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温度和湿度对文物砂岩修复材料强度的影响

吉林大学学报（地球科学版） 2024年第3期54卷 933-942页

作者：王常明徐巧宣吴迪王卿宇黄宇郭兰昌吉林大学建设工程学院长春130026 辽宁省有色地质一○一队有限责任公司辽宁抚顺113005

为了寻求一种合适的修复材料对砂岩质文物进行有效修复及保护,本文选取环氧树脂、水硬性石灰5%、水硬性石灰12%等3种修复材料分别对砂岩试样进行修复,并设定在不同恒温温度、冻融循环次数和饱和条件下测定砂岩试样的抗拉强度和抗剪强度... 详细信息

为了寻求一种合适的修复材料对砂岩质文物进行有效修复及保护,本文选取环氧树脂、水硬性石灰5%、水硬性石灰12%等3种修复材料分别对砂岩试样进行修复,并设定在不同恒温温度、冻融循环次数和饱和条件下测定砂岩试样的抗拉强度和抗剪强度,研究修复后的砂岩试样在不同温度和湿度条件下的强度和耐久性。试验结果表明:短时期(10余d)内,黏结岩样受温度影响并不显著;在饱和条件下,岩样的力学强度随着饱和度的增大呈现降低的趋势;使用环氧树脂黏结的试样抗拉与抗剪强度均高于2种水硬性石灰,水硬性石灰12%的黏结强度高于水硬性石灰5%;多次冻融后,环氧树脂黏结岩样的抗拉强度一直处于较高的水平。相对于其他两种材料,环氧树脂黏结具有更好的耐久性。

关键词：温度湿度文物砂岩修复材料力学强度

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超临界CO_(2)对致密碳酸盐岩力学特性影响

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西南石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 65-76页

作者：苟波王琨李骁詹立刘超油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学四川成都610500 中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司四川成都610052 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院陕西西安710065

采用超临界CO_(2)破致密碳酸盐岩具有破裂压力低,易形成复杂缝特点,但其作用的力学机理尚未清晰。选用马家沟组致密白云岩样,采用高温高压超临界CO_(2)饱和流体法,研究了岩样在超临界CO_(2)+地层水的流体中浸泡不同时间后的物性、声波... 详细信息

采用超临界CO_(2)破致密碳酸盐岩具有破裂压力低,易形成复杂缝特点,但其作用的力学机理尚未清晰。选用马家沟组致密白云岩样,采用高温高压超临界CO_(2)饱和流体法,研究了岩样在超临界CO_(2)+地层水的流体中浸泡不同时间后的物性、声波响应、岩石力学特性和破裂形态特征。结果表明,随着浸泡时间增加,化学溶蚀作用引起溶蚀孔径增大,岩样孔隙度、渗透率增加,而声波速度、动态和静态岩石力学参数均下降;当浸泡时间大于1.0 d后,岩样物性参数增大和力学强度降低明显;随着浸泡时间增加,岩样破裂形态由单一低角度剪切缝向高角度剪切缝、共轭缝和剪切、张型复合缝等复杂形态发展;压裂短时间内(小于1.0 d)超临界CO_(2)+地层水形成的弱酸对岩石力学强度劣化程度有限。

关键词：致密碳酸盐岩超临界CO_(2) 前置酸压力学强度破裂形态

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电解锰渣半刚性基层力学强度及稳定性研究

电解锰渣半刚性基层力学强度及稳定性研究

作者：李宇贵州大学

学位级别：硕士

电解锰渣是使用电解法生产金属锰过程中排放的一种酸性废渣,具有含水率高、黏度大、Mn和NH-H浸出浓度超标等特性。目前,电解锰渣受限于处理成本、技术复杂等因素,尚未实现规模化利用。因此,拓宽电解锰渣资源化利用途径,实现其规模化应... 详细信息

