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1.
世界强国针对南极科技前沿、地缘政治、开发利用权益的争夺日趋激烈。中国建设和运营南极航空基础设施,有利于提升中国在南极的综合影响力、扩大南极科学考察规模、满足人员和物资快速投送需求,因此,南极机场建设的战略发展价值突出,而压实雪层跑道是中国在南极建设大型机场路面的首选形式。采用压实雪的方法制备人工冰样,结合冰雪跑道所承受的飞机载荷特征,在（-10.0±0.3） ℃温度条件下,以1.0 MPa为平均加载应力,以0.03 Hz为加载频率,应力幅值为0.2~1.0 MPa,循环次数100~900为循环条件,开展在1.0×10-3~1.0×10-1 s-1应变速率下循环载荷压实雪冰的抗压强度试验,以及5.0×10-4~1.0×10-1 s-1应变速率下单调载荷压实雪冰的抗压强度试验。结果表明：单调载荷下的压实雪冰抗压强度在韧性区内随着应变速率的增加而增加,在韧性-脆性过渡区达到最大值,然后在脆性区中显著减少;在高应变速率和一定循环次数范围内,循环载荷对压实雪冰的抗压强度具有强化作用;当超过一定循环次数时,循环载荷对压实雪冰的抗压强度会产生弱化作用。以上试验结果可为压实雪层跑道的设计和维护提供理论依据。 相似文献
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纳米粒子的熔点与粒径的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
推导纳米粒子的熔点与其粒径的定量关系, 并从热力学的角度阐明纳米粒子烧结过程的实质及烧结温度与粒径的关系.利用热力学及表面化学的有关理论, 虚拟固相和液相之间的相变过程, 根据相平衡条件, 将纳米粒子的熔点与粒径联系起来, 并以金属铅(Pb) 为例进行计算.结果表明, 纳米粒子粒径越小, 比表面自由能越高, 其化学势则比相同条件下的块状固体高很多, 导致其熔点和烧结温度大大低于同样材质的块状固体.以金属Pb为例, 通过熔点和粒径之间的定量关系计算的结果与实验结果吻合.因此纳米粒子的熔点和烧结温度与其粒径有关, 即粒子越小, 熔点和烧结温度越低. 相似文献
3.
为降低孕镶金刚石复合材料的烧结温度，采用脉冲电流烧结法，对纳米Cu粉末、纳米WC-12％Co粉末及常规的63^#配方胎体进行了烧结实验。结果表明，纳米Cu粉在700℃可实现致密化，纳米WC-12％Co粉末、63^#配方胎体可分别在1100℃、850℃实现致密化，均大大低于常规烧结方法的烧结温度，还起到保护金刚石、降低能耗、增加石墨模具寿命的作用。 相似文献
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根据渤海海冰物理和力学参数分布建立渤海海冰工程分区.其特点是将作用到相同直径或宽度的直立结构物上冰的作用力范围相同的区域划分为同一分区内,因此不同重现期设计冰厚度和峰值压缩强度之积作为区划指标.为了获得不同重现期渤海海冰物理和力学性质参数,利用渤海历史资料建立用气温、水温、冰期和冰厚表达非变形平整冰层和冰样温度、盐度、密度的关系,进而获得冰的孔隙率;利用渤海海冰单轴压缩强度同孔隙率的试验关系计算相应峰值压缩强度;然后发展渤海不同重现期平整冰层物理和力学参数的平面分布.在此基础上以新区划指标做不同重现期的海冰工程分区.作为新区划的实例,给出25、50、100年重现期的渤海海冰工程分区. 相似文献
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高铝煤矸石脱硅滤饼碱石灰烧结法制备氢氧化铝的实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用碱石灰烧结法从内蒙古三道沟地区的高铝煤矸石中提取了氢氧化铝,实验原料经过碱液预处理,使其中的铝硅质量比(Al2O3/SiO2)由原来的0.86提高到2.21。实验研究了烧结过程中烧结温度为1100℃、1200℃、1250℃、1300℃以及生料中Na2O/Al2O3摩尔比为0.94～1.0,CaO/SiO2摩尔比为1.90～2.10时,对熟料烧结质量的影响。结果表明,在烧结温度为1200℃、Na2O/Al2O3摩尔比为1.0,CaO/SiO2摩尔比为2.1时,熟料的烧结质量最好,其中氧化铝的溶出率最高达到94%。最佳条件下得到的溶出液以一水铝石为晶种,在添加甲醇并于30℃下分解5h,铝酸钠溶液中氧化铝的分解率达到88.9%;扫面电镜结果显示,生成的铝氧水合物呈片状生长。 相似文献
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准格尔电厂高铝粉煤灰直接制备M50莫来石的实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
利用粉煤灰制备莫来石是粉煤灰高附加值资源化利用研究的一个重要方面,但由于普通粉煤灰中A12O3含量较低,使得制备过程中必须添加大量工业氧化铝,从而增加了合成成本.采用正交实验的方法,利用准格尔电厂高铝粉煤灰直接制备M50莫来石,并用阿基米德法测定莫来石样品的物理性能.经过XRD和SEM对制备的莫来石样品进行物相组成和显微结构研究,结果表明:利用高铝粉煤灰直接制备M50莫来石的物理性能可以满足<烧结莫来石>标准的质量要求.烧结样品其物相组成主要是莫来石和少量的玻璃相.影响烧结合成莫来石的主要因素是烧结温度,其次是恒温时间和试样的成型压力,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的形成,利用高铝粉煤灰直接制备MS0莫来石适宜的烧结温度为1400℃～1500℃,恒温时间以2h～3h为宜. 相似文献
7.
