Optimal design of superelastic‐friction base isolators for seismic protection of highway bridges against near‐field earthquakes

The seismic response of a multi‐span continuous bridge isolated with novel superelastic‐friction base isolator (S‐FBI) is investigated under near‐field earthquakes. The isolation system consists of a flat steel‐Teflon sliding bearing and a superelastic NiTi shape memory alloy (SMA) device. The key design parameters of an S‐FBI system are the natural period of the isolated bridge, the yielding displacement of the SMA device, and the friction coefficient of the sliding bearings. The goal of this study is to obtain optimal values for each design parameter by performing sensitivity analysis of a bridge isolated by an S‐FBI system. First, a three‐span continuous bridge is modeled as two‐degrees‐of‐freedom with the S‐FBI system. A neuro‐fuzzy model is used to capture rate‐ and temperature‐dependent nonlinear behavior of the SMA device. Then, a set of nonlinear time history analyses of the isolated bridge is performed. The variation of the peak response quantities of interest is shown as a function of design parameters of the S‐FBI system and the optimal values for each parameter are evaluated. Next, in order to assess the effectiveness of the S‐FBI system, the response of the bridge isolated by the S‐FBI system is compared with the response of the non‐isolated bridge and the same bridge isolated by pure‐friction (P‐F) sliding isolation system. Finally, the influence of temperature variations on the performance of the S‐FBI system is evaluated. The results show that the optimum design of a bridge with the S‐FBI system can be achieved by a judicious specification of design parameters. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

新疆金山金矿床中Cu-Zn合金矿物的发现及其地质意义

在研究新疆金山金矿床物质组分的过程中,通过对矿石矿物进行反光显微镜下观察与电子探针分析,发现了Cu-Zn合金矿物。与国内外已发现的Cu-Zn合金矿物相比,所发现的Cu-Zn合金矿物中Cu含量(81.35%～85.36%,平均83.75%)较高,Zn含量(6.08%～10.10%,平均为7.39%)较低,并含少量的Sn(4.13%～6.75%,平均为5.23%)、Ni(0.88%～1.38%,平均为1.05%),属于为α相Cu-Zn合金矿物。Cu-Zn合金矿物在自然界极为罕见,其生成条件也很独特。结合金山金矿成矿特征和形成条件,作者认为该Cu-Zn合金矿物是在热液成矿晚阶段(第Ⅳ阶段)强还原条件下的缺氧、缺硫环境中形成的。     

氧分压对Ni-Cr-Fe合金氧化成膜特性影响的研究

以铸态Ni-Cr-Fe合金为试样,于1 050℃湿氢气氛下恒温氧化20 h。通过氧化增重、SEM/EDS以及薄膜X-射线衍射等方法研究了氧分压对该合金在弱氧化性气氛下氧化成膜特性的影响。结果表明:表面氧化膜从外到内氧化物组成依次为:MnCr2O4、Cr2O3以及SiO2。氧化膜的厚度、组成及形貌与体系的氧分压密切相关,中等氧分压(15.9×10-18atm)有利于表面尖晶石的形成;较低氧分压有利于形成厚而多孔的氧化膜,而高氧分压则趋向于形成薄而致密的氧化膜。     

Phase relations of iron and iron–nickel alloys up to 300 GPa: Implications for composition and structure of the Earth's inner core

We have investigated the phase relations of iron and iron–nickel alloys with 18 to 50 wt.% Ni up to over 300 GPa using a laser-heated diamond-anvil cell. The synchrotron X-ray diffraction measurements show the wide stability of hcp-iron up to 301 GPa and 2000 K and 319 GPa and 300 K without phase transition to dhcp, orthorhombic, or bcc phases. On the other hand, the incorporation of nickel has a remarkable effect on expanding the stability field of fcc phase. The geometry of the temperature–composition phase diagram of iron–nickel alloys suggests that the hcp–fcc–liquid triple point is located at 10 to 20 wt.% Ni at the pressure of the inner core boundary. The fcc phase could crystallize depending on the nickel and silicon contents in the Earth's core, both of which are fcc stabilizer.     

