基于改进耗散结构理论的地铁隧道塌方演化过程分析

为了准确描述地铁隧道塌方的演化过程,首先分析了地铁隧道塌方演化的一般规律,从理论分析角度探寻能描述塌方演化过程的方法,针对传统的热力学耗散结构理论的缺陷,对其进行改进,表现在:1)熵是一个状态函数,不能直接输入或输出,只能依附于一定的能量之上,即以塌方“负熵变能”取代“负熵”描述塌方耗散结构的形成过程;2)负熵变能包括直接负熵变能和间接负熵变能,传统理论没有考虑间接负熵变能,引入广义负熵的概念,并以此推导塌方能量损伤演化方程.把改进的耗散结构理论引入到地铁隧道施工塌方孕险机理研究中,建立了塌方负熵变能(有序化能量)和广义负熵变能(广义有序化能量)损伤演化方程,并运用负熵变能对塌方耗散结构进行了分析.     

基于熵理论的重大事故复杂链式演化机理及其建模

为完善重大事故演化的本质规律和探究事故后果累积放大原理,从安全物质学的视角提出事故链定义和形成机理,并解析其内涵;通过物质、能量和信息表征事故链演化过程的载体反映;基于物质流、能量流和信息流构建事故链式演化概念模型;基于熵理论和耗散结构理论论述事故阶段演化特性;在此基础上,提炼事故预防与控制策略框架。研究结果丰富了事故链式演化理论,可为事故预防与控制提供更深层次的理论基础。     

钢筋与混凝土界面的腐蚀疲劳

腐蚀疲劳是钢筋混凝土结构破坏的主要因素之一。基于剪切筒模型及文中选用的实验加载方式 ,引入界面摩擦系数衰减表达式 ,同时考虑力学因素———应力比R和加载频率 f的影响 ,研究了钢筋与混凝土界面在拉 -拉循环荷载作用下腐蚀疲劳裂纹扩展情况。通过对Paris公式的修正 ,借助能量耗散率给出腐蚀疲劳数学模型 ,得到了界面腐蚀疲劳脱粘速率 ,脱粘长度与循环荷载作用次数的关系。最后与无腐蚀情况的结果进行比较 ,分析了影响界面腐蚀疲劳 (CF)裂纹扩展速率的因素 ,如应力比 ,加载频率。     

QCM-D与AFM联用解析EfOM在SiO2改性PVDF超滤膜表面的吸附机制

为了进一步从微观角度上研究不同过滤阶段出水有机物(Ef OM)在纳米Si O2改性超滤膜表面的具体吸附机制,通过调节Si O2添加比例从而获得不同改性程度的实际膜.借用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)与原子力显微镜(AFM)联用技术分别测定Ef OM在膜表面的吸附情况和Ef OM与膜之间的相互作用力.QCM-D实验结果与分析表明,膜表面的亲水性越好,膜表面Ef OM吸附量就越少,以及Ef OM在膜表面的吸附速率明显减缓.实验结果还发现,Ef OM的吸附经历了两个阶段:在初始阶段(15 min内),有机物快速吸附到膜表面并堆积;当Ef OM的吸附频率达到平衡时,耗散却处于非平衡状态,该现象说明虽然Ef OM在膜表面的吸附量达到稳定,但其吸附层的构象却仍在发生变化.AFM测定结果证明,随着亲水性的不断改善,Ef OM-膜、Ef OM-Ef OM之间的作用力均有所减小,该结果揭露了膜面Ef OM吸附量减少吸附速率下降的本质原因.QCM-D与AFM的联用有效地解释了膜改性对Ef OM吸附机制的影响.     

