材料强度理论研究进展述评

强度理论是研究多轴应力下材料屈服或破坏机制和原理的力学理论,是固体力学研究中最基础的内容之一,在理论研究、工程应用和材料利用等方面具有重要意义,在物理、力学、地球科学、材料科学和工程中得到广泛应用。对各类材料强度理论进行分类和归纳,对其理论观点进行归纳、总结与评述,指出其适用范围与优缺点,同时将强度理论分为各向同性强度理论和各向异性强度理论2类,其中各向同性强度理论分为主应力强度理论、剪应力强度理论和其他强度理论。主应力强度理论又分为最大拉应力强度理论、Mises屈服理论、最小耗能原理强度理论和损伤比强度理论,剪应力强度理论分为单剪、双剪和三剪强度理论,其他强度理论分为最大拉应变强度理论、空间滑动面强度理论、细观强度理论和其他理论。各向异性强度理论是各向同性强度理论的延伸与发展,按金属材料、复合材料和岩土材料等3类分别论述,金属材料和复合材料的强度理论分为宏观强度理论和微细观强度理论,岩土材料强度理论分为Mohr-Coulomb系列、Hoeke-Brown系列、Matsuoka-Nakai系列和其他经验模型系列强度理论等4类。通过总结损伤比强度理论的理论观点、参数定义与物理意义,指出该理论反映了岩石、混凝土等脆性材料受拉脆断、单轴受压压碎以及三轴受压塑性流动的指标量化,揭示了脆性材料非弹性体积膨胀导致破坏,且高静水压力下损伤比参数递减使得非弹性体积膨胀减小导致脆性材料将向塑性转变的原理。最后,对强度理论的发展进行展望,指出损伤比强度理论有望成为宏观强度理论的发展方向,具有进一步完善与用于其他各向同性材料和各向异性材料的前景,并且通过宏观强度理论与微细观强度理论模型以及人工智能强度理论模型相结合,标定微细观模型参数,修正宏观强度理论中的主要参数,实现宏观强度理论与微细观强度模型及人工智能强度模型的统一。

含水率对非饱和土剪切破坏行为影响细观研究

含水率是决定非饱和土抗剪强度的重要因素.利用室内直剪试验及PFC3D模拟,对一定含水率(16%~24%)非饱和土直剪破坏过程中的演化机制进行研究.试验结果表明,当法向应力等其他条件不变时,非饱和土抗剪强度及黏聚力随含水率提升均逐渐减小;相同条件下,层面区域颗粒发生滚动和滑移的数量随含水率提升而增多,当非饱和土含水率达到24%时剪切带宽度在(17~19)d50之间,为16%含水率非饱和土剪切带宽的1.63倍;含水率对非饱和土黏结破坏数量与总黏结量的比值影响较大,且此影响与剪切带的形成及演化具有同步性.该研究可在非饱和土宏观直剪试验中较为精准地展现细观破坏特征,并为岩土力学仿真提供可供参考的依据.

交通信号控制策略对机动车尾气排放影响的评价

面对城市交通拥堵严重,环境污染逐年加剧,本文利用车载尾气检测技术收集和比较了北京市典型信号协调路段与普通路段的实测尾气排放数据,分析了两种控制策略下的机动车尾气污染水平与分布规律;此外,结合微观交通仿真模型VISSIM和基于VSP变量的尾气排放建模方法,搭建了微观交通尾气仿真平台,通过实例仿真评价了不同信号配时和不同交通流量两种交通控制策略下的尾气排放.

复合调凝组分对硫铝酸盐水泥性能的影响及机理

为了有效控制硫铝酸盐水泥(SAC)的凝结时间,研究了硼砂、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠单掺和复掺对硫铝酸盐水泥凝结时间和流动性能的影响。结果表明:葡萄糖酸钠与柠檬酸钠以一定质量比复合后可以有效控制水泥浆体的凝结时间,并很好地改善其工作性能和早期强度,而且葡萄糖酸钠与柠檬酸钠复合质量比为5∶1时对硫铝酸盐水泥的缓凝效果最好。水化早期浆体的XRD和SEM分析结果表明,复合调凝组分的加入减缓了钙矾石的生成,并且使得水化产物中CSH凝结的生成数量增多,从而有效抑制了硫铝酸盐水泥的水化速度,并改善了其工作性能。

聚氨酯和聚苯乙烯热解前后的结构演变

以软质聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫颗粒两种典型多孔材料为试验对象,对其孔隙率、孔径分布、表观密度和堆积密度等结构特性参数及表面微观形貌进行了测算和表面扫描电镜(SEM)表征,研究不同热解程度材料结构特性演变与阴燃建立和传播趋势之间的关系。结果表明:软质聚氨酯泡沫结构尺寸更大,整体更为疏松,受热成炭后呈现轮廓清晰的细削骨架,孔隙硕大且畅通,氧气完全自由输运,热量传递更直接,更易建立阴燃、维持传播并实现向明火的转化;相对而言,聚苯乙烯泡沫颗粒孔径较为细小,受热后成炭显著,孔径尺寸减小,空气气流量和氧气容纳量大大减少,不易建立阴燃过程。

