非均质煤样细观力学特性的双轴压缩数值模拟

煤的微观结构特征对煤的力学特性起着重要作用。为了更加真实准确地研究非均质煤样的细观力学特性,首先通过扫描电镜(SEM)获取煤样放大8 000倍的微观结构图像;然后采用数字图像处理技术对SEM图像进行处理,构建能反映煤样较为真实结构特征的CAD矢量结构模型,并将其导入颗粒流离散元软件(PFC)建立符合煤样结构特征的数值模型;最后开展了煤样细观力学特性的双轴压缩颗粒流数值模拟。结果表明:煤作为一种混合物,它所包含的矿物质和微孔裂隙对其力学性能有重要作用;应力应变曲线有明显的峰值转折点,可以分为弹性阶段、应变软化阶段和残余阶段;煤样在双轴压缩条件下产生的宏观裂纹主要受拉伸力影响,其破裂形态不规则;在应力峰值位置附近,裂纹的增长速率最快,此时的颗粒体间平均接触力也最大,能够达到3.25×10⁸N;另外随围压和加载速率增大,应力-应变曲线形式基本保持不变,但轴向应力峰值及裂纹数逐渐增加;应力峰值对应的轴向应变与围压无确定的规律,而与加载速率呈正比关系。     

单轴压缩条件下预制裂纹红砂岩试样声发射特征研究*

为研究单轴压缩条件下预制裂纹红砂岩试样声发射特征,运用伺服压力机、声发射系统对砂岩试样进行单轴压缩试验,结合声发射特征参数与应力时间关系,对砂岩试样变形失稳破坏过程进行分析,并在相同加载方式下分析不同裂纹角度对砂岩试样变形破坏特征的影响。结果表明:砂岩试样破坏过程按力学性质可分为压密、弹性变化、塑性变化及峰后残余4个阶段,预制裂纹对试样的峰值应力有显著降低作用;声发射信号可分为平静期、上升期、波动期3个阶段,信号与砂岩试样破坏过程存在良好对应关系,不同角度预制裂纹对应的声发射信号特征不同,平静期45°裂纹试样声发射事件相对较活跃,振铃累积率相对最高,0°裂纹试样最早进入声发射波动期;在相同加载方式下,声发射信号参数RA值受裂纹角度影响较大,可以利用声发射信号RA值的演化判断岩石材料中裂纹方向与荷载方向的关系。     

囊袋结构消防服内衬的力学特性研究

为保护消防员不受火场坠落物造成的伤害,设计制造1种具有缓冲功能的弹性囊袋结构内衬.基于万能材料试验机拉伸试验确定囊袋结构材料A剂与B剂的最佳比例为1:1;根据理想气体状态方程和弹簧模型推导得到囊袋内填充气压的最佳数值;以此为依据对囊袋结构内衬进行不同加载速率的压缩试验,得到应力应变曲线.研究表明:囊袋结构压缩曲线分为应...     

西石门后井尾矿库堆坝材料物理力学特性试验研究

经调查统计,我国尾矿库存在数量多、规模小、安全度水平低及较多中小尾矿库未经过正规设计等特点,并且绝大多数尾矿库下游为生活区、工矿企业或重要城镇等,因此加强尾矿库安全管理,准确把握尾矿坝堆坝材料物理力学特性,对于减少和防止尾矿库溃坝事故的发生,确保尾矿库的安全运行,使之更好地为矿山安全生产服务,为国民经济健康持续快速发展服务等方面都具有重要意义。本文在总结有关尾矿库稳定性分析方法的基础上,以西石门后井尾矿库为研究对象,利用渗透实验、压缩实验、三轴试验开展了堆坝材料物理力学特性试验研究,整理并得到了用于描述堆坝材料物理力学特性的试验数据和实验曲线,系统分析了堆坝材料的变形规律,为系统分析堆坝材料物理力学特性及开展坝体稳定分析提供依据。     

