标,结果表明,随着煤颗粒尺寸增大,两者的相对误差总体呈现增大趋势(尺寸为12 mm时,冲击力误差为14.36%,休止角误差为19.05%)。煤散料回转试验采用上试样受力和煤散料堆积轮廓曲线相关系数作为对比指标,结果表明,随着颗粒尺寸增大,相对误差随之增大,相关系数总体降低(尺寸为12 mm时,受力误差为39.29%,相关系数为0.9574)。仿真所需时长比预测时长还要少,结果充分证明了双尺度粗粒化离散元法的有效性,粗粒化系统在可接受的误差范围内可显著提高计算效率。

高速公路ATB-30粗粒式沥青碎石上基层施工技术及应用

高速公路路面结构施工质量关系着公路运营期交通安全,随着高速公路网的逐步完善,路面施工技术得到了快速发展,需要结合工程实际情况开展施工,而沥青路面作为上部结构层,其施工的优劣更能直接决定道路使用寿命及行车舒适度。本文以山西省西纵高速右玉至平鲁段路基路面第SG4合同段路面施工为工程依托,根据500m试验段总结得出的施工参数,进一步提炼形成了ATB-30粗粒式沥青碎石上基层成套施工技术,并在右玉至平鲁段后续路面工程施工中取得了成功应用,各项检测指标均满足设计及规范要求,颇具施工借鉴意义。

粗粒辉钼矿水力浮选预抛尾试验研究

传统泡沫浮选粒度上限低,仅为150μm左右,常规全粒级磨矿—浮选工艺能耗高、分选效率低。针对此问题,开发了粗颗粒水力浮选预抛尾技术,大幅提高分选粒度上限至1.0 mm,有助于降低后续磨浮成本,提高分选效率。以河南栾川地区的辉钼矿(-1.0 mm)为研究对象,重点考察表观水速、表观气速、床层高度、进料高度、进料速度等工艺参数对粗粒辉钼矿分选效率的影响。结果表明:表观水速、表观气速及床层高度对水力浮选影响较大,而进料速度、进料高度对水力浮选影响相对较小。最适宜水力浮选条件下尾矿Mo品位低至0.006%,低于选厂浮选尾矿品位,抛尾率高达41.78%,表明粗粒辉钼矿水力浮选预抛尾效果良好。通过分析各条件下水力浮选精、尾矿粒度分布,发现精矿平均粒径小于尾矿平均粒径,分级现象明显,结合表面暴露率结果分析,表明粗粒钼矿水力浮选指标为粒度分级与界面分选共同作用结果。

粗粒堆积土土水特征分析及预测方法研究

非饱和状态是影响土体力学性质的重要因素。针对粗粒堆积土土水特性研究的不足,首先介绍了一种大型非饱和粗粒堆积土三轴试验系统,在试验研究的基础上,总结了粗粒堆积土土水特征试验的方法和控制标准;然后,总结了不同细粒土含量下粗粒堆积土的SWCC变化规律;最后,在AP模型的基础上,系统分析了关键参数α的确定方法,给出了利用AP模型预测粗粒堆积土SWCC的优化方法。

粗粒辉钼矿工艺矿物学及流态化浮选抛废研究

粗粒预选抛废是实现选厂节能降耗的重要技术手段,借助流态化浮选技术对河南某选厂低品位辉钼矿(粒级-1 mm,Mo品位0.076%)进行选前抛废探索。通过工艺矿物学对辉钼矿嵌布和解离特征进行了全面分析,研究了操作因素对流态化浮选的影响规律,并在不同捕收剂用量下比较了其与机械式浮选的抛废效果差异。工艺矿物学结果表明,试验所用矿石中主要有价矿物辉钼矿为中粒-细粒不均匀嵌布,粗粒级矿石中辉钼矿解离度较低。流态化浮选结果表明,操作因素对于尾矿品位和抛尾率均可能产生影响,最优条件下流态化浮选尾矿品位为0.011%~0.015%,抛尾率为40%~55%,抛废效果远优于机械式浮选,其原因是流态化浮选构建了低紊流环境,提升了浮选粒度上限。

