循环荷载作用下饱和粘土中的有效应力原理的实验研究

有效应力原理是土力学中的经典理论,在土动力学中,有效应力原理的应用基本上是沿用土静力学中的方法,即通过建立合理的孔压模式,利用有效应力原理对土体的破坏进行分析。但是通过动三轴试验发现,在动三轴不固结不排水试验中,整个试验过程中孔压不发生变化,土体强度却发生了明显的衰减。这种现象利用有效应力原理无法得到合理的解释。针对这种现象,本文建议引入损伤变量D,作为反映土体结构变化的参数,对有效应力原理进行修正。经过修正后的有效应力原理反映了在循环荷载作用下,循环扰动造成的结构损伤对有效应力的影响,可以合理地解释动力作用下土体中孔压和有效应力相互转换,以及土体强度衰减的原因。     

Axisymmetrical analytical solution for vertical vibration of end-bearing pile in saturated viscoelastic soil layer

Based on elasticity and the theory of saturated porous media, and regarding the pile and the soil as a single phase elastic and a saturated viscoelastic media, respectively, the dynamical behavior of vertical vibration of an end-bearing pile in a saturated viscoelastic soil layer is investigated in the frequency domain using the Helmholtz decomposition and variable separation method. The axisymmetrical analytical solutions for vertical vibrations of the pile in a saturated viscoelastic soil layer are obtained, and the analytical expression of the dynamical complex stiffness of the pile top is presented. Responses of dynamic stiffness factor and equivalent damping of pile top with respect to the frequency are shown in figures using a numerical method. Effects of the saturated soil parameters, modulus ratio of the pile to soil, slenderness ratio of pile and pile＇s Poisson ratio, etc. on the stiffness factor and damping are examined. It is shown that, due to the effect of the transversal deformation of the pile and the radial force of the saturated viscoelastic soil acting on the pile, the dynamic stiffness factor and the damping derived from the axisymmetrical solution are greatly different from those derived from the classical Euler-Bernoulli rod model, especially at some specific excitation frequencies. Therefore, there are limitations on applicability of the Euler-Bernoulli rod model in analyzing verticai vibration of the pile. More accurate analysis should be based on a three-dimensional model.     

微乳液法制备Mn-Zn铁氧体磁性纳米粒子

以正己醇为油相,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,FeSO4、MnSO4、ZnSO4混合溶液为水相先制成油包水的反相微乳液;NaOH溶液为沉淀剂、H2O2为氧化剂,再在微乳液中制备Mn-Zn铁氧体磁性纳米粒子,研究了溶液的浓度、表面活性剂(CTAB)和水的不同质量比对样品的物相、微结构、     

社会演进中钢未来使用规律预测及政策分析

运用国际上新兴的动态物质流分析方法,对2014~2100年中国钢使用规律进行预测。研究发现,2014年至21世纪30年代,中国人均钢存量迅速增长,并于2035年以后达到饱和。在联合国中等方差人口增长情景下,2014年以后中国钢总存量出现了先迅速上升、后逐步下降的态势。中国未来钢消费量将于2015年左右达到峰值。2035年以后,钢退役量将超过钢消费量,并于消费峰值出现的30年后达到最大值。根据上述钢未来使用规律,中国应根据消费峰值出现的时间和数量合理安排钢的生产量,并于消费峰值出现之前做好减产准备;提高退役钢的处理能力,加强循环技术研究,实现资源解耦;开拓国际钢铁市场,与初级工业化国家进行产业联合,释放过剩产能。     

航天器有限时间饱和姿态跟踪控制

针对刚体航天器系统,对存在模型不确定性、外界干扰力矩和控制器饱和等条件下的姿态跟踪控制问题进行了研究。首先,考虑未知模型不确定性和外界干扰,且总干扰上界为未知常数,结合快速非奇异终端滑模、快速终端滑模趋近律以及辅助系统构造了基本的鲁棒有限时间饱和控制器,并通过辅助系统直接补偿了控制器饱和;其次,针对系统总干扰具有多项式上界的情形,进一步结合自适应控制算法,对其上界函数中的未知参数进行在线估计,并设计了自适应有限时间饱和控制器。同时,基于Lyapunov稳定性理论证明了所提出控制算法的有限时间收敛特性。最后,通过数值仿真验证所提出控制算法的控制效果,在两种控制器作用下姿态的跟踪精度分别为5×10-5和1×10-5,证明了所提出控制算法的有效性。     