环境温度和孔隙压力对含水合物沉积物的力学特性存在重要影响,深刻揭示温度和孔隙压力对含水合物沉积物力学特性的影响机制并对其进行有效地模拟是含水合物地层稳定性评估的前提。在分析温度和孔隙压力变化对含水合物沉积物的力学特性影响机制的基础上,引入温压条件参数来考虑温度和孔隙压力变化对含水合物沉积物力学特性的影响,建立了考虑温度和孔隙压力影响的损伤本构模型。模型假设含水合物沉积物微元强度服从Weibull分布,采用Drucker-Prager强度准则描述微元强度,建立了损伤因子的演化规律。此外,还提供了一套模型参数的确定方法。通过一系列不同温度压力条件下的含水合物沉积物的三轴压缩试验结果对模型进行校核和验证,结果表明,该模型能很好地模拟含水合物沉积物的应力-应变关系,并且能较好地考虑水合物含量、环境温度和孔隙压力对含水合物沉积物的力学特性的影响。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>下地壳的力学性质一直以来都没研究清楚。近年来圣安德烈斯断层在下地壳深度上发现的震颤,使下地壳的力学性质引起了更多的关注,也已开展了相关的实验研究。以往的实验表明,从辉长岩中分离出来的辉石和斜长石以及二者的混合物在有效正应力为200 MPa的实验条件下,均在下地壳温度范围表现为速度弱化,即可以产生不稳定滑动。为了探究上述斜长石、辉石及其混合物的速度弱化是否具有代表性,考察其在更低压力下是否表现出相同的性质,本研究对斜长石断层泥在低正应力条件下的摩擦滑动性质进行 相似文献
9.
长期处于变低温环境中的岩石热力学效应主要表现为材料的力学特性参数、热力系数和饱和冻结状态孔隙冰胀系数等随温度改变而发生变化,这种变化对岩体的变形及强度特性均有显著影响。根据变物性参数的非线性热弹性理论,建立了考虑热力系数和冰胀力系数的本构方程,给出了单轴压缩条件下热力效应系数随温度变化的分析格式和确定方法;借助于花岗岩不同低温干燥和饱和冻结状态的单轴压缩试验资料,获得了花岗岩低温热力效应与温度的关系,并探讨了其对花岗岩抗压强度的影响特性。分析表明,在变低温环境下花岗岩热力系数和冰胀力系数均随相对温差的增大而逐渐减小,热力系数降低速率小于冰胀系数降低速率,在同一温差下热力系数大于冰胀系数;热应力和冰胀应力与温度改变量呈非线性增长关系;花岗岩抗压强度在两种状态下均呈增大趋势,但主要以热应力为主,热力系数引起的试样轴向应力增量总是大于冰胀力引起的轴向应力增量。所给方法及研究成果可用于长期处于变低温状态下材料的力学性能研究及其工程应用。 相似文献
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裂隙岩体力学参数的尺寸效应和各向异性是岩石力学与工程领域亟待解决的难点问题。充分利用3D砂型打印技术快速成型、可批量制备复杂内部结构岩体模型的优势,以石英砂和呋喃树脂为打印基材,制备不同尺寸和旋转角的裂隙网络类岩石试件。通过单轴压缩试验研究裂隙网络岩体力学特性的尺寸效应,揭示裂隙密度与强度之间的相关性,分析表征单元体尺度岩体力学特性的各向异性。结果表明：3D砂型打印试件的力学性能与真实岩体相似,应力-应变曲线可划分为初始压密、弹性变形、裂纹萌生与扩展和峰后破坏4个阶段。试件抗压强度与试件边长之间呈指数衰减关系,存在显著尺寸效应性质。裂隙密度与抗压强度之间呈显著的负指数关系,基于裂隙密度与抗压强度确定的岩体表征单元体尺度具有良好的一致性。裂隙岩体的破坏模式和抗压强度具有显著的各向异性特征。研究方法从3D打印角度为复杂裂隙岩体尺寸效应及各向异性的室内试验研究提供了可靠途径。 相似文献
11.
