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富水砂层幂律型浆液渗透注浆扩散机理
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作者 谢鲍 程桦 +3 位作者 王雪松 黎明镜 刘向阳 韩雪宇 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期150-162,共13页
【目的】为阐明富水砂层渗透注浆球形扩散规律及影响因素,开展渗透注浆试验研究,以了解不同注浆参数对浆液扩散的定量影响。【方法】首先,通过渗透注浆球形扩散模型试验,分析浆液宏观扩散形态、微观填充效果及注浆过程中渗透压力、土压... 【目的】为阐明富水砂层渗透注浆球形扩散规律及影响因素,开展渗透注浆试验研究,以了解不同注浆参数对浆液扩散的定量影响。【方法】首先,通过渗透注浆球形扩散模型试验,分析浆液宏观扩散形态、微观填充效果及注浆过程中渗透压力、土压力变化趋势;然后,基于考虑多效应耦合作用的渗透注浆球形扩散方程,定性分析浆液渗透扩散的影响因素,定量分析理论预测浆液扩散的误差;最后,使用极差分析法评估水灰比、砂土物理参数、注浆压力对浆液渗透扩散影响的显著性。【结果和结论】浆液扩散范围与浆液水灰比、砂土孔隙率呈正相关,与砂土迂曲度呈负相关;注浆过程中,随着与注浆管的距离变远,渗透压力及土压力非线性减小,而随着时间的变化,同一个测点的渗透压力及土压力非线性增大;定义了压力突增时间区间,与注浆管距离越近,该区域出现越早,压力变化越显著;考虑浆液黏度时变效应、迂曲效应及均匀渗滤效应的理论模型预测浆液扩散范围与试验误差为-13.26%~11.01%;各注浆参数对浆液扩散范围影响的显著性从大到小为:水灰比、砂土孔隙率、注浆压力;水灰比作为主要影响因素,同时影响注浆过程的砂土实际孔隙率、迂曲度进而影响浆液扩散范围。研究成果可为今后富水砂层注浆参数设计提供参考。 展开更多
关键词 富水砂层 渗透注浆 多因素耦合 幂律浆液 扩散机理
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U75V钢轨微观晶粒结构对滚动接触疲劳损伤行为影响
2
作者 李骏鹏 周宇 +3 位作者 梁旭 华建兵 刘思磊 翁之意 《中国铁道科学》 2025年第2期60-71,共12页
钢轨材料晶粒的拓扑结构、尺寸和取向等微观结构特性,对钢轨早期滚动接触疲劳(Rolling Con⁃tact Fatigue,RCF)裂纹演化影响显著。为分析晶粒结构对RCF裂纹的影响,基于晶体塑性理论和维诺图(Vo⁃ronoi)原理建立反映U75V钢轨材料晶粒几何... 钢轨材料晶粒的拓扑结构、尺寸和取向等微观结构特性,对钢轨早期滚动接触疲劳(Rolling Con⁃tact Fatigue,RCF)裂纹演化影响显著。为分析晶粒结构对RCF裂纹的影响,基于晶体塑性理论和维诺图(Vo⁃ronoi)原理建立反映U75V钢轨材料晶粒几何结构、取向等特征的微观模型;通过修正的内聚力单元构建材料微观结构与疲劳损伤之间的联系,实现在微观尺度模拟RCF裂纹演化,建立钢轨微观RCF裂纹演化模型;基于该模型,研究循环荷载作用下钢轨微观组织结构对表面RCF裂纹萌生位置和扩展路径的影响。结果表明:循环荷载作用下,RCF裂纹大多萌生于晶界处,微裂纹萌生的位置和寿命具有随机性,但萌生位置在特定区域内呈现集中趋势;RCF裂纹在不同阶段的扩展速率不同,随扩展长度的增加整体呈早期慢后期逐渐变快的趋势,可分为2个阶段;Ⅰ阶段为起步阶段,微裂纹扩展长度在该阶段为几个晶粒尺寸,且该阶段裂纹的萌生扩展行为主要受晶粒取向和晶界间相互作用支配,裂纹扩展速率在0.0025μm·r^(-1)左右,远低于裂纹平均扩展速率0.0103μm·r^(-1);当萌生位置间隔较近的微裂纹在扩展过程中相互吸引聚合,形成1条新裂纹时,进入Ⅱ阶段;新裂纹的扩展行为主要受外部荷载的支配,裂纹扩展速率明显增加,最快可达0.0187μm·r^(-1);模拟结果与双轮试验观测的裂纹形态吻合良好。 展开更多
关键词 U75V钢轨 滚动接触疲劳 微观结构 晶体塑性 裂纹扩展 微观模型
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