新疆某锂辉石矿粗粒浮选探索试验研究

新疆某伟晶岩型锂辉石矿Li2O含量为1.41%,主要含锂矿物为锂辉石,脉石矿物主要是石英、正长石、斜长石。采用高压辊磨机直接粉碎至-0.5 mm的矿样中-0.074 mm粒级含量占28.54%,且锂辉石矿物单体解离度在91%以上。对-0.5 mm试验矿样进行的粗粒浮选试验结果表明,粗粒锂辉石矿浮选比常规细粒浮选需要的捕收剂用量要大,且需要在相对较低的搅拌转速以及较高的矿浆浓度条件下才能获得较好的浮选指标。采用自行设计的粗粒浮选装置相对于常规挂槽浮选机可提高Li2O回收率约10个百分点。原矿以碳酸钠为调整剂、氧化石蜡皂+油酸钠为捕收剂经2粗3精1扫的闭路浮选试验,可获得Li2O品位为5.11%、Li2O回收率为70.04%的锂精矿指标,为锂辉石矿山采用高压辊磨机作为终粉磨而取代球磨机提供了可能。

多因素下氯离子对粗粒硫酸盐渍土盐胀的影响

为了探明氯离子对粗粒硫酸盐渍土盐胀特性的影响,采用人工配制的粗粒硫酸盐渍土,以含盐量、压实度、含水率、上覆荷载等单因素试验为基础,对粗粒硫酸盐渍土进行多因素下单次降温试验,通过添加无水氯化钠研究氯盐的存在对粗粒硫酸盐渍土盐胀特性的影响。结果表明:提高氯离子含量和上覆荷载大小对砾类、砂类硫酸盐渍土盐胀均有显著的抑制作用;在89%~97%的范围内提高压实度对抑制砾类、砂类硫酸盐渍土的盐胀率增长无显著效果;在7%与7.85%含盐量下,增加含水率对砾类、砂类盐渍土的盐胀有显著促进作用;对于砂类盐渍土,在2%含盐量下增大含水率会降低其盐胀率,在5%含盐量下增大含水率盐胀率会先增大后下降,在13.7%含盐量下增大含水率会增大其盐胀率;对于砾类盐渍土,各因素对盐胀率的影响由大到小依次为含盐量、含水率、上覆荷载、压实度、含盐量与含水率交互作用;对于砂类盐渍土,各因素对盐胀率的影响由大到小依次为含盐量、含盐量与含水率交互作用、上覆荷载、压实度、含水率。

基于粗粒化分子动力学的自支撑石墨烯镜面屈曲研究

在扫描隧道显微镜的观测中发现了自支撑石墨烯膜镜面屈曲这一独特现象,目前尚少有研究人员对其进行系统性的研究.对于这种面外变形行为,不论是在实验观测,还是在能量收集系统这种潜在的应用形式中,石墨烯的尺寸都需要达到微米级.先前的研究表明,传统分子动力学适用于纳米尺度石墨烯的计算与分析,由于其计算方法的限制,在处理微米级模型时容易出现计算效率低、耗时长等问题.为了研究微米级尺寸石墨烯膜镜面屈曲现象,本文使用粗粒化分子动力学方法,首先验证该方法的适用性,然后分别施加不同大小的机械载荷和温度载荷在扇形截面不同高跨比的石墨烯膜上以分析各因素带来的影响.计算结果表明机械载荷作用下各个高跨比石墨烯均可以发生镜面屈曲现象,且临界载荷随高跨比的增大而增大;温度载荷作用下,高跨比较小的石墨烯能够发生完全翻转现象,大高跨比情况下温度升高使中心高度下降,但完全翻转较难发生.研究分析各因素对于石墨烯镜面屈曲现象的影响,可以加深对这一特殊现象了解的同时,为能量收集系统的设计提供理论指导.