块金成因新见及其分级

本文描述了块金的形成新机制。在热液中呈金氢化物、金羰基化合物及纳料金粒子、纳米金合金粒子活化迁移。在表生条件下,金硫代硫酸盐配合物、金粒子、金合金粒子是金迁移的主要形式。块金是地质的、化学的、物理的、生物化学的综合作用的结果。按块金成因分为内生块金和次生块金。按单块块金质量分为４级。     

我国天然锌铜金属互化物的发现和特征

锌、铜金属互化物是罕见的天然合金矿物，由锌、铜两种元素组成。由于形成条件、环境不同及矿物中锌、铜元素含量不同，形成系列锌、铜金属互化物。经过对我国近二十年来发现的各类型天然锌、铜金属互化物产出的地质特征，物理、化学及光学性质进行的系统研究发现，目前我国在不同的地质体中出现多种不同类型的锌、铜金属互化物，该类矿物主要形成于高温、还原且缺硫的条件下，多数与造岩矿物共生，而与多数金属硫化物形成条件不同。     

自然铜、铜合金矿物及其矿床形成机理新探索

描述了自然铜、铜合金矿物及其矿床形成的新机制。在岩浆及热液中，铜及铜合金可呈氢化物、羧基配合物及纳米粒子活性、迁移、富集形成自然铜矿床，或经以后的地质事件，长期、多次迁移富集，叠加形成富而大的自然铜矿床。在表生条件下，铜的硫化矿物被氧化分解，可形成亚铜的硫代硫酸盐及氯配合物，部分可形成铜的硫酸盐配合物迁移，由于硫代硫酸盐被氧化，亚铜岐化可形成高纯度的自然铜，但它易氧化形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿、硅孔雀石等，因此很难形成自然铜矿床。     

高强耐热铝合金钻杆材料优选

铝合金钻杆的使用性能是制约深部钻探技术发展的“瓶颈”。本文综合考虑孔内工况因素和钻杆性能因素,以钻柱组合设计为基础准则,从特深孔钻探工程技术需求出发,开展了高强耐温铝合金钻杆材质选择和评价的试验研究。试验结果表明：2219铝合金固溶时效制度分别为535 ℃/1 h、165 ℃/20 h,2618铝合金固溶时效制度分别为530 ℃/1 h、200 ℃/20 h;2219铝合金在高温长时间暴露后的室温力学性能优于2618铝合金,在高温瞬时条件下的力学性能劣于2618铝合金;2219铝合金中含有Zr,该元素在热暴露过程中起到减缓溶质扩散速率的作用,这对提高热暴露后的剩余强度是有利的。     

新矿物——罗布莎矿的晶体结构精修

利用微量衍射方法得到的粉晶衍射数据和Rietveld全谱拟合方法精修了合金新矿物罗布莎矿(β-FeSi2)的晶体结构,新矿物计算理论分子式为Fe0.83Si2.00,属斜方晶系,空间群为Cmca,a=0.98362 nm,b=0.78301 nm,c=0.78655 nm,z=16。结构精修发现Fe有明显的占位不足,并且这种不足只表现在Fe2位置上,结构中Fe2有明显的空位缺席构造特征。     

深部钻探铝合金钻杆开发应用

铝合金钻杆具有质量轻、比强度高、钻进深度大等特点,开发并应用铝合金钻杆对提高我国难进入地区钻探施工效率、推动深部科学钻探技术进步以及节能降耗等具有重大现实意义。本文介绍了我国铝合金钻杆批量化、系列化开发与应用的现状,并重点分析了铝合金钻杆应用技术特点、试制关键技术、室内试验和推广应用情况;根据铝合金钻杆的实钻应用情况及研发趋势,提出了我国铝合金钻杆开发的新构想。