水化-冻融耦合条件下大理岩蠕变损伤本构模型

为描述岩石在水化-冻融耦合条件下的蠕变特性,以大理岩为试验对象,分别开展酸性、碱性、中性溶液与不同冻融循环条件下的单轴压缩蠕变及核磁共振试验,分析T 2(弛豫时间)谱分布和蠕变试验结果,并进行耦合损伤演化,得到一个新的考虑水化-冻融与应力耦合的蠕变损伤本构模型。结果表明:1)大理岩T 2谱表现为三个谱峰,岩石以大孔径孔隙为主。2)冻融循环作用促进大理岩孔隙发育,不同溶液环境对孔隙发育影响从大到小的关系为酸性、碱性、中性。3)分别构建水化-冻融和受荷损伤变量,从而建立耦合损伤变量。基于大理岩蠕变特性,确定蠕变基础模型,进行耦合损伤演化,得到新的水化-冻融耦合条件下的大理岩蠕变损伤本构模型。4)新建模型模拟大理岩三种溶液冻融循环50次的的平均R^(2)达0.9854,远高于基础模型平均R^(2)(0.9194),说明本文新建模型对三种岩石蠕变数据辨识效果更好。

冻融时间对早期混凝土抗压性能的影响试验

为研究冻融前养护时间和冻融时间对早期混凝土抗压性能的影响,采用混凝土冻融试验机冻融循环和冬季室内外自然冻融循环,对不同冻融前养护时间和冷冻时间的混凝土立方体试块进行抗压性能试验.冻融循环后混凝土表面不再光滑,表面剥落情况越严重,混凝土疏松、起皮,甚至脱皮,空洞现象也随之增多.龄期越早、冻融时间越长表面破坏越严重.混凝土冻融试验机和室内外自然冻融受冻试块的冻融时间与质量损失率的关系曲线大致相同,受冻时间为6h的试块均比受冻时间为12h的质量损失大,且冻融前养护3d和7d的质量损失较大,7d后质量损失较小,斜率趋于平缓.混凝土冻融试验机和冬季室内外自然冻融受冻12h的试块比受冻6h的抗压强度低,抗压强度损失率要大.

冰冻-解冻-去甘油过程红细胞形态变化与损伤相关性的探讨

目的探讨冰冻-解冻-去甘油过程中红细胞形态变化与其损伤的相关性。方法依据配对设计原理,采用冻存前保留红细胞外多余甘油溶液(方法1)和冻存前离心去除红细胞外多余甘油溶液(方法2)的两种常规方法,制备冰冻解冻去甘油红细胞,对冰冻-解冻-去甘油过程各关键制备节点留取的样本,进行血常规及上清游离血红蛋白(FHb)含量的检测,分析红细胞形态变化及其与损伤的关联。结果 (1)冰冻-解冻-去甘油过程红细胞因甘油化而体积增大,后因去甘油化而复原,方法2较之方法1甘油化红细胞(冻存前)和冰冻解冻去甘油红细胞的平均体积(MCV)增高(P<0.01,P<0.05);(2)冰冻-解冻-去甘油过程中红细胞损伤分布依次为:去甘油化过程(63.20±10.99)%、甘油化过程(30.78±10.47)%、冰冻解冻过程(6.02±4.11)%,两种制备方法间差异无统计学意义;(3)红细胞破坏与甘油化过程红细胞体积变化率呈中度负相关;(4)随着贮存时间的延长,冰冻解冻去甘油红细胞上清游离血红蛋白含量逐渐增加,0.9%氯化钠悬浮冰冻解冻去甘油红细胞储存12 h、24 h,MAP悬浮冰冻解冻去甘油红细胞储存21 d、28 d,两种制备方法间差异有统计学意义(P<0.05)。结论冰冻-解冻-去甘油过程中红细胞损伤与其变形能力呈负相关,且损伤主要发生在去甘油化过程,冻存前离心去除红细胞外多余甘油溶液导致红细胞膜骨架因剪切力作用而受损,进而对冰冻解冻去甘油红细胞贮存质量产生不利影响。

TNF-α在冻融嗜中性粒细胞介导血管内皮细胞损伤中的作用

目的:探讨肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在组织冻融造成的血管内皮细胞(VEC)损伤过程中的作用。方法:以右旋糖酐沉降法分离的大鼠嗜中性粒细胞(PMN)和体外培养的大鼠VEC为实验材料,建立细胞冻融模型。通过测定培养液中LDH活性确定VEC损伤程度,采用活性染料吞噬法检测与VEC粘附的PMN数,以流式细胞技术分析淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1)表达。结果:TNF-α上调冻融PMN表面LFA-1表达,促进冻融PMN与正常VEC粘附,增强VEC损伤。抗LFA-1Mab部分阻断冻融PMN与正常VEC粘附,减轻VEC损伤。结论:在冻融损伤过程中TNF-α促进PMN表面LFA-1表达,增强PMN-VEC粘附,加重VEC损伤。

