花岗岩蠕变特性及分数阶黏弹塑性模型研究

为了解花岗岩蠕变特性,采用全自动岩石三轴伺服仪对其开展试验研究,在常规三轴压缩试验基础上进行多级加载蠕变试验,系统分析花岗岩蠕变过程中整体蠕变规律和同围压不同应力水平下的轴向及环向蠕变变形量、蠕变速率随时间的变化规律。基于分数阶微积分算子及损伤力学理论,在Scott Blair黏壶基础上,考虑蠕变参数的非定常性,建立花岗岩黏弹塑性蠕变本构模型,并推导出其在恒应力情况下的三维黏弹塑性蠕变本构模型。结合花岗岩室内多级加载蠕变试验结果,采用Quasi Newton（BFGS）法对三维蠕变模型参数反演。结果表明,提出的模型与试验数据拟合较好并克服Nishihara模型不能描述蠕变非线性加速特征的不足,能够很好地反映花岗岩三阶段蠕变过程。     

分级加卸载下深部粉砂岩三轴蠕变特性试验研究

采用分级增量循环加卸载方式,对湖南湘煤集团牛马司矿业公司水井头煤矿-300米东大巷二煤层底板粉砂岩进行了三轴蠕变特性试验,详细探讨了其轴向蠕变和变形模量的变化特征,分析了围压对蠕变和破坏的影响;研究了该类岩石各蠕变阶段非线性黏弹塑性变形特征。试验结果表明,在围压条件下,加速蠕变阶段较明显,岩样经过典型的蠕变三阶段后产生明显的黏塑性破坏;变形模量随应力水平的增大和时间的增长逐渐减小,直至趋于某一稳定值;瞬弹应变、瞬时总应变、粘弹性应变和总蠕变均随应力水平增大而增大;围压越大,岩石蠕变值越小,变形模量越小,塑性变形所占比重越大,非线性流变越明显。加大围压可以减缓岩石的蠕变破坏时间,围压越大破坏时的应变值也越高。表明围压对岩石蠕变有明显的约束作用。     

云南宣威群地层路堑边坡滑带土蠕变特性研究

为研究云南宣威群地层路堑边坡滑带土的蠕变特性,采用GDS非饱和反压直剪仪,对边坡滑带土进行直剪蠕变试验,研究该路堑边坡滑带土在不同法向应力下的蠕变特性和长期强度.试验结果表明:该路堑边坡滑带土的绝对蠕变量随水平剪切应力的增加而增加,当水平剪切应力一定时,滑带土的绝对蠕变量与法向应力呈负相关性,而滑带土的瞬时蠕变量随水平...     

岩石蠕变效应颗粒流模拟中弹簧与黏壶参数对形特征的影响

为研究岩石蠕变效应颗粒流数值模拟中岩石蠕变参数的取值方法,基于颗粒流理论,采用平面颗粒流程序(PFC~(2D))以及由Maxwell模型和Kelvin模型串联而成的Burgers模型,开展了岩石试样在单轴压缩状态下蠕变模拟试验,采用控制变量法研究了Burgers模型中弹簧的弹性模量(E_m、E_k)、黏壶的黏度系数(η_m、η_k)和摩擦因数(f)对岩石蠕变特性的影响。试验结果表明:Maxwell模型中黏壶的黏度系数η_m对岩石试样蠕变过程的影响不显著;η_k、E_m、E_k和f主要影响岩石试样的瞬时蠕变值和初始蠕变阶段的蠕变速率。     

关中咸阳地区Q_2黄土蠕变特性试验研究

通过对关中咸阳地区Q2黄土进行三轴蠕变试验,得到了关中咸阳地区Q2黄土不同围压及不同含水率下的应变—时间曲线和应力—应变等时曲线。分析试验曲线表明:围压及含水率对关中咸阳地区Q2黄土的蠕变特性具有较大影响,表现在其蠕变变形量与含水率在相同围压时呈正相关关系,与围压在相同含水率时呈负相关关系。再进一步对关中咸阳地区Q2黄土蠕变破坏应力与围压及含水率试验数据做拟合分析,得到了其蠕变破坏应力与围压呈线性正相关关系,与含水率呈负对数关系的变化规律。在以上分析的基础上,通过改进常用的五元件模型(H-K-K)参数性质及结构,得到了可描述Q2黄土加速蠕变的七元件非线性蠕变模型,并应用试验数据对其进行拟合辨识,最终得到较为理想的结果。     