电解锰渣是使用电解法生产金属锰过程中排放的一种酸性废渣,具有含水率高、黏度大、Mn和NH-H浸出浓度超标等特性。目前,电解锰渣受限于处理成本、技术复杂等因素,尚未实现规模化利用。因此,拓宽电解锰渣资源化利用途径,实现其规模化应用迫在眉睫。现阶段国内道路建设高速发展,对道路材料需求量激增。基于此,本文提出将固化后的电解锰渣用于基层材料的思路。本文选用贵州省铜仁地区某公司电解锰渣为原材料,针对锰渣中Mn、NH-H浸出问题,采用不同固化剂进行固化处理,利用固化后锰渣制备半刚性基层材料,进行相关路用性能试验,分析电解锰渣用于路面基层材料可行性。得出以下结论:(1)由浸出结果可知,电解锰渣中Mn、NH-H浸出浓度严重超标不得直接运用于路面基层材料。本文选用粉煤灰、赤泥作为固化剂,对比研究单一及综合作用时对Mn、NH-H的固化效果。结果表明:采用单一固化剂时,固化效果不佳;而两者综合作用时,对锰渣固化效果好。当粉煤灰、赤泥掺量分别为10%、30%时,Mn、NH-H浸出浓度低于国家标准限值。(2)本文选择半刚性基层水泥粉煤灰稳定类作为研究对象,拟定结合料与集料比例为15:85。采用不同水泥剂量、锰渣取代量进行配合比设计,开展7d无侧限抗压强度试验。结果表明:水泥剂量5%,粉煤灰10%,锰渣取代细集料总质量0%、10%、15%、20%四个配合比(C1、C2、C3、C4)抗压强度值均满足规范要求,继续探究各配合比的力学性能及稳定性能。(3)研究表明,锰渣取代量范围在10%～15%时,电解锰渣半刚性基层材料具有较好的力学性能、水稳定性和抗冻性,试件干缩量也较小。综合考虑建设成本、公路等级、路用性能等因素推荐锰渣掺量为15%(C3)。(4)以C3试件作为研究对象,通过开展SEM、XRD试验对试件微观形貌、矿物成分进行分析,揭示电解锰渣半刚性基层材料的强度形成机理。结果表明:试件表面棒状颗粒和片状物相互嵌挤,使得试件内部结构密实,有利于试件形成良好水稳定性、抗冻性能及抗裂性能;从XRD试验可得,水化过程中产生钙矾石和胶凝产物对试件强度形成起到积极作用。(5)对C3开展浸出试验,结果表明,C3试件浸出液中Mn、NH-H浸出浓度均满足《污水综合排放标准》要求,具有良好的环境安全性。

关键词：电解锰渣半刚性基层力学强度稳定性环境安全性

力调控FLNa-Ig21/αⅡbβ3-CT复合物结构稳定性的分子动力学研究

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医用生物力学 2024年第1期39卷 46-54页

作者：任建芳罗毅冲吴建华方颖华南理工大学生物科学与工程学院、生物力学所广州510006

目的探究力对FLNa-Ig21/αⅡbβ3-CT稳定性的影响及调控机制。方法FLNa-Ig21/αⅡbβ3-CT晶体结构取自PDB数据库。通过平衡和拉伸分子动力学模拟,分析复合物生理环境下稳定性以及力诱导的解折叠路径和力学稳定性。结果平衡过程中,FLNa-I... 详细信息

目的探究力对FLNa-Ig21/αⅡbβ3-CT稳定性的影响及调控机制。方法FLNa-Ig21/αⅡbβ3-CT晶体结构取自PDB数据库。通过平衡和拉伸分子动力学模拟,分析复合物生理环境下稳定性以及力诱导的解折叠路径和力学稳定性。结果平衡过程中,FLNa-Ig21和αⅡbβ3-CT之间大部分盐桥和氢键的生存率小于0.5,其结合强度相对较弱;恒速度拉伸过程中,复合物可承受170~380 pN的拉力,其力学强度与力诱导的解离路径有关;在0~60 pN恒力条件下,复合物呈现“滑移键”趋势,且力的增加有利于αⅡbβ3近膜端R995-D723盐桥的解离和整合素的活化。结论力诱导的αⅡbβ3-CT近膜端异构可增强复合物的力学强度和解离时间的后移;突破20 pN阈值后,力正向调控整合素的活化。研究结果为深入揭示整合素αⅡbβ3活化的分子机制及相关靶向药物开发提供参考。