植被混凝土抗侵蚀性能研究

基材的抗侵蚀性能是生态护坡成功的关键因素之一。通过设计的实验装置对3组不同边坡进行了侵蚀实验,探讨了植被混凝土的抗侵蚀机理,比较了3种边坡的抗侵蚀性能。实验表明:植被混凝土生态防护边坡具有良好的抗侵蚀性能,在同等条件下无植被防护土质边坡的坡面侵蚀速率比有植被防护土质边坡的坡面侵蚀速率高出两个数量级。     

无锡马山抽水蓄能电站堆石料工程特性平行试验研究

通过马山抽水蓄能电站坝体堆石料平行试验研究,认为三种堆石料两次大型三轴剪切试验、侧限单向压缩试验和渗透试验的结果都很接近;堆石料的应力应变关系符合邓肯-张双曲线模型,低围压下会发生剪胀;其压缩性比较低,卸荷回弹量很小,基本都是塑性变形;堆石料的渗透规律基本满足达西定律。堆石料平行试验结果验证了材料的性质能满足工程设计的要求,也说明材料性质的稳定性、试验方法的可行性和试验仪器的准确性均比较令人满意。     

主压缩沉降阶段垃圾填埋体渗透特性研究

针对垃圾填埋体的研究主要集中在降解及垃圾渗滤液处理,而其渗透特性研究不足的现状,选取处于4种压力状况下的垃圾填埋体,对其主压缩沉降阶段渗透特性进行室内物理试验,结合试验数据对垃圾填埋体渗透性能变化规律进行分析研究.结果表明,4种压力状况下垃圾填埋体试验测定分析符合达西定律,其COD变化处于产酸阶段,对渗透性能的影响可以不予考虑;在此基础上,对垃圾渗透系数计算表明,处于主压缩沉降阶段内,除没有施加压力状况下垃圾填埋体渗透性能变化规律与其他试验表现不尽相同外,其他垃圾填埋体渗透系数变化大致符合自然指数规律,而4种压力状态下的垃圾填埋体渗透系数数值均在10~(-4.5)～10~(-5.3) m·s~(-1)的范围内,与典型垃圾渗透系数的代表值相一致.     

呼玛河冰灾害试验研究

为了了解高寒地区水工建筑物受春季流冰的威胁程度，选取呼玛河冰为研究对象。通过一系列单轴无侧限抗压强度试验，就温度与加载速率对河冰抗压强度、应力-应变关系、弹性模量的影响进行了研究。利用统计分析与曲线拟合，得出了抗压强度与温度间的相关关系。在呼玛大桥现场进行了流冰撞击桥墩的动态测量，取得了相应的实测数据，为研究冰-结构相互作用提供了有用的资料。     

Combustion features under different center of heat release of a diesel engine using dimethyl carbonate/diesel blend

Experiments were performed in a single cylinder common-rail diesel engine that adopts a low temperature premixed charge compression ignition (PCCI) mode. Combustion features of dimethyl carbonate (DMC)-diesel blends under various centers of heat release (COHRs) were revealed in details. With retarding of COHR, all the peaks of pressure and pressure rise rate and bulk gas temperature are postponed and declined in sequence. Normally, the crank angle of peak pressure is quite close to the COHR, while the peak of bulk gas temperature appears about 7°CA after COHR as a rule. The prolongation can be demonstrated at every stage of combustion such as q₁₀ and q₉₀ with the COHR being put backward. In addition, the heat release of diesel is completely slower than that of D10 fuel at various stages. Unfortunately, retarding of COHR implies a declining thermal efficiency of engines as well as a higher cyclic variation in general. Nevertheless, D10 blend has higher thermal efficiency than diesel thanks to high oxygen content of DMC and low boiling point that prompts better fuel atomization and complete combustion. Meanwhile, the cyclical variation of D10 is greater than diesel fuel owing to the low heat value, high latent heat of vaporization, and poor flammability of DMC. As a total, a comprehensive understanding of PCCI combustion features under different COHRs can be conducive to conducting effective management of combustion process and manipulating the subsequent emission performance to a favorable level.