冻融循环作用下砂岩无损测试力学特性研究

针对冻融循环作用下砂岩冻融损伤机理和物理力学参数之间相互关系的问题,利用5种可重复操作的无损检测法(电阻测试、声波测试、滴定测试、CT扫描、局部细观放大技术)对低应力循环荷载作用下冻融循环试验后的岩样进行检测,并对岩样的冻融劣化机理作出了分析,通过CT扫描得到岩样CT数值变化规律并发现冻融作用,找出了冻融后参数间的关系。结果表明:岩样物理参数和动力力学参数对冻融作用的敏感性排序为:阻尼比(λ)>动泊松比(ud)>电阻率(ρ)>阻尼系数(C)>纵波波速(v)>浸润面积(S)>动弹性模量(Ed)>质量(m),由此可在定量检测砂岩的冻融程度时,按参数对冻融作用的敏感性排序选择优先检测的参数种类,以减少检测的工作量;经过定量比较分析,提出了无损测试中各种参数间的关联性,得出了质量、阻尼比、动泊松比、阻尼系数、纵波波速、动弹性模量两两参数之间的定量关系,因此可通过一种参数的变化规律,预测另一种参数的变化趋势,在有限的试验条件、试验次数下,有效地精简所需试验的参数数目。

细胞间粘附分子-1在血管内皮细胞冻融损伤中的作用

目的:探讨血管内皮细胞(VEC)表面细胞间粘附分子-1(ICAM-1)在VEC冻融损伤中的作用,以阐明冻融损伤的发病机制。方法:以大鼠主动脉VEC和大鼠外周血嗜中性粒细胞(PMN)为材料,使用WKL-Ⅴ型速率冷冻仪冷冻VEC然后在水浴中复温,制备VEC冻融模型。采用免疫组化法测定VEC冻融后4、12和24 h其表面ICAM-1的表达;将冻融VEC与正常PMN共同孵育后,以rose bengal染色法测定冻融VEC与PMN粘附,测定培养液中LDL活性确定VEC损伤程度。结果:冻融后4 h,VEC表面ICAM-1表达阳性率由冻融前的13.2%±3.6%增加至22.3%±4.4%,冻后12h达高峰(37.9%±2.5%)。冻融VEC与PMN共同孵育后,VEC-PMN粘附由对照组的0.204±0.025增加至0.363±0.022(P<0.01),培养液中LDH活性由对照组的104.64±20.14U/L增加至162.33±27.88U/L(P<0.01);ICAM-1Mab可部分阻断冻融VEC-PMN粘附(0.270±0.021,P<0.01),且使培养液中LDH活性降低至125.39±22.26U/L(P<0.05)。结论:冻融可诱发VEC表面ICAM-1的表达,进而增强VEC-PMN粘附而导致VEC损伤。

严寒地区铁路路基冻融沉降数值模拟研究

严寒地区铁路路基地处冻土区域,受温度等因素的影响易产生路基沉降变形。以严寒地区某铁路典型路基断面为研究对象,利用Midas有限元数值分析软件,在考虑季节性冻土结构性、冻融循环的基础上建立了冻融循环和列车动载耦合作用下的路基沉降预测模型。根据冻融循环期,将模型划分为若干个过程进行模拟分析,实现了季节性冻土体力学特征值的动态控制,为沉降变形计算提供依据。

西藏地区桥梁混凝土损伤度预测

对西藏地区桥梁耐久性进行评估,基于现有理论模型和实际检测数据,分析冻融循环影响下西藏地区混凝土桥梁的损伤程度,并在此基础上对混凝土损伤度进行预测。对西藏地区冻融循环影响下的桥梁耐久性的分析有指导作用。

轴心受压古砖砌体裂缝发生发展规律

裂缝是砌体结构损伤的直观表现.为研究古砖砌体结构受压状态下裂缝发生发展规律,对一批冻融循环后的古砖砌体试件进行抗压试验,获取了古砖砌体的荷载-变形和裂缝数据.提出砌体开裂荷载的确定方法,通过荷载-变形曲线、单条裂缝长度和裂缝发展趋势综合评判开裂荷载.建立了三折线模型,该模型能反映裂缝长度与荷载之间的关系.相比现代砌体试件,古砖砌体开裂早,裂缝发展快,平均开裂荷载为0.52fm(抗压强度);当应力达到约0.7fm时,裂缝上下贯通;当应力达到0.93fm时,砌体进入破坏阶段.提出用裂缝密度描述砌体损伤状态,得到了典型的古砖砌体裂缝密度发展规律,破坏时最终裂缝密度为8.7m/m^2.国内外相关文献的试验数据表明,裂缝密度是一种稳定性较好的指标,具有深入研究和推广应用的价值.