关键词：血小板整合素分子动力学模拟解折叠路径力学强度力学调控机制

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非均布荷载作用下煤岩力学强度特性试验研究

岩土力学 2017年第3期38卷 723-730页

作者：王晓文志杰 MIKAEL Rinne 沈宝堂谢军山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点试验室培育基地山东青岛266590 阿尔托大学芬兰赫尔辛基fi00076 澳大利亚联邦科学院能源部

考虑不同初始垂向应力、不同初始水平应力及不同应力转移速度条件,借助于自主研发的采动应力试验系统,研究了非均布荷载作用下煤岩体的力学强度特性。研究结果表明:煤岩外部损伤残余块体对煤岩内部力学承载能力具有强化作用,当初始垂向... 详细信息

考虑不同初始垂向应力、不同初始水平应力及不同应力转移速度条件,借助于自主研发的采动应力试验系统,研究了非均布荷载作用下煤岩体的力学强度特性。研究结果表明:煤岩外部损伤残余块体对煤岩内部力学承载能力具有强化作用,当初始垂向应力、初始水平应力、应力转移速度一定时,煤岩内部力学承载能力近似为煤岩外部力学承载能力的2倍;伴随初始垂向应力的增加,煤岩整体后期力学承载能力不断降低,且处于不同初始垂向应力范围,煤岩内、外部后期力学强度递减特征不同,当处于较小初始垂向应力范围时,煤岩外部后期力学强度递减量大于煤岩内部,当处于较大初始垂向应力范围时,煤岩外部后期力学强度递减量小于煤岩内部;初始水平应力越大,煤岩体的力学承载能力越高,且无论较小还是较大初始水平应力范围,煤岩内部后期力学强度增量总大于煤岩外部;伴随应力转移速度的增加,煤岩峰值强度不断升高,应力转移速度对煤岩内部区域力学性质的影响相对较大。

关键词：非均布荷载力学强度初始垂向应力初始水平应力应力转移速度

赤泥渗滤液对压实改性黏土力学强度及微观结构的影响特征研究

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赤泥渗滤液对压实改性黏土力学强度及微观结构的影响特征研究

作者：秦豪西华大学

学位级别：硕士

近年来,尾矿库的生态安全问题频发,出现了尾矿库底部防渗材料被渗透破坏,防渗系统失效,污染物质泄露等问题。针对我国赤泥尾矿库地下黏土防渗层的重大水土污染防治需求,本论文拟采用粉煤灰改性黏土的方式,研究在赤泥渗滤液作用下,压实... 详细信息

