土石混合体大型三轴剪切力学特性的颗粒级配效应

土石混合体作为特殊的岩土材料日益受到重视,合理设定级配参数(不均匀系数C_(u)和曲率系数C_(c))对保障高填路堤安全至关重要。为了研究土石混合体剪切力学特性的颗粒级配效应,首先制备A组(C_(c)定值,C_(u)变化)和B组(C_(u)定值,C_(c)变化)土石混合填料,开展了大型三轴压缩试验,分析级配参数对土石混合体偏应力强度σ_(f)、初始变形模量E_(i)、黏聚力c及内摩擦角φ的影响;然后结合Janbu经验公式探讨参数K、n和极限偏应力强度(σ_(1)-σ_(3))_(ult)分别与级配参数之间的关系,提出考虑级配特征和应力状态影响的邓肯-张模型参数确定方法,建立改进邓肯-张模型;最后探讨级配参数对土石混合体粒组结构及其空间分布特征的影响,提出3种基质-块石运动概化模型。结果表明:σ_(f)-C_(u)关系曲线呈单峰型,峰值后强度降幅随围压的增大而增大,σ_(f)-C_(c)关系曲线呈似线性增大,但随围压的增大逐渐转为凸型非线性增大;E_(i)-C_(u)关系曲线呈峰谷交错型,但随围压的增大逐渐转为单峰型,E_(i)-C_(c)关系曲线呈似线性增大,其曲线平均变化率随围压的增大而增大;c-C_(u)关系曲线初期保持水平但随后递增,c-C_(c)关系曲线呈单谷型且在C_(c)=1.74时取得最小值;φ-C_(u)关系曲线呈单峰型且在C_(u)=10.0时取得峰值,φ-C_(c)关系曲线呈凸型非线性且在C_(c)=1.74处曲率最大。改进邓肯-张模型能够有效预测考虑级配特征和应力状态影响的土石混合体大型三轴剪切变形破坏过程。基质-块石运动概化模型能够有效阐释密实-骨架结构特征变化引起的土石混合体大型三轴剪切力学特性。

胶凝材料级配效应对混凝土强度的影响

本文基于胶凝体系级配效应理论,验证当胶凝体系趋向最佳级配状态时,其性能受到有利影响,对混凝土的影响也相似。该研究成果将对开发高性能混凝土,改善混凝土和易性,节约混凝土生产经营成本和掺合料综合利用等方面具有指导性意义。

骨料含粉对水泥基材料作用效应研究

掺石灰岩所含石粉的水泥砂浆抗压强度为评价指标,以惰性石英岩石粉为基准,采用现象学研究方法解耦了石灰岩含粉在水泥基材料中的稀释效应、级配效应和异质成核效应。研究结果表明:稀释效应随石灰岩石粉掺量的增大线性增大,级配效应随其细度的增大变化较小,其对于水泥基材料的强度发展属于次要因素,石灰岩石粉异质成核效应随其掺量增大呈先增大后减小的规律,随水泥水化龄期的增大逐渐减小。异质成核效应最大时,水泥-石灰岩石粉胶凝体系达到最优配合比,即异质成核效应决定了石灰岩石粉的最佳掺量。

高导热高介电BT/SiC/PA6复合材料的制备及性能研究

以聚酰胺(PA6)为基体,氮化硅(SiC)为导热填料,钛酸钡(BT)为介电填料,通过热压法制备出系列复合材料;研究了不同粒径填料的搭配对材料导热与介电性能的影响。结果表明:在填充量较低时,使用混合粒径导热填料能产生一定的级配效应,从而提高复合材料的导热性能。总填充量为26%时,以4∶1的比例,用粒径为0.5~0.7μm和3μm的SiC共同填充PA6,制备获得了最高导热系数为0.9198W/(m·K)的复合材料,而不同粒径、不同功能的混合功能填料还能产生协同效应,进一步提升材料的导热性能并使材料同时获得较好的介电性能,当SiC填充量为20%,BT填充量为20%时,复合材料的导热系数达到1.1110W/(m·K),介电常数到达16(100Hz),损耗保持在0.075(100Hz)左右。

钢渣砂在混凝土中的应用研究

通过选取两种不同陈化时间的转炉产钢渣,分别按不同比例代替天然机制砂进行混凝土试配试验,得出了经长时间自然陈化、除铁处理、破碎、筛分后制成的钢渣砂,其各项物理、化学指标均达到标准要求,且能在一定程度上提高混凝土的拌合物性能、力学性能和长期及耐久性能的结论。针对钢渣中含有的游离氧化钙与游离氧化镁,会严重影响混凝土安定性问题,通过钢渣压蒸粉化率试验(标准:压蒸粉化率≤5.90%)和钢渣混凝土压蒸粉化率试验(标准:压蒸后试件状态正常,抗压强度损失率控制在16%左右)对钢渣加以选择和进厂质量控制是简单、有效的。