我国耗散型铅使用的变化及趋势分析

随着人们对铅污染的认识的不断提高,耗散型铅的使用倍受关注,限制涂料、玩具等生活常用品及其材料中铅的使用也已成为国家及有关部门制定相关标准时要考虑的重要内容。文章以汽油、涂料、油墨和儿童玩具这四类物品为例,列举和对比近年来国内外对其含铅量进行限制的相关政策和标准,并由此提出改进办法,预测未来的政策变化趋势。     

加卸载下含水率对含瓦斯煤岩损伤变形的影响分析

采用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服控制渗流试验装置对不同含水状态煤样进行了加卸载下三轴变形与渗流特性的试验研究。研究结果表明:含水率越高,煤样的三轴强度越低,失去抵抗外部载荷所产生破坏的能力越快,且塑性变形增强,脆性破坏减弱,瓦斯流量增加越小;含水率的增加能够使得煤岩破坏时积聚的弹性能减少,并且释放速率更加缓慢,更多的消耗于塑性变形中,这有助于预防煤岩破坏时由于弹性能的突然释放而导致的大型煤与瓦斯突出事故的发生;基于Logistic方程和能量耗散理论,建立了煤岩损伤演化数学模型,通过对试验数据的拟合分析,两者吻合程度较高,能够为煤岩损伤破坏提供预测。研究结果对于具有煤与瓦斯突出危险性的煤层进行注水消突具有理论指导意义。     

国家可持续发展实验区政策实施效果评价研究

探索科学有效的评价方法,量化评价实验区建设的实施效果,对推进国家可持续发展实验区与国家可持续发展议程创新示范区战略,进一步提升实验区与示范区建设质量具有重要意义。本文将创新驱动维度引入可持续发展评价体系,构建了包含三级指标、四大维度、五种权重方案的实验区可持续发展水平评价框架,使用熵值法与主观赋权法、灰色聚类法、序参量法三类各有侧重又相互关联的方法,以25个地级市型实验区及其所在省份2013—2016年发展成果的量化评估,探究了实验区政策的实施效果。本文使用的三类评价方法在实验区政策效果评价方面具有一致性,研究发现:各实验区可持续发展水平均有显著提升;与所在省份相比,实验区整体上跳出了传统发展空间锁定的发展模式,发展协调度提升更为显著;实验区在某些维度下可持续发展水平进步速率更快,但仍有部分实验区尚未探究出环境、经济等多维度协调发展的路径。     

滨海软土动孔压发展模型核心函数研究

动孔压发展模型在滨海相软土动力学性质的研究中非常重要.结合软土动孔压发展的机理,分析了其数学模型的核心甬数应具有的基本性质.提出了动孔压半值指数的概念,揭示了指数曲线模型、双曲线模型等传统动孔压模型核心函数的缺陷.根据能量耗散原理,建立了基于微分控制方程的动孔压发展新模型.数学分析表明,两个传统模型的核心函数及其动孔压半值指数均是新模型对应的特例,新模型克服了传统模型的不足,具有更广泛的实用性.     

热冲击煤细观损伤与能量响应的相关性研究

为研究热冲击煤细观损伤和能量响应机制的相关性，以平煤十矿24130工作面的煤作为研究对象，借助4K科研相机研究了不同热冲击煤的细观结构特征和热冲击对煤的损伤致裂效应。采用HC-U7非金属超声波探测仪、电热鼓风干燥箱、伺服万能试验机等仪器，开展了不同温度热冲击煤样加载试验，研究了热冲击对煤体单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、动态破坏时间、冲击能量指数的影响规律，分析了热冲击煤细观结构、宏观破坏状态、煤物理参数与力学参数及能量指数之间的变化关系，并阐述了热冲击煤受力加载过程中煤能量响应机制。结果表明，煤体细观结构与煤能量响应机制具有较好的正相关性。热冲击煤能量响应特征的差异是由煤初始损伤造成的，煤损伤的存在削弱了煤储存弹性应变能并发生破坏的能力。热冲击温度越高，煤样孔隙越发育，孔隙周围更容易形成高应力区相互叠加，更大程度降低力学性能。损伤发育程度越高，能量积聚和耗散能量越低，峰值前能量积聚和峰值后能量释放越稳定，破坏前能量耗散行为的主导作用越明显。