三峡千将坪滑坡滑动带土的非饱和蠕变模型

为定量研究降雨和库水位变动情况下的滑坡蠕滑变形特性,进行了三峡千将坪滑坡滑带土的非饱和三轴排水蠕变试验研究,得出了该滑带土在相同净围压,不同基质吸力下的一组蠕变曲线,在此基础上,类比Singh-Mitchell及Mesri蠕变模型的建模思想,并根据试验曲线自身的特点,给出了适合该滑动带土的非饱和蠕变模型,即剪应力-应变关系采用幂次函数,应变-时间关系采用双曲线函数。拟合结果表明,该模型能够较好地拟合试验曲线,为预测滑坡在库水或降雨作用下的长期稳定性提出了参考意见。     

低频电磁技术在炉管检测中的应用

管式燃料加热炉、裂解炉及锅炉的炉管长期在火焰、烟气、飞灰等十分恶劣环境下运行,服役过程中的介质腐蚀、磨损、拉裂等因素的影响,极易产生渗碳、渗碳开裂、弯曲、蠕变开裂、热疲劳开裂、鼓胀、氧化及高温硫腐蚀等失效事故,不仅会导致装置的非计划停车给生产上造成巨大的损失,而且还严重影响着石化企业的安全生产。因此,如何准确的检测炉管质量的好坏,对这些设备的安全稳定运行显的尤为重要。     

蠕变-渗流耦合作用下水力冲孔周围煤体渗透率时空演化规律

为了研究水力冲孔周围煤体瓦斯运移规律,研究了水力冲孔周围煤体的应力、体积应变和孔径变化规律,建立了蠕变-渗流耦合作用下的水力冲孔周围煤体渗透率动态演化模型,揭示了水力冲孔周围煤体渗透率的时空演化规律,阐明了蠕变变形和基质收缩对渗透率的控制作用机理。研究结果表明:水力冲孔措施可以大幅度提高钻孔周围煤体的渗透率,在空间上煤体渗透率随距离呈负幂函数关系迅速降低（K=2×10-16 r -2.4）;在时间上煤体渗透率随抽采时间的延长而逐渐增大,但是增加梯度会逐渐降低;水力冲孔周围煤体渗透率的增加主要受到煤的蠕变变形控制,基质收缩效应虽然有利于渗透率的增加,但对渗透率的贡献远小于煤体的蠕变变形;钻孔由于蠕变变形会产生缩孔现象,很容易堵塞抽采通道,此时即使渗透率大幅度的提高,也很难保证抽采效果,因此迫切需要制定相应的防堵孔措施。     

分级加载条件下红砂岩蠕变特性试验研究

岩石的蠕变性质是引起工程岩体破坏的主要原因之一。通过进行分级加载蠕变试验,分析了红砂岩在不同加载应力条件下的蠕变特征。试验结果表明:在不同加载应力条件下,试件等速蠕变阶段应变速率与加载应力呈指数函数关系,并且当加载应力大于损伤强度σcd时,径向等速蠕变阶段应变速率大于轴向;同时,试件在破坏过程中存在加速蠕变阶段不明显的现象。根据蠕变破坏过程中黏滞系数的变化特点,将理想黏塑性体中的黏滞系数定义为时间的负指数函数,建立了一个非定常西原蠕变模型,该模型能较好反映红砂岩在单轴压缩条件下的蠕变特性。     

热固性形状记忆PI实现闭环回收利用

近日,中国科学院兰州化学物理研究所聚合物自润滑复合材料课题组成功设计合成了基于动态烯胺键的热固性形状记忆聚酰亚胺(PI),实现了全闭环回收利用。形状记忆聚酰亚胺具有出色的形状记忆性能、机械性能、热稳定性、耐化学、抗辐射、耐高低温等特点,在柔性电子器件、高温驱动器以及航空航天等领域具有广泛的应用前景。与热塑性形状记忆聚酰亚胺相比,热固性形状记忆聚酰亚胺具有更为优异的尺寸稳定性和耐蠕变性能。然而,热固性聚酰亚胺由于化学交联网络的存在,难以熔融和溶解,无法再加工和循环利用,并且很难通过绿色方法快速降解回收,造成严重的资源浪费和环境污染。