不同阻尼特性材料组合结构的弹塑性动力时程响应计算

本文提出一种不必形成与存储总阻尼矩阵的非线性结构动力时程分析的算法,用于计算非比例、非经典阻尼结构弹塑性动力响应。该算法的软件实现简单,对现有比例阻尼结构分析程序稍加修改即可。基于此算法的计算机程序满足了由两种阻尼特性材料建造的建筑结构非线性动力时程分析的需要。     

固体浮力材料海洋生物污损及其防护研究进展

固体浮力材料为水下设备设施提供必要的浮力,是海洋开发和作业不可缺少的重要材料,其长期在海洋环境中使用,容易受到海洋生物污损的影响。海洋污损生物附着在固体浮力材料表面,会对浮力材料本身和使用浮力材料的设备产生严重的危害,导致浮力材料性能下降、功能受损,严重影响了水下设施设备的使用寿命及经济价值。本文通过检索近阶段固体浮力材料及海洋生物污损领域的研究进展,总结了固体浮力材料的特性、海洋生物污损原理和污损防护技术。重点分析和比较了各类防护技术的作用机理、适用范围及优缺点,评估了复合防护法和新型防护法的发展及应用前景,基于工程实践经验针对固体浮力材料防污技术的未来发展趋势进行了探讨并提出了建议。     

大型智能控制压扭多轴加载试验机的研制

设计和研制一台大型智能控制压扭多轴加载试验机,形成一个集动静加载、扭剪、常规三轴等功能为一体的多功能土动力试验平台。该试验机具有如下特点:(1)试样尺寸大,高度可达600mm,且可根据试验需求更换大小不同的试样及相应传感器;(2)加载自由度多,可独立施加轴力、扭矩、内压、外压、孔压及相应的位移,实现5个不同物理量的独立控制,从而大大拓宽可施加的应力路径范围;(3)控制智能化,可先将拟进行的应力路径或应变路径写入程序中,试验过程中即可由计算机自动控制。测试结果表明,该试验机的控制精度能够满足土工材料试验的要求。     

相变储能材料六水氯化钙的储热性能优化研究

六水氯化钙(CaCl2?6H2O)的相变温度约为29 ℃,相变潜热约180.0～190.8 J/g,因其潜热高,成本低,无毒等优点广泛应用于建筑材料中,但CaCl2?6H2O在实际应用中存在着储热性能差、衰减严重等缺点。通过差示扫描量热法(DSC)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射法(XRD)对比了CaCl2?6H2O在改性前后的潜热性能、形貌及晶体结构差异。结果表明,通过对CaCl2?6H2O的水含量进行精确调控,材料的相变潜热从158.6 J/g提升至194.8 J/g,潜热存储能力得到极大的提升。     

高位落石作用下不同缓冲层与钢筋混凝土板组合结构动力响应

2008年“5.12”汶川特大地震诱发了大量的震裂山体危岩崩塌灾害。这类危岩发育位置高、冲击能量大,存在主动加固措施难以实施且被动防护网防护能级不足的问题,为此在汶川、芦山、九寨沟地震灾区逐渐广泛使用桩板拦石墙结构用于防治高位崩塌落石,取得了非常好的效果,但同时也存在部分桩板拦石墙墙后因未设缓冲层或挂废旧轮胎而被落石直接撞击并损毁的现象。为避免落石直接与此类钢筋混凝土（RC）板碰撞造成刚性破坏,工程上常采用就地开挖的碎石土、砂土作为缓冲层以减缓落石冲击力,为研究冲击作用下不同类型缓冲层消能效果及RC板的动力响应特征,基于室外搭建的落石冲击试验平台,开展了不同缓冲层及其相互组合的系列落石冲击试验。结果表明,总厚度相同前提下,EPS泡沫-砂土组合缓冲层的消能效果最优,其次为碎石土,砂最差。与其他两种缓冲层消能方式相比,落石锤与组合缓冲层碰撞过程中发生多次反弹且接触时长远大于其他两种;相同的冲击工况下,EPS中心位置压溃并下陷,且产生大量辐射状宽大裂缝;组合缓冲层能够有效减小RC板的跨中位移,在3,5,7 m冲击高度下,比砂作为缓冲层时跨中位移减小了37%~46%。在R4落石锤冲击下,RC板跨中位移显著增加且产生明显塑性位移,随冲击能量增大跨中裂缝自下而上延伸,RC板最终破坏时表现为典型的弯曲破坏特征。     

