水泥基复合材料湿度扩散特性细观数值模拟研究

运用Weibull统计分布方法描述材料的非均匀性,并结合质量扩散与统计分布理论建立了水泥基复合材料湿度扩散的细观数值模型.对水泥基复合材料内湿度变化规律的数值模拟研究表明：砂浆的湿度场不仅受温度的影响,还受到湿度本身的影响,湿度和温度的升高对湿度的扩散具有加速作用.砂浆的细观非均匀性对湿度扩散影响显著.试样的均匀程度越低,其内包含的孔隙就越多,这有利于湿度的扩散;反之,如果试样的均匀程度越高,则越不利于湿度的扩散.砂浆试样的宏观有效湿度扩散系数随Weibull分布函数中均质度系数的增加呈负指数衰减趋势.在混凝土中,骨料颗粒占有较高的体积分数,而其湿度扩散性能却较低,这在一定程度上降低了混凝土的宏观湿度扩散性能.研究结果表明,混凝土的湿度扩散系数随其骨料含量增加基本呈线性递减变化关系.     

围压与径向荷载共同作用下巴西盘裂纹应力强度因子的解析解

利用权函数法推导了围压和径向荷载共同作用下,考虑裂纹面摩擦的预制裂纹巴西盘应力强度因子计算公式,从理论上分析了围压、径向荷载和裂纹面摩擦对巴西盘应力强度因子的影响。结果表明,围压对I型应力强度因子有很大影响,I型应力强度因子随围压的增大而减小。当裂纹面闭合后围压和摩擦系数对II型应力强度因子同样具有显著影响,考虑裂纹面有效剪应力的权函数法理论解与有限元数值解相吻合,表明理论分析的正确性。     

采场顶板岩块回转的应力演化及稳定性分析

针对煤炭开采中的主要安全隐患采场顶板冒落问题,以采场顶板断裂成的关键块体为研究对象,通过理论公式推导与数值模拟相结合的方法,分析顶板关键块体在回转过程中的应力演化。结果表明:在完全对称回转情况下,随着回转角度的增大,初期水平推力增速较缓,后期增速加快;非对称情况下,水平推力整体变化趋势与前者相似,但在增长过程中由于非对称破坏的存在,导致其出现较大的波动;在顶板回转初期或顶板断裂度i3时,极易发生滑动失稳破坏;随着回转角度的增大,水平推力增大导致岩石被挤碎,发生回转失稳,这种现象在i3时尤为明显。     

论新时期高校教师在大学生素质教育中的作用

作者针对新时期探讨高校教师在大学生素质教育中的作用,认为：高校教师对学生政治思想道德素质、知识素质、业务素质、综合素质等各种素质教育具有重要的作用。教师在上课、实验、实习、科研等各个环节积极地、经常地引导和教育是学生良好综合素质形成的关键,在新形势下教师应以人为本,既要重视学生知识素质、业务素质的培养,又要注意大学生的身心素质教育和个性发展。     

岩体微震能量演化规律及渗透系数评估

基于大岗山水电站右岸边坡开挖过程中的微震监测数据,分析卸荷引起微震能量释放的时空规律,研究渗透系数增量的空间分布。结果表明:微震能量逐月累积等值线空间分布图可初步定量地识别和圈定边坡深部岩体损伤的区域及程度,微震能量沿软弱结构面易形成积聚带,并遵循能量的累积、释放和转移的规律。岩体因损伤而释放的微震能量与岩体渗透系数变化的趋势具有一致性。两卸荷裂隙带和断层外侧附近渗透系数改变量约为0.03~0.05 cm/s,而两卸荷裂隙带和断层之间的岩体的渗透系数约为0.04~0.097 cm/s。渗透系数的改变在软弱结构面交界处附近最为显著,表明在卸荷条件下,岩体的渗透特性受结构面的影响极大。利用开挖过程中岩体释放的微震能量,并结合开挖前边坡不同岩体的渗透系数,可对开挖后岩体的渗透系数进行评估。     