多肽协同作用下淀粉样成核的粗粒化模拟

目的探究考虑协同作用的多肽构象转变能力对多肽成核及相关产物的影响。方法基于淀粉样多肽的两态(可溶态和β纤维化态)粗粒化模型,分别考虑协同作用(局域浓度)对多肽构象转变能力的两种影响(抑制和促进构象转变),通过蒙特卡罗模拟,分析多肽间协同作用对淀粉样成核的调控。结果对于协同作用抑制多肽构象转变的情况,淀粉样成核只在一定多肽浓度区间内、具有特定大小的寡聚体内才易发生,且出现通路寡聚体和非通路寡聚体共存的现象;而对于协同作用促进多肽构象转变的情况,观察到在低至4μmol/L生理浓度下,体系仍然可以形成原纤维。结论本文引入局域浓度对淀粉样多肽构象转变的影响,使多肽的粗粒化模型更加接近真实情况,观察到一些此前未见报道的新奇现象。研究结果有助于更好理解淀粉样多肽的纤维化机制,并为面向神经退行性疾病的治疗策略提供理论借鉴。

基于恒应变方法的碳纳米管/聚酰亚胺复合材料的粗粒化力场开发

研究设计了聚酰亚胺(PI)和碳纳米管(CNT)的粗粒化映射方案,基于应变能守恒的恒应变方法获取了CNT/PI复合材料的粗粒化力场参数。利用粗粒化力场参数模拟CNT与PI分子链的拉伸刚度、CNT与PI基体的界面相互作用以及CNT/PI复合材料的杨氏模量,通过比较全原子与粗粒化模拟结果的匹配程度验证了粗粒化力场参数的准确性。探讨了范德华势函数的平衡距离(r0)和势阱参数(D0)对粗粒化模型的密度、CNT与PI基体的界面相互作用以及纳米复合材料的杨氏模量的影响规律。结果表明:所提出的恒应变方法及利用其获得的粗粒化力场参数可以准确还原出纳米复合材料的相关物理性能。r0增加,模型密度减小,D0增加,CNT与PI基体的界面相互作用与纳米复合材料的杨氏模量增大。

黑云钾长粗粒花岗岩抗冲磨混凝土配合比设计研究

采用黑云钾长粗粒花岗骨料并在低热水泥体与硅粉的胶凝材料系下,水胶比0.31时可配制出C9050抗冲磨混凝土。其典型特点为,混凝土28d到90d的抗压强度增长幅度低于经验低热水泥混凝土的增长幅度;弹性模量在25GPa~27GPa之间,比同类型混凝土低20%以上,而极限拉伸值高10%~20%;抗冲磨强度总体而言与同类工程经验水平相当。

地聚物稳定粗粒填料静动力学特性试验研究

地聚物具有高强、致密、低导热、资源节约等特点,其在抗震安全性、资源获取可行性等方面均符合高铁路基工程粗粒填料改良的需求。通过不同偏高岭土与碱激发材料配比下的地聚物稳定细粒填料单轴抗压强度试验和不同块石含量、围压下的地聚物稳定粗粒填料动三轴试验,研究了地聚物材料的配比关系及其在细粒填料稳定中的最优掺量,探讨了块石含量和围压对地聚物稳定粗粒填料动力特性的影响规律。结果表明:偏高岭土基地聚物中原材料与碱激发剂的最佳配比为2:1,且二者在细粒填料稳定中的最佳掺量为15%;地聚物稳定粗粒填料最大动剪切模量与块石含量存在线性增长关系,但与围压呈近似非线性增长;归一化剪应变下,地聚物稳定粗粒填料动剪切模量比G/G_(max)均分布在窄带内,阻尼比则离散性较大。研究成果可为地聚物稳定粗粒填料的应用推广提供设计参数依据。