排水站冰冻破坏原因分析及抗冰冻设计方案研究 总被引：1，自引：0，他引：1
在寒冷地区建筑的排水站,由于冰冻而造成的破坏影响了工程的使用性能,甚至会使其完全失去作用.针对具体的排水站工程,分析了冰冻破坏的原因,其中的排架柱为静冰压力和冻融循环联合作用引起的破坏;集水池护坡为冻融反复作用的冻融“疲劳”破坏.根据破坏原因分析与计算结果提出抗冰冻破坏的设计方案,对排架柱采用正锥体结构并设防水层,对护坡采用3种不同结构型式,分别是混凝土砌块护坡、混凝土板护坡和对原护坡的改造方案.经计算,3种方案均可以达到抗冻胀破坏的目的. 相似文献
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为研究冻土/岩内液相吸力和固相冰压在冻结过程中的作用机制,首先根据热力学基本原理,统一了不同边界条件下的理论冰压方程;然后,联立广义Clapeyron方程和Gibbs-Thomson方程,在阐释液相吸力和固相冰压物理意义基础上,给出了弯曲界面液相水的冻结温度方程;最后,将冻结温度方程引入冻结毛细管模型,将液相吸力方程代入达西定律,分别对固相冰压和液相吸力作用机制进行验证。研究表明：（1）平衡状态下的理论冰压仅与温度线性相关,与边界条件无关;（2）液相吸力来源于理论吸力与固相冰压抵消因子之差,为水分迁移统一驱动力,当固相冰压趋近于理论冰压时,液相吸力趋近于0;(3)固相冰压为绝对压力,可抵消液相吸力,而液相吸力为相对吸力,不可抵消固相冰压;（4）孔隙内的总压力仅为固相冰压,在毛细管冻结时,可达到平衡状态下的理论冰压,故遵循冰压法分凝冰形成机制。研究结果揭示了冻土/岩的液相吸力与固相冰压作用机制,对完善现有冻胀理论具有较高的理论价值和科学意义。 相似文献
13.
正冻土中冰透镜体形成力学判据的分析讨论 总被引：1，自引：1，他引：0
冻结缘是正冻土中从未冻区向冻结区过渡、并且非常薄的冰水共存带. 由于冻结缘在正冻土中位置的特殊性和其对冻胀的重要性, 从其概念的提出并在试验中得到证实后, 基于冻结缘的第二冻胀理论得到了快速发展. 通过分析近些年冻结缘的研究现状及冻结缘内冰-水压力关系基本可以发现, 由于受到现有观测和测试技术的限制, 描述冻结缘的很多参数大多来自于经验. 土体在冻结过程中, 在温度梯度小的情况下, 可以形成不连续的多层分凝冰. 只有了解冻结缘的特性才能更深刻了解分凝冻胀. 但关于分凝冰的形成判据却有很多种, 主要分为两类:一类是以热物理方面作为判据; 另一类是以力学方面作为判据. 通过对分凝冰形成的各种判据的综合分析和比较, 发现用冰压力和未冻水膜压力判断分凝冰形成是比较合理的, 而用孔隙压力则因为水压力概念的不清而显得模糊. 这些分析将为冻土冻胀理论的研究提供科学参考. 相似文献
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饱和正冻土水分迁移及冻胀模型研究 总被引：6，自引：0，他引：6
正冻土在温度梯度大的情况下,冻结锋面快速移动,孔隙水变成冰,造成原位体积膨胀;而通常在天然条件下,温度梯度都不大,水从未冻区向冻结区迁移,在某一个位置引起冰的累积,形成分凝冰。由于此诱发的冻胀要比原位冻胀大很多,因此,建立一个能够模拟土体水分迁移及分凝冰形成过程的冻胀模型尤其重要。基于第2冻胀理论,建立了饱和土体冻胀模型。在模型中,假设冻结缘中单位时间内水分迁移速度为常数,以计算冻结缘内水压力,再根据克拉方程得到冰压力。根据冰压力的大小作为分凝冰形成判据,研究中假设新的分凝冰形成以后,上一层分凝冰停止生长。模型把水分迁移和冻胀速率当作基本的未知量,模拟了与可天然土体冻胀类似的底部无压补水和顶部加压的冻胀情况。通过数值模拟与试验结果进行对比,初步验证模型的可靠性,其研究结果为实际寒区工程的冻胀预测提供参考。 相似文献
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静冰力学模型试验的相似比尺问题探讨 总被引：4，自引：0，他引：4
分析冰盖形成的热力学模型, 推导出室内模型试验的相似比尺. 模拟野外降温过程, 在低温实验室内进行静冰压力模型试验, 研究实验室模拟静冰压力产生过程的可行性. 结果表明: 实验室模拟最大冰厚39.8 cm, 试验历时387.4 h, 冰的冻结过程符合天然规律; 实验室目前难以模拟融化过程中天然状态的太阳辐射, 有待进一步改进降温制度. 模拟试验的冰压力最大值出现在升温阶段, 与温升率相关, 温升率越大, 静冰压力值越大; 当环境温度升至0 ℃左右时, 静冰压力达到最大值, 随后迅速消散, 符合水库冰过程观测结果. 相似文献
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南极中山站至内陆冰盖330km剖面表面雪样微粒分布特征及其意义 总被引：11，自引：7，他引：4
