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Experimental investigation on the macro-mechanical behavior and micromechanical damage model of Xiyu conglomerate with pores and inclusions under triaxial compression

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International Journal of Mining Science and Technology 2024年第11期34卷 1529-1549页

作者： Cao, Yajun duan, xuelei Wang, Wei Zhu, Qizhi Zhao, Dengfeng Jiang, Long Zhang, Qiang Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering Hohai University Nanjing 210024 China Institute of Geotechnical Engineering Hohai University Nanjing 210024 China Momoke Water Conservancy Project Construction Management Bureau Kashgar 844900 China Institute of Geotechnical Engineering China Institute of Water Resources and Hydropower Research Beijing 100048 China Key Laboratory of Ministry of Education on Safe Mining of Deep Metal Mines Shenyang 110819 China

The complex and special mechanical properties of Xiyu conglomerate are of great significance to the construction of water conservancy and hydropower engineering. The crack characteristic stress, dilatancy behavior, and failure mechanism of Xiyu conglomerate collected from Momoke Water Control Project, southwestern China, were analyzed and discussed based on the experimental results of triaxial compression test and 3D X-ray computed tomography test. The results show that with increasing confining pressure, the deformation characteristics and all characteristic stresses increase monotonically, while the dilation angle and dilatancy index decrease, and exponential function model can accurately describe the evolution rule of dilatancy index with confining pressure. While the porosity is negatively correlated with confining pressure. The failure modes of Xiyu conglomerate include axial tensile cracks, shear cracks, local cross cracks and cracks around gravel. With increasing confining pressure, the failure modes transform from tension cracks to shear cracks. A non-associated micromechanical damage model considering pressure dependent matrix presenting tension-compression asymmetry is proposed and applied to Xiyu conglomerate with pores and a large number of gravels. By comparing numerical calculations and experimental results, the proposed micromechanical plastic damage model is able to describe the mechanical behavior of Xiyu conglomerate. © 2024

关键词： Exponential functions

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Microwave-assisted continuous flow phytosynthesis of silver nanoparticle/reduced graphene oxide composites and related visible light catalytic performance

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Journal of Environmental Sciences 2022年第5期34卷 286-293页

作者： Houyu Wang Chun-Gang Yuan Chenchen Liu xuelei duan Qi Guo Yiwen Shen Jingfu Liu Yongsheng Chen Hebei Key Lab of Power Plant Flue Gas Multi-Pollutants Control Department of Environmental Science&EngineeringNorth China Electric Power UniversityBaoding 071000China Wetland Research Center for Baiyangdian Lake North China Electric Power UniversityBaoding 071000China State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology Research Center for Eco-Environmental SciencesChinese Academy of SciencesBeijing 100085China School of Civil and Environmental Engineering Georgia Institute of TechnologyAtlantaGA 30332USA

The creation of an environmentally friendly synthesis method for silver nanomaterials(Ag-NPs)is an urgent concern for sustainable nanotechnology *** the present study,a novel straightforward and green method for the preparation of silver nanoparti-cle/reduced graphene oxide(AgNP/rGO)composites was successfully developed through the combination of phytosynthesis,continuous flow synthesis and *** persimmon(Diospyros kaki Thunb.)extracts were used as both plant reducing and capping agents for fast online synthesis of AgNP/rGO *** experimental param-eters were optimized and the morphologies of the prepared materials were *** characterization results reveal that spherical AgNPs were quickly synthesized and uni-formly dispersed on rGO sheets using the proposed online *** transform in-frared spectroscopy analysis confirmed that phenols,flavonoids,and other substances in the plant extracts played a decisive role in the synthesis of AgNP/rGO *** sodium borohydride(NaBH4)degradation of p-nitrophenol(4-NP)as a model,the catalytic activity of the prepared AgNP/rGO materials was *** complete degradation of 4-NP was achieved within 12 min through the use of AgNP/rGO materials,and the compos-ite had a much better catalytic activity than the bare AgNPs and rGO *** with the conventional chemical method,our online method is facile,fast,cost-efficient,and en-vironmentally friendly.

关键词： Microwave Continuous flow Phytosynthesis Silver nanocomposite Catalysis

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氯盐和冻融耦合下水泥土的强度和破坏特征

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冰川冻土 2020年第2期42卷 515-522页

作者：张经双段雪雷马冬冬安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

为了研究氯盐侵蚀和冻融循环耦合下水泥土无侧限抗压强度和破坏特征,进行了不同浓度氯化钠溶液下的水泥土冻融循环试验,得到了冻融前后的冻融腐蚀因子、体积变化率和变形模量,分析了微观结构特征。结果表明:在氯盐侵蚀和冻融循环耦合下... 详细信息