近年来,尾矿库的生态安全问题频发,出现了尾矿库底部防渗材料被渗透破坏,防渗系统失效,污染物质泄露等问题。针对我国赤泥尾矿库地下黏土防渗层的重大水土污染防治需求,本论文拟采用粉煤灰改性黏土的方式,研究在赤泥渗滤液作用下,压实粉煤灰改性黏土的力学强度以及微观孔隙结构的变化。主要研究成果如下:（1）通过渗透试验,测定压实粉煤灰改性黏土随着赤泥渗滤液渗透其渗透系数的变化。结果表明,在赤泥渗滤液渗透前期,随着粉煤灰掺量的增大,压实改性黏土的渗透系数由3.16×10m/s变化到1.07×10m/s,渗透系数逐渐变大。在渗透试验后期,不同掺量的压实改性黏土并不单纯的表现为随掺量增大的同时渗透系数增大,8%掺量的改性黏土渗透系数稳定后为5.98×10m/s,比4%和6%掺量的改性黏土都要小,而0%掺量纯黏土仍表现为最小的渗透系数9.87×10m/s。（2）通过剪切试验及固结压缩试验,测定压实粉煤灰改性黏土随着赤泥渗滤液的渗透,其抗剪强度、黏聚力等力学特性变化。结果表明,经过赤泥渗滤液渗透的情况下,压实改性黏土的抗剪强度随渗透时间的增长而下降,而经过同种渗透天数后的压实改性黏土抗剪强度表现为随着粉煤灰掺量的增大而增大,掺量高的压实改性黏土抗剪强度下降幅度更小。在200k Pa垂直压力下,渗透14天后,0%掺量黏土抗剪强度比4%掺量黏土抗剪强度小10.07k Pa,比8%掺量黏土抗剪强度小22.63k Pa;渗透60天后,0%掺量黏土抗剪强度比4%掺量黏土抗剪强度小13.57k Pa,比8%掺量黏土抗剪强度小23.97k Pa。随着赤泥渗滤液的渗透,压实改性黏土的黏聚力不断减小,掺量高的压实改性黏土表现的黏聚力降幅更低。经过了60天的渗透后,8%掺量改性黏土的黏聚力下降了15k Pa,下降幅度为20%,0%掺量改性黏土的黏聚力下降了19k Pa,下降幅度为31%。（3）利用电镜扫描仪及BET孔隙分析仪,分析粉煤灰改性黏土受赤泥渗滤液腐蚀前后颗粒块体、比表面积、孔径分布等微观孔隙结构的变化。结果表明,随着赤泥渗滤液的渗透,在微观层面上导致了土体原有的孔隙结构被破坏,颗粒块体变小,颗粒物变多,比表面积减小,孔径分布的单肩峰高度增高;而随着粉煤灰的添加,在微观层面上使土体结构更加紧实,颗粒物聚合,比表面积增大,孔径分布的单肩峰高度降低。通过对压实粉煤灰改性黏土开展渗透试验、力学试验和微观分析,探讨压实粉煤灰改性黏土在赤泥渗滤液渗透下的力学强度、微观孔隙结构变化,为赤泥尾库矿地下黏土防渗层的研究提供一定的理论参考。

关键词：赤泥渗滤液粉煤灰改性黏土力学强度微观结构

常见丙烯酸酯乳液加固脆弱考古出土漆膜的实验室研究

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文物保护与考古科学 2024年第2期36卷 13-21页

作者：董录明韩向娜孙战伟邵安定种建荣北京科技大学科技史与文化遗产研究院北京100083 陕西省考古研究院陕西西安710054 陕西省文物保护研究院陕西西安710075

以常用的丙烯酸酯乳液AC33、B60A、MC76、SF016作为脆弱考古出土漆膜的加固剂,利用静态热机械分析仪微损、精确的特点,对加固前后漆膜的弯曲强度进行测试。根据漆膜应力应变的提升程度,对4种加固剂的保护效果进行量化评价。结合扫描电... 详细信息

以常用的丙烯酸酯乳液AC33、B60A、MC76、SF016作为脆弱考古出土漆膜的加固剂,利用静态热机械分析仪微损、精确的特点,对加固前后漆膜的弯曲强度进行测试。根据漆膜应力应变的提升程度,对4种加固剂的保护效果进行量化评价。结合扫描电镜观察漆膜表面和剖面加固前后的孔洞、裂隙填充情况以及加固剂成膜状态,揭示其加固特点。结果发现,加固后漆膜的应力提高了56%~3 511%,应变提高了103%~3 876%,其中质量分数为20%的AC33增强效果最好,20%的B60A增韧效果最好,MC76和SF016加固效果相对较差。20%是4种加固剂的最佳使用质量浓度,此时漆膜孔洞和裂隙被完全填充,加固剂在漆膜表面形成连续的薄膜且不过量堆积。本研究将静态热机械分析仪用于极端脆弱考古出土漆膜的残余力学强度测试和加固剂保护效果的量化评估,探讨4种典型丙烯酸酯乳液对漆膜机械强度提升的规律特征,获得了较好的结果,将为考古出土糟朽漆器保护修复遴选加固剂提供科学参考。

