不同剪切速率下吸力基础-黏土界面剪切特性研究∗

采用 GDS 界面剪切仪,开展不同剪切速率下吸力基础-黏土界面剪切试验,研究了沉贯过程中基础沉贯速率对吸力基础-黏土界面剪切特性的影响,分析了不同剪切速率、不同沉贯深度下的界面剪切特性。试验结果表明,吸力基础-黏土界面的抗剪强度随着法向应力的增加而增大,但随着剪切速率的增加而减小;界面峰值强度对应的剪切位移均在 1 mm 以内,且随着法向应力的增加而增大;界面凝聚力与剪切速率呈正相关,界面摩擦角则相反。在沉贯速率 1.0~1.2 cm/min 范围内,界面凝聚力增加幅度最大。摩擦系数在 0.27~0.34 变化,且随着沉贯速率的减小而增大,随沉贯深度的增加呈现减小趋势。     

黏性土剪切蠕变特性研究进展

黏性土是研究剪切蠕变最常见的土体类型,也是滑坡中普遍存在的土体类型。黏性土剪切蠕变破坏诱发了大量自然或工程边坡失稳,造成不可预估的人员伤亡和经济损失,所以开展黏性土剪切蠕变特性研究具有科学的理论意义和实际的工程效益。在收集整理国内外相关资料的基础上,从试验方法、蠕变特性、力学强度特征以及蠕变本构模型等方面总结了目前黏性土剪切蠕变特征的研究现状及进展,取得如下主要认识:(1)由于复杂的室外条件,黏性土剪切蠕变研究方法主要采用室内环剪试验、三轴压缩试验以及直剪蠕变试验;(2)黏性土的蠕变过程呈现多阶段变化特点,即瞬时变形阶段、衰减阶段、稳态阶段以及加速蠕变破坏阶段,期间伴随着衰减蠕变与非衰减蠕变的变形特征;(3)影响坡体稳定性的强度特征指标主要包括:峰值强度、残余强度、启动强度、完全软化强度以及长期强度,其量值受水化作用、土体的矿物成分和粘粒含量、土体结构的内部连结特征、土体的粒度分布特征以及塑性指数等共同影响;(4)常用蠕变模型有经验模型和元件模型,分别包括Mesri、Singh-Mitchell和Maxwell、Kelvin以及Burgers,建立合适的蠕变本构模型能准确地描述土体的变形特征;(5)基于剪切蠕变性质的研究成果,今后的研究方向集中于以下几个方面:微观模型的研究;新技术和研究方法的应用和改进;建立可描述加速蠕变阶段的元件模型。     

海蚀环境下考虑摩擦滑移的桥梁板式橡胶支座老化剪切性能研究∗

板式橡胶支座作为海蚀环境中桥梁结构体系中的重要支撑构件,其摩擦滑移与橡胶老化会影响桥梁结构整体的抗震性能。为了探究海蚀环境下考虑摩擦滑移的桥梁板式橡胶支座老化剪切性能,开展了板式橡胶支座的摩擦滑移试验,并采用有限元方法,分析了橡胶老化对各形状系数的板式橡胶支座的剪切性能和摩擦滑移的影响。 结果表明：①支座的摩擦滑移起始位移随着老化时间的增长和形状系数的增大而不断变大;②随着老化时间的增加,支座通过摩擦滑移消耗的能量也会逐渐增多;③支座的等效黏滞阻尼比随着老化时间和形状系数的增加而变大。海蚀环境会加速板式橡胶支座的老化并影响其剪切性能,因此在海蚀较为严重的地区进行桥梁抗震设计时应考虑支座摩擦滑移及老化对桥梁地震动力响应的影响。     

板厚对冲裁力影响规律的研究

理论分析和生产实践表明 ,在一定范围内 ,间隙对冲裁力的影响是很小的 ,而板材相对厚度是影响单位厚度上冲裁力的主要因素。当材料性能等其它条件一定时 ,冲裁力随着板厚的增大而增大 ,但单位板厚上的冲裁力则随着板厚的增加而减小。在有限元模拟和实验分析的基础上 ,提出了计算冲裁力的新方法 ,对揭示剪切加工机理及正确确定冲裁力有理论和实际意义。     

德兴-黄山断裂带及其邻区的地质研究进展

德兴－黄山断裂带以往都被认为是由伏川蛇绿岩套、赣东北蛇绿岩带组成的中元新古代蛇绿混杂岩带，代表扬子板块与华夏板块拼贴的北西界缝合线。近年来的地质调查表明，扬子和华夏两板块拼贴带大致介于宜丰－景德镇断裂、萍乡－广丰－江山断裂带之间，是一个多期碰撞造山带，称江南复合混杂岩带，而德兴－黄山断裂带则不具板块边界性质，仅是该混杂岩带内的一条分隔次级构造单元的边界断裂，总体呈NNE向展布，包括赣东北蛇绿混杂岩和一系列NNE向韧性剪切带和脆性断裂。伏川蛇绿岩和赣东北蛇绿岩走向上无法连接，分别代表江南复合混杂岩带内不同拉分小洋盆的沉积－构造混杂产物。本文对断裂带及其邻区前震旦纪地层重新划分进行了论述。     