基于部分碳化NH2-MIL-101(Fe)的水中四环素类抗生素比色检测方法研究

四环素类抗生素(Tetracyclines, TCs)在生产中的滥用会导致其在环境中的残留,极大提高了人体感染疾病的风险,并且目前仍缺乏快速、有效的检测手段。基于TCs在水中易与Fe²⁺、Fe³⁺产生强烈络合的特性,本文制备了一种部分碳化NH₂-MIL-101(Fe)用于水中TCs快速检测的比色检测方法。经惰性气氛煅烧法对NH₂-MIL-101(Fe)进行改性,制备了两种改性材料,并对两种改性材料和前体的表面形貌及化学结构进行了表征。对比了NH₂-MIL-101(Fe)和350、450℃下煅烧的改性材料与土霉素间的络合效果,实验结果表明,3种材料均可与土霉素络合,350℃煅烧得到的部分碳化材料具有最佳催化效果,并显示出良好的稳定性和分散性。在优化的检测条件下(催化剂投加量12μg·mL^-1、H₂O₂浓度6 mmol·L^-1、TMB浓度5 mmol·L^-1、pH=5.5、...     

土工织物-砂土界面的叠环式剪切试验

针对土工合成材料界面特性试验易受试验装置影响的特点,采用大型叠环式剪切仪进行土工织物与砂土的界面剪切试验。对比砂土本身、土工织物与砂土的两种剪切试验结果发现,土工织物-砂土剪切引起的叠环位移较小;叠环的水平位移变化规律与土体的剪胀性具有密切联系,土工织物限制了下剪切盒内土颗粒的运动,对达到峰值强度时的土体剪胀也具有抑制作用。由试验结果可知,筋-土界面的剪切带远小于剪切的影响范围,土工织物在界面剪切中的作用不能仅通过剪切带反映,还应考虑土工织物的屏蔽作用和对于土体剪切带形成的影响。     

一种基于有限元的岩石圈长期变形数值计算方法

有限单元法以其灵活性和精确性,成为固体地球科学中广为使用的数值方法。从短周期的地震活动到长周期的岩石圈变形、地幔对流,甚至行星演化,有限单元法几乎在固体地球科学的各个领域都占据着十分重要的位置。随着研究的深入,某些特定的地学问题给有限元计算带来挑战,尤其是岩石圈尺度大变形的数值计算,比如俯冲带的演化、剪切带中塑性流变导致的应力集中。基于显式有限元,尝试考虑粘弹塑性岩石圈大变形过程的数值计算。应用Marker-In-Cell（MIC）方法处理物质迁移。在描述基本原理和流程的基础上,对粘弹性变形、弹塑性变形、大变形过程及热传递过程等核心模块分别做了基准测试,而这四个模块是模拟岩石圈长期变形的关键。由测试结果和其他学者的（解析或数值）研究结果比对情况来看,受测试的核心模块基本达到了测试要求。可以预见,现有的基本算法可以满足研究岩石圈大变形的需要,进一步的具体研究工作将探讨这类问题。从科学问题层面讲,逐渐复杂的科学问题有利于数值模型的成熟。已达到基准测试的数值方法对下一步开展一些具体的地球动力学数值模拟研究有实际意义。      

生物型凹凸棒基高分子固沙材料的复配效果

由于具有提高沙土的稳定性和保水性等特征,复合高吸水性固沙材料在荒漠化土地治理方面具有一定的潜力和应用前景。研究了蓝藻结皮在不同比例凹凸棒基高分子固沙材料中的生长状态和生理特性。结果表明:蓝藻结皮与经4 mol·L^-1硫酸改性后的凹凸棒基高分子固沙材料以1∶3质量比配比生长情况最佳;比较了复配材料喷洒量为400、500g·m^-2处理下蓝藻叶绿素a、丙二醛、可溶性蛋白及可溶性糖含量等生理指标,喷洒量为500 g·5m^-2的蓝藻结皮与经4 mol·L^-1硫酸改性后的凹凸棒基高分子固沙材料生理特性较好。