关键词：考古漆膜丙烯酸酯乳液力学强度静态热机械分析仪

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γ辐照老化对高庙子天然钠基膨润土力学强度和变形特性影响研究

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岩土力学 2017年第10期38卷 2949-2956页

作者：刘鹏刘俊新冒海军杨仲田刘伟巫尚蔚王文清西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 西南科技大学工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室四川绵阳621010 中交隧道工程局有限公司华南分公司广东广州510000 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国辐射防护研究院中核高放废物地质处置评价技术重点实验室山西太原030006 重庆大学资源及环境科学学院重庆400044

为探究高放核废物深地质处置缓冲材料的长期稳定性,以内蒙古高庙子(GMZ)天然钠基膨润土为研究对象,揭示了γ辐照老化作用对高压实天然钠基膨润土样品力学强度和变形特性的影响。采用钴源在室温下对该膨润土进行不同累积剂量的辐照作用,... 详细信息

为探究高放核废物深地质处置缓冲材料的长期稳定性,以内蒙古高庙子(GMZ)天然钠基膨润土为研究对象,揭示了γ辐照老化作用对高压实天然钠基膨润土样品力学强度和变形特性的影响。采用钴源在室温下对该膨润土进行不同累积剂量的辐照作用,分析了辐照前、后膨润土的矿物成分变化,并开展了三轴剪切以及膨胀变形试验。结果表明:γ辐照老化作用引起膨润土部分矿物成分的变化,蒙脱石微观结构稳定性降低并转化为更稳定的硅酸盐和硅铝酸盐矿物;膨润土经过辐照作用后剪切强度有所增长且随辐照剂量增大,矿物成分发生了变化,同等围压下膨润土的剪切峰值强度逐渐提高;随着围压的增大,强度增长的幅度逐渐变缓,辐照剂量对强度的影响减弱,表明围压对膨润土强度的增长有一定的抑制作用;由于辐照后蒙脱石的含量减少,膨润土的膨胀变形性能相应减弱,即膨胀力、自由膨胀应变、有荷膨胀应变等指标降低。

关键词：辐照老化钠基膨润土蒙脱石力学强度膨胀性能

EG/DMMP改性聚氨酯注浆材料的制备与性能研究

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中国安全生产科学技术 2024年第4期20卷 64-69页

作者：程玉龙印恋周克清刘清晨中国安全生产科学研究院北京100012 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 三峡电力职业学院环境工程学院湖北宜昌443000

为改善煤矿井下的特殊作业环境以及聚氨酯(PU)注浆材料在应用中的安全性,选取可膨胀石墨(EG)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)添加到PU浆材中探索最优的工艺配方,制得EG/DMMP改性聚氨酯注浆材料。通过红外测温仪、导热系数测量仪、电子万能试验... 详细信息

为改善煤矿井下的特殊作业环境以及聚氨酯(PU)注浆材料在应用中的安全性,选取可膨胀石墨(EG)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)添加到PU浆材中探索最优的工艺配方,制得EG/DMMP改性聚氨酯注浆材料。通过红外测温仪、导热系数测量仪、电子万能试验机和锥形量热仪研究EG、DMMP对浆材的最高反应温度、固化时间、导热性能、力学性能和阻燃性能的影响。研究结果表明:当1%EG与1%DMMP复配引入体系后,不仅可以降低浆材的最高反应温度,还赋予浆材较为优异的阻燃和抑烟减毒性能,PU注浆复合材料的热释放速率峰值、总热释放量、一氧化碳产生速率峰值与纯PU相比分别降低43.5%,32.2%,30.3%,PU注浆复合材料压缩强度和拉伸强度分别为55.7,51.0 MPa, EG/DMMP改性聚氨酯注浆材料基本解决了浆材“热失控”隐患的同时又兼顾了其力学性能的双重需求。研究结果可为PU注浆材料在煤矿井下的安全应用提供一定参考。

关键词：聚氨酯注浆材料最高反应温度力学强度导热阻燃