岩土介质中局部化变形研究的一些新进展

岩土中的剪切带产生通常是断裂和失稳的前兆,常引起滑坡等地质灾害,对油气或水合物等矿藏的开采容易导致压实带形成．压实带的产生使岩土孔隙减小,颗粒破碎,从而导致沉陷、对油气的挤压等．本文重点对剪切带的宽度和压实带的研究现状作综述,阐述在该问题的研究上从微观观测到宏观表述的重要性．通过分析,认为还有如下问题值得研究:怎样准确得出局部化变形带的宽度和方向?局部化变形带形成后孔隙水和油气的渗流会发生什么变化?颗粒层次的微结构特性是通过什么方式影响宏观表现的等等．

乳化降黏剂改善稠油油藏开发效果可视化实验

利用静态实验法评价了不同浓度下乳化降黏剂的洗油效率,确定了降黏剂的最佳浓度范围;通过二维平板可视化装置对比了单纯蒸汽驱与降黏剂辅助蒸汽驱的开发效果,从微观角度解释了降黏剂辅助蒸汽驱提高采收率机理。静态实验结果表明,随着降黏剂质量分数的增加,静态洗油效率逐渐增加,降黏剂质量分数为0.5%时,静态洗油效率为34.1%,比单纯热水洗油效率增加了27.1%。二维平板可视化实验结果表明,降黏剂辅助蒸汽驱阶段采收率为14.2%,比单纯蒸汽驱增加了9.2%,含水率降低了5.5%;微观可视化实验结果表明,加入降黏剂后,驱替通道内形成了水包油乳状液,提高了原油的流动性,增大了洗油效率,同时乳化过程中形成较大的水包油乳状液在一定程度上可以对大孔道进行封堵,使得驱替液转向,扩大了波及体积。

钙质骨料混凝土抗压强度的高温损伤机理

研究了高温后钙质骨料混凝土（C30）残余抗压强度的变化规律，同时借助热重试验、扫描电镜试验和压汞试验对与钙质骨料混凝土同水灰比和经历相同高温冷却条件处理的硬化水泥浆（HCP）进行了微观试验研究．结果表明：HCP在中低温段（100～300℃）的二次水化反应对钙质骨料混凝土在该温度区段的残余抗压强度有很大影响．钙质骨料混凝土高温后残余抗压强度和高温后HCP孔隙率之间具有良好的负相关性．

稀土镧在银中作用的研究

用纯度分别为 99 99%的银和 99 5%的镧在真空条件下熔化和精炼 ,制备出含 1 0 %镧的银合金。铸锭经过热轧开坯、冷拉拨及再结晶退火等工序 ,制取各种试样。通过观察铸态及退火态金相组织和电子探针扫描图像 ,并进行合金性能试验和自然时效软化试验 ,结果发现 :稀土镧可以显著地细化银合金的铸态组织和变形退火组织 ,稀土化合物成块状分散在基体中 ,显著地提高了银镧合金的再结晶温度和热稳定性。稀土镧可以有效地抑制冷变形银的自然时效软化 ,并且在很短的时间内趋于稳定。

中药显微定量法的研究概况

目的:通过对显微定量法在中药研究中的应用进展进行综述,以促进中药显微定量法的发展。方法:在对中药显微定量法的简史、特点和原理进行简要介绍的基础上,再对近几十年来显微定量法在中药研究中的应用进行了分类介绍。结果:中药显微定量法在中成药的含量测定、中药炭药的质量判别、易混淆中药的鉴别及单味药材显微特征常数与指标成分的相关关系研究等方面具有广泛的应用。结论:显微定量法在中药研究中具有独特优势,并具有不同于化学方法定量的特点,将对中药研究的发展起到积极推动作用。

含油气砂岩突出的宏微观预测

随着煤炭开采深度的增加，岩石与瓦斯突出日益严重，其危害不亚于煤和瓦斯突出。突出危险性的准确预测是防突措施优劣成败的关键和首要环节。１９９５年３月９日，海石湾矿井发生了特大型砂岩和瓦斯突出。作者综合运用多种现场观测和室内试验方法，对该井筒接下去的含气岩层的突出危险性进行了宏微观综合评价。工程实践证明预测是准确的。

复杂微力－电系统的细微尺度力学

现代高新技术的崛起，提出了大量新的经典力学所不能完全包容的力学问题。这将是现代应用力学发展的巨大动力。微电子技术中微电子材料、器件、系统和微电子－机械系统（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ，ＭＥＭＳ）所组成的复杂微力－电系统，是跨世纪发展的新科技方向，本文简要介绍了复杂微力，电系统的工业技术背景和发展；综述了这一领域存在的力学问题，主要讨论细微尺度下的结构力学与破坏力学。并评介与展望了这一新的力学领域的研究状况和发展趋势。

