黄土的孔隙与湿陷性研究

实验资料表明，0.02-0.08mm之间的架空孔隙是引起极强湿陷和强湿陷的主要原因；0.008-0.02mm之间的支架孔隙是引起中等湿陷和弱湿陷的主要原因；不同湿陷性的黄土孔隙组合不同，极强湿陷和强湿陷黄土的突出特点是架空孔隙组合成网格状；湿陷后减少的孔隙数量在0.8-20%之间；宏观孔隙对湿陷也有一定影响；黄土的湿陷性是在干旱与半干旱地区的土壤化过程中产生的。     

煤颗粒燃烧的孔隙特性研究

以实验为基础,系统研究了典型煤种燃烧时的颗粒孔隙过程。采用低温吸附法和电子显微图像计算机法测量了煤燃烧过程中的颗粒孔隙,获得了颗粒孔径分布和孔形分布等孔隙特性,建立了煤颗粒燃烧的微孔效应和亚微孔效应理论。     

天然焦-H2O气化反应特性

在加压热重分析仪上研究了气化温度和催化剂种类对沛城煤矿天然焦-H2O的气化反应特性的影响,用扫描电镜(SEM)观察不同温度下焦样的孔隙结构,并计算了动力学参数.结果表明,气化温度是影响天然焦-H2O气化反应性的一个主要因素,随着温度的升高,天然焦的孔隙越发达,碳转化率明显增大;K基、Ni基、Fe基三种催化剂均能有效地促进气化反应,其中K基催化剂效果最好,其次是Ni基和Fe基催化剂;天然焦的活化能为Eα=147.25 kJ/mol.     

复层孔隙分布铁基粉末冶金材料的力学和摩擦学性能

采用粉末冶金工艺制备基体致密、表层多孔含油的复层铁基含油材料,利用SEM、EDX和XRD分析材料微观组织形貌、组元和物相组成及断口形貌,并基于HDM-20端面摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能. 结果表明:在铁基粉末冶金材料中添加适量TiH₂可有效提高材料的孔隙率,同时在孔隙附近内生TiC硬质相,有效弥补孔隙对力学性能削弱;添加TiH₂后,材料的硬度提高,压溃强度有所降低,材料的断裂机理逐渐由韧性断裂转变为脆性断裂;随着TiH₂含量增加,材料的摩擦学性能呈现先变好后恶化趋势,含质量分数3%TiH₂材料的综合力学和摩擦学性能较好,能实现较高强度与良好自润滑特性的统一. 研究工作为研制高性能铁基含油轴承材料提供新的思路.      

煤中可溶有机质对煤的孔隙结构及甲烷吸附特性影响

采用四氢呋喃对临涣7煤和祁南3煤进行微波辅助抽提,进行了原煤和残煤等温吸附实验和低温氮气吸附测试,对比分析了抽提前后原煤和残煤的甲烷吸附量和比表面积、孔分布情况,并理论测算煤中可溶有机质吸附溶解甲烷量.结果表明,残煤的甲烷吸附能力低于原煤;抽提后,煤的比表面积和总孔体积增大,平均孔径减少,影响煤吸附气体能力的主要孔径为1.7~5.0 nm,且该范围内的孔数有不同程度的增加;压力为0.1~5.0 MPa时,两煤样中可溶有机质吸附溶解的甲烷量分别为0.45~4.22 mL/g、0.69~4.99 mL/g,最大吸附量分别占到原煤最大吸附量的30%和38%.分析认为,煤中可溶有机质占据部分煤中孔隙,影响煤孔隙结构,同时,在压力的作用下,甲烷可以溶解和吸附煤中可溶有机质.     