为了研究氯盐侵蚀和冻融循环耦合下水泥土无侧限抗压强度和破坏特征,进行了不同浓度氯化钠溶液下的水泥土冻融循环试验,得到了冻融前后的冻融腐蚀因子、体积变化率和变形模量,分析了微观结构特征。结果表明:在氯盐侵蚀和冻融循环耦合下,水泥土的无侧限抗压强度、冻融腐蚀因子均随着冻融循环次数的增加而呈现下降趋势;氯盐浓度越高,水泥土的无侧限抗压强度、冻融腐蚀因子下降的幅度越大。随着冻融循环次数的增加,在同种浓度溶液中,水泥土的体积变化率增大,变形模量减小;氯盐浓度增大,水泥土体积膨胀变大,内部结构松散,抵抗变形的能力减弱。相同冻融循环次数下,氯盐溶液产生的损伤要大于清水中的损伤,随着氯盐溶液浓度的增加,水泥土内部微观结构损伤越严重。

关键词：氯盐冻融循环水泥土无侧限抗压强度破坏特征微观结构

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氯盐-干湿循环耦合作用下水泥土的力学性能

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建筑材料学报 2021年第3期24卷 508-515,550页

作者：张经双段雪雷吴倩云刘永翔夏香港安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001

为研究氯盐干湿循环耦合作用下水泥土的力学性能,针对纤维改良水泥黏土进行无侧限抗压强度、超声波检测、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)试验,分析了水泥土质量损失率、相对波速、峰值应力、残余应力、变形模量的变化规律和微观结构特征... 详细信息

为研究氯盐干湿循环耦合作用下水泥土的力学性能,针对纤维改良水泥黏土进行无侧限抗压强度、超声波检测、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)试验,分析了水泥土质量损失率、相对波速、峰值应力、残余应力、变形模量的变化规律和微观结构特征.结果表明:随着氯盐质量浓度和干湿循环次数的增加,水泥土的内部微观结构更加疏松,质量损失率增大,纵波波速下降;在氯盐干湿循环耦合作用下,水泥土的应力应变曲线存在压密阶段、弹塑性阶段、破坏阶段和残余阶段;水泥土的峰值应力和残余应力均符合指数函数下降规律,在清水、4.5、18.0、30.0 g/L NaCl溶液中经历28次干湿循环后,水泥土的峰值应力、残余应力和变形模量分别下降48.79%、57.71%和49.33%,52.63%、48.76%和54.37%,56.88%、59.70%和57.50%,57.89%、57.71%和65.67%,水泥土破坏后的残余应力为峰值应力的20%~40%.

关键词：水泥土氯盐干湿循环应力应变曲线微观结构

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Experimental investigation on the macro-mechanical behavior and micromechanical damage model of Xiyu conglomerate with pores and inclusions under triaxial compression

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International Journal of Mining Science and Technology 2024年第11期 1529-1549页

作者： Yajun Cao xuelei duan Wei Wang Qizhi Zhu Dengfeng Zhao Long Jiang Qiang Zhang Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering Hohai University Institute of Geotechnical Engineering Hohai University Key Laboratory of Ministry of Education on Safe Mining of Deep Metal Mines Momoke Water Conservancy Project Construction Management Bureau Institute of Geotechnical Engineering China Institute of Water Resources and Hydropower Research

The complex and special mechanical properties of Xiyu conglomerate are of great significance to the construction of water conservancy and hydropower engineering. The crack characteristic stress, dilatancy behavior, and failure mechanism of Xiyu conglomerate collected from Momoke Water Control Project,southwestern China, were analyzed and discussed based on the experimental results of triaxial compression test and 3D X-ray computed tomography test. The results show that with increasing confining pressure, the deformation characteristics and all characteristic stresses increase monotonically, while the dilation angle and dilatancy index decrease, and exponential function model can accurately describe the evolution rule of dilatancy index with confining pressure. While the porosity is negatively correlated with confining pressure. The failure modes of Xiyu conglomerate include axial tensile cracks, shear cracks, local cross cracks and cracks around gravel. With increasing confining pressure, the failure modes transform from tension cracks to shear cracks. A non-associated micromechanical damage model considering pressure dependent matrix presenting tension-compression asymmetry is proposed and applied to Xiyu conglomerate with pores and a large number of gravels. By comparing numerical calculations and experimental results, the proposed micromechanical plastic damage model is able to describe the mechanical behavior of Xiyu conglomerate.

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各向异性层状千枚岩渗透率及有效孔隙率试验研究

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岩土工程学报 2024年第2期46卷 445-451页

作者：王伟陈超维刘世藩曹亚军段雪雷聂文俊河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210024 中国水利水电第六工程局有限公司辽宁沈阳110013

采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同... 详细信息

采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同时,岩样的初始气体渗透率k0随着层理倾角β的增大呈“W”型变化,在β=45°时取最大值;在围压循环加卸载过程中,气体渗透率先随围压的加载而减小,后随围压的卸载而增大,卸载时的气体渗透率小于加载时的渗透率;层状千枚岩有效孔隙率和气体渗透率呈指数关系;平行于层理方向的气体渗透率远大于垂直于层理方向的气体渗透率;岩样有效孔隙率和气体渗透率随偏应力变化经历初始压密阶段、线弹性阶段和塑性变形阶段,随着偏应力的增大,岩样有效孔隙率和气体渗透率先减小,接着保持稳定,最后快速增大,并在岩样应力-应变曲线斜率接近于0时达到最大值。