220kV SISFCL对距离保护的影响分析

为解决在输电线路中接入饱和铁心型超导限流器(Saturated Iron Core Supercondutive Fault Current Limiter,SISFCL)后对原距离保护选择性、灵敏性产生影响的问题,在PSCAD中建立了220kV SISFCL、输电线路距离保护Ⅰ段、Ⅱ段的模型,分析了饱和铁心型超导限流器对输电线路距离保护产生影响的机理,由公式推导得到两种理论上可消除此影响的方法,即实时改变整定阻抗和改变接线方法,最后提出一种距离保护的新型整定方法。仿真结果表明所提出的整定方法有效地提高了距离保护的选择性和灵敏度,为SISFCL应用于输电线路提供理论依据。     

爆炸荷载作用下饱和半空间中衬砌隧道弹性动力响应IBIEM模拟

基于Biot两相介质理论,采用一种高精度间接边界积分方程法（IBIEM）研究了饱和半空间中浅埋衬砌隧道在内部爆炸荷载作用下的瞬态弹性动力反应。通过典型算例,给出了爆炸荷载作用下隧道附近地表位移、衬砌动应力、围岩径向位移和衬砌表面孔隙水压的时程响应,并对比分析了饱和半空间和全空间中隧道动力响应的区别。研究表明：覆土层厚度对浅埋隧道-围岩整体动力响应特征具有明显影响;衬砌表面透水状态对爆炸荷载的时程响应的影响不显著;随半空间饱和介质孔隙率增加,围岩受隧道内部爆炸影响程度降低,衬砌承担的爆炸作用增大;当和直达波、衬砌内部反射波的峰值叠加作用时,半空间表面反射波对衬砌隧道拱顶附近响应影响显著,使得衬砌动应力幅值、径向位移相比深埋情况大幅度增加。     

成层饱和介质平面波斜入射问题的一维化时域方法

地震波斜入射下自由场的输入是大型结构抗震分析中亟待解决的问题之一,尤其是成层饱和多孔介质自由场问题,由于问题的复杂性,目前研究甚少. 本文基于Biot提出的饱和多孔介质动力方程,建立了一种新的求解平面波斜入射下基岩上覆饱和多孔介质成层场地自由场分析的一维化时域计算方法. 该方法首先根据Snell定律将饱和多孔介质二维空间问题转化为一维时域问题,通过对深度方向的有限元离散,得到饱和多孔介质波动问题的一维化有限元方程,然后采用单相弹性介质精确人工边界条件模拟基岩半空间的波动辐射和输入特征,通过考虑基岩与饱和多孔介质间透水或不透水边界条件以及不同饱和多孔介质交界面边界条件,形成基岩上覆成层饱和介质系统的整体有限元方程,最后采用中心差分法与Newmark平均加速度近似格式相结合的方法对时间进行离散,得到节点的动力时程的显式表达. 典型场地的地震反应分析表明,本文方法的计算结果与传递矩阵法结合傅里叶变换的计算结果完全吻合,证明了其有效性.      

新型葫芦[6]脲纳米颗粒超极化129Xe"分子笼"研究

在相同浓度下,超极化¹²⁹Xe的核磁共振（NMR）灵敏度是传统质子NMR的10 000倍以上,但单原子Xe不具有靶向性,只有单一NMR信号.若超极化¹²⁹Xe与“分子笼”相结合,就能获得新的“笼”内Xe信号,为发展超极化¹²⁹Xe分子探针奠定基础.因此,构建新型的“分子笼”是发展新型超极化¹²⁹Xe分子探针的一个重要方向.葫芦[6]脲纳米颗粒的出现能改善以葫芦[6]脲为主体的¹²⁹Xe分子探针水溶性差、信号弱等缺点.本文构建了水溶性的葫芦[6]脲纳米颗粒,并发现其具有葫芦[6]脲/纳米颗粒内部两个“笼”内¹²⁹Xe信号.这一发现使这种纳米颗粒具有成为超极化¹²⁹Xe分子探针的潜力,能降低检测结果中假阳性和假阴性的发生率,值得更深入的探索和研究.     

便携式食品直链和支链淀粉速测仪的研制

依据等吸收双波长消去比色法原理,研制了便携式食品直链和支链淀粉速测仪,并进行两种淀粉含量的检测.验证试验结果表明线性关系(R2 0.999)、精密度(RSD%0. 7%)、稳定性(RSD%1. 5%)、重复性(RSD%2.0%)、重现性(实验室内RSD%2.5%,实验室间RSD%4.2%)、回收率(平均回收率高于90%,RSD%2.5%)和系统适用性(设备RSD%2.0%,设备之间RSD%3.5%)良好.其检测过程简单、快速、准确,两种淀粉的检测和参比波长集成在仪器装置单片机系统中,试验时可直接使用,无需再次对其进行设定.两种淀粉的吸光度差值ΔA直和ΔA支只需测定两次,节省了操作时间,提高了样品的检测效率.便携式速测仪的研制为快速、准确地检测大批量样品中两种淀粉提供了有力的技术保障.