不同水力剪切效应下四尾栅藻的种群动态增长模型

为了改进现有反映单种群增长的Logistic（逻辑斯特）模型,使其能更好地对水动力影响下藻类的种群动态关系进行表征,进而验证水力剪切作用引起的营养盐混合和均化作用对藻类生长的影响,采用恒温（25℃）和恒定光照（4 000 lx,光暗比12 h:12 h）的培养试验,对水华中常见四尾栅藻（Scenedesmus quadricanda）在水力剪切条件下的种群动态增长进行了研究.结果表明:①相对于静止条件,不同的水力剪切（100、200、300和400 r/min）作用均促进了四尾栅藻的增长,并且均存在最大Chla浓度.②结合藻类种群动态增长的Logistic模型和传质理论,构建了水力剪切效应下单藻种的种群动态增长模型（R2＞0.95）.模型结果显示,水力剪切作用是藻类最大生物量的控制因素.在空间有限的富营养条件下,Chla浓度在体积平均流速为0.101 m/s（200 r/min）条件下的最大生物量为15 328.2 μg/L,是静止条件的1.75倍,大于其他水力剪切条件,与试验结果吻合,传质系数（k_c）对四尾栅藻最大生物量的促进系数（k_M）为945.1.③水力剪切主要通过改变藻细胞层流边界层以外环境的营养物质浓度分布,从而对藻类的种群规模产生影响.④水力剪切效应存在边际效应递减的现象,随着剪切强度的增加,在不产生藻类的机械损伤的范围内,藻类种群会达到一个稳定期.研究显示,理论上解释了水力剪切效应对四尾栅藻动态增长的影响机制,实现了水力剪切作用和营养盐通量共同影响四尾栅藻种群增长关系的统一.      

水平搅拌下低高径比SBR中好氧活性污泥的颗粒化

在设有水平机械搅拌、高径比（H/D）为1.2的圆柱形鼓风曝气SBR中,考察了活性污泥的颗粒化情况,对成熟颗粒污泥表面所受水力剪切速率进行了定量研究,分析了水平搅拌在颗粒化过程中的作用.结果表明：有水平搅拌存在下污泥逐渐颗粒化,形成了均值粒径为1.12mm的好氧颗粒污泥,污泥沉降速度为21.41m/h;计算结果表明污泥表面所受的平均剪切速率为27.25s^-1,剪切应力为3.38×10^-2N/m²;污泥表面所受平均剪切速率与机械搅拌速率和表观气速均呈正相关关系;实验条件下机械搅拌对剪切速率的贡献要远大于表观气速的贡献,前者指数约为后者的37.48倍.研究认为水平搅拌在反应器中形成的具有足够剪切强度的旋涡二次流是促使低高径比反应器好氧污泥颗粒化的关键水力条件.     

中国东南沿海与西南日本白垩纪-古近纪火山-侵入岩带的地球动力学特征

本文讨论了中国东南沿海和西南日本两条白垩纪-古近纪火山-侵入岩带的地球动力学特征。两条火山-侵入岩带的下火山岩系岩石经受了左旋走滑的韧性剪切变形而形成片理或片麻理构造。中国东南沿海火山-侵入活动的起始时间、动力变形和结束时间都早于日本约30Ma。西南日本高镁安山岩和埃达克岩(120~105Ma)是在大面积白垩纪岩浆作用的起始阶段由大洋俯冲板片在高温条件下部分熔融形成的。火山-侵入活动的结束标志中国东南沿海岩浆岩带是板内环境的晶洞A型花岗岩和以流纹岩为主的双峰式火山岩;在西南日本岩浆岩带是年轻地壳挤压重熔的S型过铝质石榴石/白云母细粒花岗岩和流纹岩,不存在类似华南的壳源S型花岗岩,中国东南沿海没有代表洋壳俯冲的弧岩浆岩。两条火山-侵入岩带的源区都以幔源为主并有前寒武纪再旋回地壳物质加入,它们的Sr-Nd同位素组成表明:随时间推移,中国东南沿海火山-侵入岩中幔源组分增加,而西南日本则相反。华南中生代大规模岩浆活动的开始(170±5Ma)是在古太平洋板块斜向俯冲背景下,大陆岩石圈减薄,陆内深断裂再活化的结果。东亚大陆边缘在晚中生代(120Ma)进入古太平洋板块正向俯冲构造体系,但不同地段的表现不同。     

八面河普通稠油黏温和流变特征研究

以胜利油田八面河普通稠油为研究对象,利用Brookfield DV-2T流变仪开展稠油流变性测试和黏温测试与分析,明晰了胜利八面河油田普通稠油在不同温度、压力及剪切速率条件下的黏度变化规律,并利用三参数流变模式进行拟合。研究结果表明,八面河普通稠油流变特征曲线为一条不过坐标原点的曲线,在一定剪切速率和剪切应力范围内是非线性的,具有非牛顿流体特征,本区原油符合宾汉流和幂律流变模式;随着剪切速率的增大,稠油黏度变小最后趋于稳定,具有剪切变稀的特性;同一剪切速度下原油黏度随着温度降低而大幅度升高,非牛顿流体特征表现越显著。     

爆炸荷载作用下岩石的变形与破坏研究(Ⅱ)

无论是矿山工程、隧道工程中钻孔爆破效率的提高、工程爆破领域爆破振动参数的预测,还是最近一系列高技术常规局部战争中钻地炸弹对地下坚固目标的破坏,在不考虑岩石中强爆炸引起的光子和电磁辐射等极端效应情况下,都亟待要求对岩石中爆炸引起的应力、变形及其它运动参数和破坏效应作出比较准确的评估。目前对此问题的研究尚只能达到大致的机理及景象的定性认识和描述,定量上的确定存在数量级的误差,尤其是爆炸和冲击的近区,误差更大。其原因在于岩石中爆炸产生的变形和破坏特征,不仅与作用时发生相应的物理及力学运动密切相关,而且强烈地受岩石自身构造缺陷水平及其变化的制约。本文概述了爆炸作用下岩石的动力变形与破坏研究之现状。研究中考虑了岩石的构造特点及其对基本力学性状的影响,并简述了其研究的新趋向。