移动周期载荷作用下孔隙热弹性地基的动力学响应

根据孔隙热弹性线性理论,论文首先建立了在移动周期载荷作用下孔隙热弹性地基动力学响应分析的数学模型,其中提出了在周期性边界上必须满足的6类适当的条件,即界面位移相等、应力相等、孔隙百分比相等、温度相等以及在外法线方向孔隙发展相等和温度导数相等.在此基础上,分别采用微分求积法(DQM)和有限差分法(FDM)对控制方程进行空间和时间离散,并求解.作为算例,分别研究了在移动周期载荷和极限车载作用下孔隙热弹性地基的动力学响应,考察了车速对沉降、孔隙体积百分比和温度的影响.可以看到,论文提出的处理周期性问题DQM,具有精度高、收敛性好,计算效率高等特点.     

正电子湮没多普勒谱中的3γ/2γ分析

在慢正电子束研究表面的实验中,一般仍使用高纯Ge γ谱仪测量正电子湮没多普勒展宽能谱,对能谱的分析采用线形参数S,W,这些参数提供的信息有限. 例如,当电子与正电子在材料中形成电子偶素时,简单的线形参数非但不能表征它们,反而因它们的存在使得分析变得复杂. 本工作在对多普勒展宽能谱进行数据处理的过程中,引入正态电子偶素自衰变强度I_3γ参数,建立了从能谱中获得I_3γ参数值的方法. 以标准样品为基准,选用Ag盖帽的气凝硅胶进行I_3γ参数计算,工作表明新参数对研究介孔材料及纳米薄膜能提供更丰富的信息.     

基于气体吸附法和压汞法对页岩孔隙结构的研究1)

四川盆地威远、渝西地区下志留统龙马溪组页岩广泛发育,为定量研究该区页岩孔隙结构特征,以威远、渝西地区页岩样品为例,运用二氧化碳吸附、低温氮吸附和高压压汞等实验技术,研究了目标储层的孔隙结构及孔径分布特征。结果表明,微孔发育主要集中于0.45 ~ 0.65 nm之间,介孔发育主要集中于2 ~5 nm之间,宏孔发育相对较差且分布不均匀;比表面积与微孔成正相关性,主要孔隙类型是细颈广体的墨水瓶孔等无定形孔隙,并含有一定量四周开放的平行板孔。     

金属泡沫材料压缩响应模式转变分析

金属泡沫材料的压缩响应是微结构相关的,低无序时以单一塌缩带的形核和扩展为主,高无序度时,主要是扩展能力很弱的弥散塌缩带形核所控制。基于考虑材料微结构Weibull分布的应变梯度塑性模型,探究了胞孔塑性屈曲时,相对强度改变和相对密度改变对变形模式转捩的影响。研究发现:当相对密度改变量为定值时,随相对强度改变量的增大,变形模式的转变在较低的无序度下发生。而强度改变量为定值时,相对密度改变量的变化对多孔材料压缩变形模式转变的临界无序度无确定的影响规律,但变形模式转捩点的应力水平随相对密度改变量的减小而下降。     

Discrete simulation and micromechanical analysis of two-dimensional saturated granular media

In this study, a novel approach to incorporate the pore water pressure in the discrete element method （DEM） to comprehensively model saturated granular media was developed. A numerical model was constructed based on the DEM by implanting additional routines in the basic DEM code; pore water pressure calculations were used with a two-dimensional （2D） model to simulate the undrained behavior of satu- rated granular media. This model coupled the interaction of solid particles and the pore fluid in saturated granular media. Finally, several 2D undrained shear tests were simulated. The test results showed that the model could predict the response of the saturated granular soil to shear loading. The effect of initial compaction was investigated. Biaxial tests on dense and loose specimens were conducted, and the effect of the initial density on the change in shear strength and the volume change of the system was inves- tigated. The overall behavior of loose and dense specimens was phenomenologically similar to the real granular material. Constant volume tests were simulated, and the results were compared to those from the coupled model. Induced anisotropy was micromechanically investigated by studying the contact force orientation. The change in anisotropy depended on the modeling scheme. However, the overall responses of the media obtained usinz the couoled and constant volume methods were similar.