粗粒化模拟研究核糖体30S小亚基的组装动力学

核糖体是一种生物大分子复合物,它负责蛋白质的生物合成。在大肠杆菌(E.coli)中,完整的核糖体由30S小亚基和50S大亚基组成。大约半个世纪以来,30S小亚基一直是研究核糖体体外组装的关键模型系统,并提出了其组装图谱。然而,该RNA-蛋白质复合物动态组装过程中很多的结构细节仍然未知。本文按照30S小亚基组装图谱的顺序进行了一系列粗粒化模拟,以研究其组装过程中的构象动力学。我们发现,裸露的16S rRNA三级结构非常不稳定,即使与早期组装蛋白结合后仍然会出现类似情况。中期组装蛋白可以显著限制16S rRNA的柔性,并使后者接近于天然结构。晚期组装蛋白的最终结合使16S rRNA完全获得其功能运动。特别地,我们发现蛋白S9和S3对30S小亚基的组装可能比其他核糖体蛋白有更重要的贡献。如果已知组装图谱,我们的粗粒化模拟策略可以广泛应用于研究生物大分子复合物的组装动力学。

粗粒含量对散体岩土颗粒破碎及强度特性试验研究

明显的粒径分级和深部土的颗粒破碎是超高排土场的两个主要特征。基于改装后的大型两用直剪仪对不同粗粒含量的颗粒破碎和抗剪强度进行试验研究。颗粒破碎试验结果表明:垂直压力小于400kPa的情况下破碎率极小,在垂直压力大于400kPa时,随垂直压力的增大破碎率增加明显;粗粒含量小于46.0%时,相对破碎率较小,粗粒含量大于46%时,颗粒破碎率随粗粒含量的增加而明显增大;相对破碎率与垂直压力可用双曲线关系表示;长期浸泡于水中的土样颗粒破碎相当明显。剪切强度试验结果表明:在粗粒含量等于24%时,低垂直压力下的剪应力-应变曲线呈微软化或微硬化型,较高垂直压力下呈轻微软化型;在粗粒含量等于78%时,低垂直压力下其剪应力-应变曲线呈软化型,较高垂直压力下表现为轻微硬化型。较高垂直压力下的抗剪强度包线呈明显的非线性。当颗粒破碎率较小时,分别在垂直压力小于400kPa和大于400kPa时拟合的内摩擦角值变化不大;当颗粒破碎率明显增大时,垂直压力大于400kPa时的内摩擦角值明显低于垂直压力小于400kPa时拟合的内摩擦角值。

粗粒土压实特性及颗粒破碎分形特征试验研究

对多个级配不同含水率的粗粒土进行击实试验,研究粗粒土的压实特性和颗粒破碎分形特征。结果表明,粗粒土最大干密度随级配中粗粒含量的增大而增大,当粗粒含量P5=70%时,最大干密度出现最大值;当P5】70%时,最大干密度又随粗粒含量的增大而减小,粗粒土击实破碎后的粒径分布具有良好的分形特性,破碎分形维数为2.2790~2.8922,均大于击实前粗粒土粒度分形维数;相同级配条件下,粗粒土破碎分形维数随含水率的增大而增大,且粗粒含量P5】50%时,增幅显著;粗粒土破碎分形维数D与破碎率Bg存在良好的线性关系,且击实前后粗粒土粒度分形维数差值能客观表征颗粒破碎的程度;粗粒含量和含水率是影响颗粒破碎率的两个重要因素,但相对于含水率而言,粗粒含量对破碎率的影响更加显著。

粗粒珊瑚礁回填料地基加固处理与工程性能研究

本文对苏丹港新装箱泊位后方堆场二期项目的基本情况及工程地质条件进行了介绍,从强夯施工(包括强夯施工分项工程概况、施工流程、设备选型、试夯作业、强夯施工工艺)、振动碾压(振动碾压试验段、分层碾压施工工艺流程、施工工艺方法)两个方面,对粗粒珊瑚礁回填料地基加固处理专项施工过程展开分析。在此基础上,本文介绍了地基加固处理试验监测具体布置,从地基承载力监测结果、标准贯入试验结果、压实度监测结果三个方面分析了粗粒珊瑚礁回填料地基加固处理工程性能,希望为从业者提供一定的参考。