疏干孔负压抽水治理铁路路基冻害主要影响因素分析

以大准铁路前石门工区某段冻害路基为依托,提出疏干孔负压抽水法治理路基冻害,考虑真空泵负压值、疏干排水孔纵向间距及仰角3个因素,用有限元法模拟了21种工况,解决疏干孔排水治理路基冻害所需时间长、路基含水量不能在较短时间内降至冻胀含水量以下的问题。结果表明:真空泵负压值应取-75 kPa;排水孔纵向间距为1.0 m;最佳仰角为5°。

淋巴细胞功能相关抗原-1在冻融PMN介导的VEC损伤中的作用

目的 :探讨组织冻结融化造成血管内皮细胞 (VEC)损伤的机理。方法 :采用密度梯度离心法分离大鼠外周血嗜中性粒细胞 (PMN) ,速率冷冻仪冷冻PMN后水浴复温建立冻融PMN模型。冻融后 4、1 2和 2 4h ,测定PMN表面淋巴细胞功能相关抗原 1 (LFA 1 )的表达 ;将冻融PMN与正常VEC共同孵育后测定培养液中乳酸脱氢酶活性及冻融PMN与VEC的粘附。结果 :①冻融后 2 4h内 ,冻融PMN表面LFA 1的表达呈时间依赖性增强。②冻融PMN与VEC相互作用后 ,PMN VEC粘附明显增强、VEC受到明显损伤。③抗LFA 1单克隆抗体明显抑制冻融PMN与VEC粘附的增强、明显减轻VEC损伤。结论 :冻融可诱发PMN表面LFA 1的表达 ,进而增强PMN

路基基床冻害原因分析及整治措施研究

道路工程的冻害,是寒冷气候条件下所特有的现象,因此气候也是影响道路冻害的主要因素之一。重点介绍整治基床冻害的保温措施,现场实验结果表明,采用保温措施能将冬季冻结线控制在保温层内,从而使冻胀性土不产生冻胀,改变了路基土的温度状况。

季冻区高速铁路路基冻融变形特征

为研究季冻区高速铁路路基冻融病害及其变形特征,以兰新高速铁路K1934+190无砟轨道路基断面作为研究对象,在已有的水分迁移控制微分方程、瞬态温度场控制微分方程及土体单元应力-应变方程的基础之上,建立了无砟轨道路基受水分、温度及应力影响的数学计算模型,通过模拟和现场监测对比分析了2019年10月初—2020年5月初路基的动态变化规律。结果表明,由于水分场、温度场对季冻区高速铁路路基的耦合作用,致使路基水分变化、温度变化及由此产生的温度场重分布、水分场重分布是导致路基发生冻胀融沉的关键因素,其变形在时间域上呈规律性变化。结论可为研究冻土地区高速铁路路基冻害治理提供参考。

辽宁省杨树越冬伤害发生规律调查研究

2006年以来,中国北方省区杨树多次因气候异常而发生严重越冬伤害,造成重大损失。为了掌握杨树越冬伤害发生规律,作者对辽宁省杨树越冬伤害情况进行调查研究,对其越冬伤害发生规律做出了初步总结,划分了越冬伤害类型,初步分析了越冬伤害发生原因。调查结果表明,杨树越冬伤害与品种、大气温度、光照、风、林龄、林分密度及病虫害有关,但并不是冷冬就一定发生越冬伤害。初步认为,冻融是形成树干破腹型伤害的原因。

杨树越冬死亡的有效冻融伤害累积效应

为了阐明杨树越冬死亡机制,根据5a田间定位观测结果,分析杨树越冬死亡、树干破腹与温度及光照的关系。采用室内控制试验的方法,研究低温和冻融循环对不同杨树无性系萌芽率、相对电导率的影响。结果表明,低温并非越冬死亡的充分条件,负积温与杨树越冬死亡无明确因果关系。冻融循环比持续低温对杨树造成的伤害更大。抗寒性不同的无性系耐冻融循环的能力不同。随着冻融循环次数的增加,杨树萌芽率逐渐降低。抗寒性较强的无性系相对电导率低。提出与杨树越冬死亡相关的抗冻度、有效冻融和抗冻融度3个概念及有效冻融伤害累积效应假说。