１９９６～１９９７年,中国首次南极内陆冰盖考察队从中山站深入内陆冰盖３３０ｋｍ,沿途以４ｋｍ的间隔采集表面雪样８４组,对表面雪样的微粒分析表明,该剖面表面雪样中微粒物质的含量随采样点海拔的递升,总体上呈较为明显的递减趋势,在低海拔区域微粒含量变化的波动较大,而在刘海拔区域,微粒含量的变化幅度较小。通过对样品中微粒的粒径分布状况、不同来源微粒所占百分比及其随海拔变化等的进上步研究,可以初步推断,该剖 相似文献
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Syed Nadeem Hussain Bokhari Thomas C. Meisel 《Geostandards and Geoanalytical Research》2017,41(2):181-195
This work provides a measurement procedure for the complete digestion of rock samples containing refractory minerals such as zircon and chromite. Their dissolution by wet acid digestion is often incomplete but, although providing complete digestions, alkali fusion techniques can result in solutions with a high blank and total dissolved solid content. It was established by the systematic study with reference material trachyandesite MTA‐1 that a 1:6 sample to sodium peroxide (Na2O2) ratio is conservative for the complete digestion and recovery of all the analytes especially those contained in zircon. The sample decomposition time was 120 min for the zircon‐bearing rhyolite reference material MRH‐1. Complete digestion of chromite was obtained in the harzburgite RM MUH‐1. The sample solutions were stable for at least 1 year. Accurate measurements of SiO2, Al2O3, TiO2, P2O5 and K2O could be made with ICP‐MS by not discarding the supernatant of the sinter solution and by using geological reference materials for external calibration. HF digestions are slow, not universal, and may form new mineral/phases that are insoluble under high temperature conditions. The validated sample decomposition procedure combined with ICP‐MS presents an alternative to the use of HF in routine analysis of difficult to digest geological materials. 相似文献
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介绍了一种自行制备的拉曼光谱仪用高压气体池新装置,并给出了用该装置测定ＣＨ４和Ｎ２标准气体的拉曼光谱图,及标准气体压力与拉曼强度关系图。 相似文献
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本自动监测冰厚装置原理,是通过测量冰层底面与冰下水中一固定端之间垂直距离来实现的。该距离是一只浮桶从固定端运动到冰层底面的行程。随浮桶一起运动的压差式水位传感器分别给出浮桶位于固定端和冰层底面的位置,而浮桶的运动则依靠数据采集仪控制浮桶内水泵排吸水改变浮桶的重力来实现,并且该仪器能够记录传感器的信号和设置水泵开关的开、闭时间。为了避免浮桶对冰层厚度变化的影响且浮桶不至于与冰层底面冻结,浮桶只是在测量行程时上浮到冰层底面,其他时间均在固定端位置。文中给出系统的工作原理和现场实测结果的初步分析。 相似文献