黑石岭隧道围岩岩爆灾害的研究

地应力环境与围岩力学属性是隧道工程中引发岩爆的两大决定性因素。为了研究黑石岭隧道开挖过程中围岩岩爆灾害的潜在威胁及其表现规律,通过对岩爆里程段的现场采样、运用Kaiser效应法测量原岩应力和室内岩石力学实验,探讨了工程区内白云岩的岩性特征及其破坏规律,并基于强度理论和冲击能指标分析了发生岩爆的可能性及其发生方式。分析得知,该工程区内岩爆的潜在威胁较大,尤其是测点1和测点2处发生强岩爆的可能性最大,须在工程开挖过程中加强防治。     

燃烧管中烟煤粉粉尘云传播参数的试验研究

利用自行设计的长29.6 m,内径199 mm,配有特殊扬尘装置的大犁卧式燃烧爆炸管道试验系统,对弱点火条件下烟煤粉与空气两相悬浮流中的爆炸过程进行了试验研究,用压电传感器测量了管内各测点的压力信号,观测到快速爆燃的状态稳定,分析了爆燃波稳定传播机理.结果表明:在煤粉浓度为300g/m~3及弱点火条件下,悬浮烟煤粉粉尘云中爆燃波能够稳定传播,且稳态传播距离持续20 m以上,峰值超压和波速平均值分别约为70 kPa和430m/s.     

瞬态温度载荷下固液混合装药内部温度响应研究

为了研究瞬态温度载荷作用下固液混合装药起爆点火过程,设计了瞬态温度载荷试验装置和瞬态温度测试系统。用黑火药爆炸温度作为瞬态温度载荷,测试了固液混合装药内部的温度响应过程,并与数值模拟进行对比分析。结果表明,设计的瞬态温度载荷测试系统可以研究装药对瞬态温度的响应。     

加载条件下多尺寸原水管道受力特征模型试验

为解决在施工过程中管线附近超载导致的爆管问题,分析堆载对不同管径原水管线受力变形的影响,基于模型试验研究管道的受力变形特征,并通过数值模拟计算对试验结果进行论证。结果表明:有限元计算结果与试验结果较吻合,管底整体应力值大于管腰处;在相同荷载作用下,随着管道直径的不断增大,管道所受的应力值越来越小;当荷载距离管轴线较远时,管道整体应力值变小;对比发现,随着加载值逐渐增大、管径逐渐变小,管体轴向应力值逐渐增大,且应力值增长速度较快。这主要是因为小管径的管道长细比较大,在土体中受约束较强,其所受到的应力值较大,容易产生破坏,实际施工时需要注意此类问题。     

环境作用动力学在应力腐蚀断裂中的应用

目的研究材料的应力腐蚀断裂时间。方法应用环境作用动力学理论,求解材料的应力腐蚀断裂时间函数。结果从环境作用动力学理论得到了材料的应力腐蚀断裂时间函数,并对AZ61和AZ80镁合金进行了试验验证。结论环境作用动力学理论可以描述镁合金材料应力腐蚀断裂时间;AZ61镁合金抗应力腐蚀性能优于AZ80镁合金。     

建筑玻璃表面粉尘的粘附与清洁机理探讨

对粘附于建筑玻璃上的粉尘来源进行分类,并分析了大气中粉尘的分散度和建筑玻璃的表面特征,根据建筑玻璃的表面特性、粉尘的特性和分子热力表面物理化学理论,阐述了粉尘与建筑玻璃的表面之间的耦合力和建筑玻璃表面利用羟基团来吸附某些粉尘的原理,进而探讨了建筑玻璃的清洁机理.     

苦味酸钾在电引火元件生产中的应用研究

目前使用的工业电雷管的发火可靠性和一致性普遍不理想,并带来安全隐患和环境污染,原因之一是采用KClO3-C-DDNP系列引火药剂制造电引火元件.为探讨将苦味酸钾作为电引火元件引火药剂的可行性,通过理论分析和部分实验论证,对比分析了苦味酸钾引火药和DDNP引火药在热安定性、机械感度、生产和使用安全性、燃烧精度、发火可靠性和一致性、产品性能、制药废水处理等方面的差别.结果表明,在电引火元件制造中,采用苦味酸钾作为引火药剂的主要组分,在保证和控制产品质量,改善生产和使用的安全性,环境保护等方面都有明显改进,有利于提高电雷管的发火可靠性和一致性.     

氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型的应用

在温度和裂尖速度恒定、平面应变和小规模屈服、小规模氢化物沉淀条件下,应用有限元法研究氢化物诱致金属稳态裂纹扩展的信息.在考虑氢扩散、氢化物沉淀、非机械能量流和氢化物/固溶变形等多物理的耦合现象条件下,有限元结果和导出的分析表达式给出的结果都证实应力平稳平台的存在,且两种计算结果相当一致.分析关系式基于氢化学平衡并明确表明了温度、远端氢浓度和氢化物弹性性态效应.裂纹尖端场特性用于发展断裂准则和估计应力强度因子阈值.当归一化应力强度因子趋于零时,临近应力强度因子阈值的裂尖场产生,表现为氢化物沉淀区出现常静水应力.随着归一化应力强度因子值增加,裂纹扩展裂尖场从阶段I演化到阶段II,氢化物沉淀区域实际尺寸减小并偏离平台水平,裂尖场附近的力学响应基本和金属中不含有氢的工况一致,此时裂尖场强烈依赖于远离裂尖场的氢浓度.     

氢氧爆轰电离模型研究

提出了利用氢能的脉冲爆轰波磁流体发电的设想,发电系统可以解决一般磁流体发电中的高温耐热材料问题和排渣问题.对脉冲爆轰磁流体发电中的核心参数——爆轰产物的电导率进行了理论研究.应用稳态爆轰的ZND理论和局部热力学平衡的热电离理论建立了爆轰产物电导率的计算模型,计算了不同初始压力下当量氢氧混合气体的爆轰电导率.模型计算结果与实验数据基本吻合.同时利用该模型预测了爆轰温度与氢气和氧气的混合比对爆轰产物电导率的影响.研究发现,爆轰产物的平衡电导率主要由爆轰温度决定,氢气与氧气的混合比在接近当量比的时候可以取得最大爆轰电导率,混合气体初始压力对爆轰电导率影响不大,当量氢氧混合气体的爆轰电导率在10-3～10-1 S/m范围内.     

基于断裂力学的受压容器安全评定方法

以断裂力学为基础,对在役含缺陷受压容器的评定方法与评定步骤进行了介绍,规范了缺陷简化及等效裂纹尺寸,并进行缺陷的脆断评定。它能对在役压力容器的现在和未来状况进行评估和预测,判断其是否能够继续使用及安全度如何,并能在安全的前提下使压力容器的潜能得到充分发挥,从而在最大程度上减少危害与损失。