东北地区环境条件对铁路路基冻害影响分析

详细阐述了我国东北地区环境条件,并分析了其对铁路路基冻害的影响,得出了一些有益的结论,对东北地区高速铁路路基防冻害措施的提出具有十分重要的意义。

杨树有效冻融伤害模型构建与应用

【目的】2000年以来,辽宁省杨树遭受5次严重的越冬伤害,造成巨大的经济和生态损失,构建有效冻融伤害模型,能够为杨树越冬伤害防控提供依据。【方法】本文在阐明杨树越冬伤害机理并提出有效冻融伤害累积效应假说基础上,选择发生有效冻融的天数、发生有效冻融的日最低气温、树木健康指数和无霜期作为参数,构建杨树有效冻融伤害模型,并进行检验。【结果】黑杨派速生杨树对无霜期的最低要求天数是170 d。在抗寒锻炼期和脱锻炼期内,当日最低气温≤−3℃、日最高气温>0℃,且日较差≥12℃时,黑杨派速生杨树会发生有效冻融伤害。有效冻融伤害风险指数(RIO)越大,越冬伤害的风险越大。应用构建的模型绘制辽宁省黑杨派速生杨树越冬伤害风险评估图。模型检验结果表明,该模型对黑杨派速生杨树越冬伤害评估的准确率达到75%。【结论】杨树有效冻融伤害模型有较大实用价值,为辽宁省等省区的杨树越冬防、减寒灾打下基础,为中国北方地区杨树造林和营林提供参考。

内蒙古地区紫花苜蓿融冻型冻害的时空动态

以内蒙古地区紫花苜蓿为对象,利用R语言与MySQL数据库工具,在构建基于日值的紫花苜蓿萌动过程与融冻型冻害等级数据库的基础上,采取薄板平滑样条函数等GIS空间分析手段并结合典型站点时间序列的小波分析,阐述1951~2016年间内蒙古地区紫花苜蓿萌动过程和融冻型冻害强度的时空动态特征。研究表明,内蒙古紫花苜蓿融冻型冻害表现为空间上局地高发、时间上总体减少与局地增加并存的态势,东阿拉善、乌海、河套地区和鄂尔多斯西部属于高发区,乌兰察布、赤峰南部为缓发区。近65年来,随着气候变暖,高发区融冻型冻害发生的频率降低,总强度呈现出渐变式显著减小的变化趋势;缓发区以及锡林郭勒、兴安盟、呼伦贝尔等地区,融冻型冻害风险增大。

季节性冻土区粉砂土路基变形特性研究

针对不同深度的冻土导致路基同一断面阴阳坡产生横向的沉降差问题,将经过冻融循环试验后的粉砂土进行固结压缩试验,并运用Abaqus软件将试验结果代入作为边界条件,进行路基阴阳坡沉降模拟,通过路基差异沉降及变坡率判断路基的稳定性。根据试验和有限元仿真分析结果,对吉林省松原市石化大街路基两侧边坡采用掺入泥炭的粘性土进行覆盖保温、沿道路路基纵向定距设置通风管的方法,可以有效防止路面因路基横向差异产生的沉降而发生破坏。

大肠杆菌O157:H7的冷冻损伤及解冻存活

为探讨冷冻后残存的大肠杆菌O157:H7(Escherichia coli O157:H7)在解冻后的存活情况,本研究首先比较4株E.coli O157:H7冷冻后的死亡和损伤情况,进而采用无营养的磷酸盐缓冲液作为基质研究冷冻后不同解冻方式对E.coli O157:H7存活的影响。结果表明:4株E.coli O157:H7-20℃冷冻24、48、72 h后均发生了一定程度的死亡和损伤,冷冻时间越长细菌致死和致伤程度越明显,且存在菌株差异,冷冻72 h时菌株CICC21530的损伤率最高,为87.70%。采用混合菌株进行解冻实验,4株E.coli O157:H7磷酸盐缓冲液菌液冷冻后立即置于20、30、37℃解冻,细菌发生了进一步的死亡,解冻温度越高死亡越明显,3个温度组在解冻48 h时菌落数均显著低于冷冻72 h时菌落数(P<0.05)。进一步探讨缓慢解冻方式对菌体存活的影响,菌液冷冻后先置于4℃一定时间(0、2、6、12 h),再置于37℃不同时间(5、10、30 min)观察菌株存活情况,结果表明4℃缓慢解冻时间越长,越有利于细菌的存活,4℃、12 h/37℃、5~30 min解冻方式下改良山梨醇麦康凯琼脂上菌落数仍显著低于胰蛋白胨大豆琼脂上的菌落数(P<0.05),表明仍有损伤菌的存在。本实验提示采用缓慢解冻反而有利于残存菌的存活,冷冻食品风险评估时应重视残存菌尤其是损伤菌的检测和控制。