围压与径向荷载共同作用下巴西盘裂纹应力强度因子的解析解

利用权函数法推导了围压和径向荷载共同作用下,考虑裂纹面摩擦的预制裂纹巴西盘应力强度因子计算公式,从理论上分析了围压、径向荷载和裂纹面摩擦对巴西盘应力强度因子的影响。结果表明,围压对I型应力强度因子有很大影响,I型应力强度因子随围压的增大而减小。当裂纹面闭合后围压和摩擦系数对II型应力强度因子同样具有显著影响,考虑裂纹面有效剪应力的权函数法理论解与有限元数值解相吻合,表明理论分析的正确性。     

木质素热裂解特性及动力学研究

利用热重分析仪与气相色谱/质谱联用仪(TG-GC/MS)对木质素进行了动态升温热裂解研究。利用傅里叶变换红外光谱仪分析木质素微观结构,得到不同升温速率下的热重曲线,研究表明,木质素高温热裂解可以分为3个阶段,分别为干燥失水阶段、挥发分析出阶段和炭化阶段;随着升温速率的增加,各个阶段的最大失重率所对应的温度均向高温侧轻微移动,并且失重程度也随之增加;升温速率对木质素热裂解挥发分析出阶段机理模型的选择没有影响,其热裂解反应机理是一级反应控制机理,木质素热裂解挥发分析出阶段在不同升温速率下的表观活化能为54~63 k J·mol-1;对TG-GC/MS的联用提出了新的见解,设计加装了空气驱动阀,获得了主要热裂解气体产物CO,CO2,CH4和H2在不同温度下的析出规律。     

基于各向异性界面单元的岩石端部效应数值模拟

岩石端部效应是岩石力学实验的一个难以回避的问题.通常观点认为水平摩擦力、试样形状效应、加载垫板、试样的刚度比等因素是导致端部效应的主要原因,但这4种因素如何影响试验结果,目前尚不明确.本文建立一种考虑接触面不同的法向与切向刚度的各向异性界面单元,模拟试件与加载端部的接触界面力学行为,探讨切向刚度系数K_s、法向刚度系数K_n、加载垫板的刚度K_p的影响,并考虑到试样的形状效应,改变试样高宽比,系统研究不同因素作用下岩石的端部效应及破裂模式.模拟结果表明,K_s的增加使端部由拉应力变为压应力,破坏形式由纵向劈裂转变为斜面剪切破坏;K_p的的影响与K_s的影响类似,K_n对岩石力学性能影响相对较小;试样形状的改变也同样影响端部受力和破坏模式,且端部越粗糙,高宽比的影响越明显.     

半纤维素热解反应的微观反应机理研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,以半纤维素热解反应中的典型产物2-糠醛为切入点,对半纤维素模型化合物4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸-D-木糖在温度范围(300~1100K)内进行了热解反应机理研究。研究发现,热解反应分为两个阶段,第一阶段为二聚体模型化合物的解聚,第二阶段为解聚后的两个单体分别反应生成2-糠醛的过程。计算结果表明:700K左右为二聚体模型化合物发生解聚的最佳温度,其支链发生分解反应的最大反应速率所对应的温度为500K左右,其主链分解反应的最大反应速率所对应的温度为700K左右。     

含瓦斯煤岩破裂过程固气耦合数值模拟

根据瓦斯渗流与煤体变形的基本理论,并引入煤体变形过程中细观单元损伤与透气性演化的耦合作用方程,建立了含瓦斯煤岩破裂过程固气耦合作用模型·应用该模型模拟研究了煤矿开采诱发的煤与瓦斯突出过程、突出前后煤体中瓦斯压力的变化规律以及采动影响下瓦斯抽放过程中煤层透气性的演化和抽放孔周围瓦斯压力的变化规律,这对于进一步深入理解煤与瓦斯突出机理、瓦斯抽放作用机制等并采取相应的预防和控制措施等具有重要的理论和实践意义·