钻孔和巷硐周围流体压力变化对围岩变形及应力状态的影响

钻孔、巷硐周围流体压力的分布和变化对围岩变形和应力状态有着显著影响。但这是一个涉及多个变量、多种响应的动态耦合过程 ,尚无法用解析法解算。孔硐周围的流体压力的动态变化又难以实现物理模拟。以钻孔排放瓦斯为例 ,通过数值模拟 ,结合宏观观测结果和微观机制的分析 ,对其规律和一些工程现象与措施的机理作了初步分析。

辽河油田冷43砾岩稠油油藏微观驱油效率研究

针对辽河油田今４３断块区为砾岩稠油油藏的特点，利用该油藏的岩芯铸体薄片制作了６块微观仿真地层模型，使用微观可视化物理模拟技术手段．借助显微镜、摄录机及图像分析技术等，直观地观察和分析研究了砾岩稠油油藏水驱油机理，以及原油粘度和储层孔隙结构对驱替机理和驱替效率的影响，分析了残余油分布特征，并给出了相应的结论．

A Cooperative Distributed System for Real-Time Route Guidance

This paper describes a cooperative decentralized architecture for reactive real-time route guidance. The architecture is cooperative in the sense that it allows adjacent local controllers to exchange information regarding the traffic conditions in their territories. A set of local decision rules and associated heuristic functions to support the cooperative architecture are specified. A protocol governing the knowledge exchange among local adjacent controllers is developed. A simulation-assignment modeling framework is used for assessing the effectiveness of this cooperative architecture under various levels of controller knowledge and network traffic congestion. The cooperative decentralized system is tested under various scenarios of knowledge and cooperation and network traffic demand levels. The cooperative system is compared against the shortest path algorithm as a benchmark.

一种改进的基于模板匹配的显微细胞图像拼接算法

医学显微图像的拼接是后序医学图像处理和医疗诊断的关键。基于对医学显微图像拼接的研究,提出了一种改进的基于模板的图像拼接算法。该算法将一幅图像的模板在另一幅图像上平移,对两幅图像重叠区域作相关性计算,从而获得最佳匹配位置,实现图像的拼接。实验结果证明该算法精度高、速度快。

3D打印琼脂糖和海藻酸钠复合水凝胶组织与性能研究

组织工程支架要求材料具有良好的生物相容性、相匹配的力学性能,以及利于细胞生长繁殖的形貌和结构。尽管人们已经开发出了大量生物材料用于制备组织工程支架,然而,组织工程支架的成形困难和力学性能差等问题仍然严重限制着其发展。以海藻酸钠为原材料,通过添加琼脂糖增强其力学性能,研究不同比例海藻酸钠/琼脂糖复合凝胶的结构和形貌变化,测试其力学性能。利用直写打印成形复合水凝胶支架,观察复合凝胶中微观孔隙的大小。结果表明:不同比例的海藻酸钠/琼脂糖复合凝胶含水量差异较小,均在90%附近。除了纯琼脂糖凝胶和体积比为1∶2的复合凝胶外,其他比例的复合凝胶表面和断面均比较粗糙。琼脂糖能在一定程度上增强复合凝胶,海藻酸钠与琼脂糖的体积比2∶1的复合凝胶压缩模量最高,可达0.353 MPa。碳酸钙的分解在复合凝胶中产生了亚微米级的孔隙,因此制备出的复合凝胶具有适合细胞生长繁殖的粗糙表面和微观孔隙。

牛白藤的生药鉴定

目的 为牛白藤生药鉴定和开发利用提供依据。方法 显微鉴定及紫外吸收光谱。结果 发现牛白藤的次生射线明显 ,根与茎的紫外光谱有明显的区别。结论 以上特征可作为鉴定牛白藤生药的依据。

金钱白花蛇的微性状鉴别

目的对目前药材市场上流通的金钱白花蛇及其伪品进行鉴别。方法利用性状鉴别法对金钱白花蛇及伪品进行性状鉴别,利用微性状鉴别法对金钱白花蛇及伪品的鳞片特征进行鉴别。结果 4个样品中,仅一种样品为金钱白花蛇,其他3种样品为赤练蛇,其中2种样品为黑漆染色的赤练蛇。结论微性状鉴别法可以用于金钱白花蛇的真伪鉴别,市场上流通的金钱白花蛇造假严重,危及患者用药安全。

罗布麻与白麻的性状及显微鉴别研究

目的:对罗布麻与白麻进行系统的性状及显微鉴别,为罗布麻叶的真伪鉴别和质量控制提供参考。方法:采用性状鉴别、显微鉴别、显微常数测定等方法对罗布麻与白麻进行比较。结果:罗布麻与白麻在性状、横切面、表皮、粉末、显微常数等方面均有差异,其中最明显的差异在于表皮细胞上乳突的有无以及上、下表皮气孔数是否接近。结论:性状、显微鉴别方便快捷,可为市场上罗布麻与白麻的鉴别提供科学有效的依据。