关键词：层状岩石各向异性气体渗透率有效孔隙率常规三轴压缩围压循环加卸载

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聚丙烯纤维水泥土强度增长机理分析

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中国科技论文 2020年第6期15卷 622-627页

作者：刘永翔张经双段雪雷安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001

为了研究聚丙烯纤维掺量对水泥土强度增长机理的影响,分别进行了不同聚丙烯纤维掺量下的水泥土无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和电镜扫描试验,得到了聚丙烯纤维水泥土无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度的变化规律,分析了能量演化特... 详细信息

为了研究聚丙烯纤维掺量对水泥土强度增长机理的影响,分别进行了不同聚丙烯纤维掺量下的水泥土无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和电镜扫描试验,得到了聚丙烯纤维水泥土无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度的变化规律,分析了能量演化特征和内部微观结构。试验结果表明:随着聚丙烯纤维掺量的增加,水泥土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和强度增益比均呈现先增大后减小的趋势,且离散程度整体较小。当聚丙烯纤维掺量为0.4%时,无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度达到最大值,分别为4.18 MPa和0.74 MPa,比素水泥土分别提高了13.28%和23.33%,强度增益比大于1;无侧限抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验中,总能量、弹性应变能均达到最大值,分别为0.0721 MJ/m^3、0.0637 MJ/m^3和0.00404 MJ/m^3、0.00337 MJ/m^3。耗散能在无侧限抗压强度试验中整体上呈现下降趋势,而在劈裂抗拉强度试验中却呈现先减小后增大的趋势。

关键词：聚丙烯纤维水泥土无侧限抗压强度劈裂抗拉强度能量演化

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电缆绝缘专用LDPE的结构与性能

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合成树脂及塑料 2021年第2期38卷 47-50,53页

作者：任冬雪段雪蕾孙小杰李亚飞北京低碳清洁能源研究院北京102211

研究了2种国产电缆绝缘专用低密度聚乙烯(LDPE)2220H(分别记作LDPE A,LDPE B)的分子链段结构、动态流变性能、熔融结晶性能、体积电阻率和直流击穿强度。结果表明:LDPE A的相对分子质量和长支链含量高于LDPE B,相对分子质量分布相近;结... 详细信息

研究了2种国产电缆绝缘专用低密度聚乙烯(LDPE)2220H(分别记作LDPE A,LDPE B)的分子链段结构、动态流变性能、熔融结晶性能、体积电阻率和直流击穿强度。结果表明:LDPE A的相对分子质量和长支链含量高于LDPE B,相对分子质量分布相近;结晶度和熔融温度较高的LDPE A在较高温度条件下的体积电阻率高于LDPE B;LDPE A的特性击穿强度稍高于LDPE B;LDPE的电气性能与其长支链含量和结晶性能密切相关。

关键词：低密度聚乙烯绝缘专用体积电阻率

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聚乙烯油箱制品缺陷分析

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中国塑料 2020年第2期34卷 61-66页

作者：段雪蕾韩志华马琳鸽孙苗苗孙小杰北京低碳清洁能源研究院分析表征中心

以某进口料滚塑交联聚乙烯油桶制品缺陷为研究对象,采用扫描电子显微镜、体视显微镜、计算机断层扫描技术等对缺陷制品的横纵切面、内外表面泡孔形貌及泡孔分布进行分析,并对横切面层的凝胶含量进行测试。结果表明,制品内有丰富的泡孔,... 详细信息

以某进口料滚塑交联聚乙烯油桶制品缺陷为研究对象,采用扫描电子显微镜、体视显微镜、计算机断层扫描技术等对缺陷制品的横纵切面、内外表面泡孔形貌及泡孔分布进行分析,并对横切面层的凝胶含量进行测试。结果表明,制品内有丰富的泡孔,除与模具接触的外表面几乎无孔,其余部分都有不同程度的泡孔,次外层孔分布最多,且发现层间贯穿孔,其深度超过1. 9 mm,整体制品的孔隙率为2. 4%;切片层每层的凝胶含量均超过60%;综合分析认为缺陷制品内部丰富的气泡是由于在滚塑过程中过早发生了交联而使体系黏度变大,气泡未能排出从而留在了制品中,最终造成了多孔缺陷,并给出了预防多孔缺陷的建议。

关键词：交联聚乙烯滚塑气泡缺陷

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聚硅氧烷改性环氧树脂的研究进展

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现代塑料加工应用 2012年第1期24卷 61-63页

作者：张亚光李会录樊淑兰段雪蕾孙戎西安科技大学材料学院陕西西安710054

综述了聚硅氧烷改性环氧树脂的机理和方法,对几种环氧树脂增韧方法进行了比较。通过国内外的研究进展介绍了物理共混和化学共聚2种改性方法,证实化学共聚改性的产物性能更佳,最后对其发展进行了展望。

关键词：聚硅氧烷环氧树脂增韧改性共混共聚

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