冻融对水泥改良路基土力学特性影响研究

以季冻区路基粉砂土为研究对象进行室内三轴压缩试验,分析水泥改良粉砂土与素土的应力-应变关系,探究冻融循环、水泥掺量和围压对土体抗剪强度的影响。试验结果表明:改良土的破坏以脆性破坏为主;围压增长不改变试样的破坏形式,土抗剪峰值随围压的增加而增大;冻融循环作用会削弱土体的黏聚力,内摩擦角的变化规律表现为在一定范围内波动;在水泥掺量相同的条件下,随冻融次数的增多,土的抗剪强度因水泥持续水化反应故呈先减小后增大再减小;当水泥掺量为2%时,土体已获得较大抗剪强度。

改性干粉型聚合物水泥砂浆试验研究

本文研究两种不同的可再分散乳胶粉(醋酸乙烯-乙烯共聚物和醋酸乙烯/叔碳酸乙烯酯共聚物)对干粉型聚合物水泥砂浆力学性能、粘结强度、吸水率、干燥收缩的性能影响。结果表明,可再分散乳胶粉的掺量、类型对聚合物水泥砂浆的性能影响较大,力学性能较普通水泥砂浆有明显的提升和改善。可再分散乳胶粉的加入虽然降低了砂浆的抗压强度,但显著提高了抗折强度和折压比,改善了砂浆的柔韧性和抗裂能力;砂浆的干燥收缩、粘结强度和吸水率等性能均有较为明显的改善。

FRP网格-UHPC复合加固RC梁抗弯性能有限元分析

我国建筑、桥梁等结构大多已接近使用年限,亟需加固改造。为解决新旧接触界面易产生剥离、新加结构与原有部分无法共同受力的问题,改善传统加固方法,采用FRP网格-UHPC复合加固钢筋混凝土梁。用ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,模拟结果与试验结果吻合较好,能够准确模拟FRP网格增强超高性能混凝土(UHPC)复合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能。分析FRP网格横、纵向结点数和复合加固层粘结长度等参数对加固梁受弯性能的影响,结果显示,随着粘结长度的增加,加固效果提升显著,承载力最大提升幅度为121.929%;通过增加横向网格结点数,可以有效地增强FRP网格与UHPC之间的机械锚固能力,从而使承载力提升。研究成果为FRP网格-UHPC加固混凝土结构提供参考。

长春地区非饱和粉质黏土的土-水特征试验研究

土-水特征曲线(SWCC)是反映非饱和土工程特性的重要表现形式。为研究长春地区非饱和土的土-水特征曲线变化,以长春地区广泛分布的粉质黏土作为研究对象,采用GEO-Experts压力板仪和GDS非饱和土三轴仪对不同初始含水率的土体进行土-水特征曲线的测量分析。结果表明:不同设备所测得的结果基本一致,土体的进气值均在基质吸力25 kPa左右时达到。土体的体积含水率均随基质吸力的增加而减小,土-水特征曲线均在基质吸力为125 kPa时出现明显拐点。同一含水率土样,GEO-Experts压力板仪的排水体积比GDS非饱和土三轴仪多,压力板仪所对应的体积含水率相对较低。

双层结构对ZnO TFT稳定性的影响

室温下采用射频磁控溅射方法在SiO_(2)/Si衬底上沉积了单层ZnO薄膜和高氧/低氧双层ZnO薄膜,采用电子束蒸发设备蒸镀Al电极,制备单沟道ZnO TFTs和双层沟道ZnO TFTs。比较两种结构ZnO TFTs的各种性能参数,分析双层结构对TFTs产生的影响。实验结果表明,底部高含氧量ZnO层和顶部低含氧量ZnO层构成了DAL同质结且高氧/低氧薄膜存在载流子浓度产差,利用载流子从高浓度向低浓度扩散的性质,可以填补栅介电层和沟道层之间的界面态缺陷,使器件界面类受主陷阱减少,有效降低TFTs的滞回现象。与单有源层TFTs相比,双沟道层TFTs还具有电学调制作用,其电学性能和稳定性均有明显的提高,得到最佳TFTs的开/关电流比达到3.44×10^(9),亚阈值摆幅为0.68 V/dec,阈值电压偏移为1.2 V。

相变路面抑制降温效果研究

本文以混凝土路面为研究对象,向路面主体材料中添加PEG300和PEG400作为相变材料,膨胀石墨为封装材料制备相变储能路面,利用COMSOL Multiphysics多物理仿真软件对路面模型进行模拟研究,探究复合相变材料(PCMs)不同掺量下的路面抑制降温能力的变化规律。结果表明:对4种不同PCMs掺量的相变储能路面传热3 h后6.76 cm深度的温度进行对比分析,发现掺量为4%,8%,12%的相变路面温度分别比水泥路面温度高1℃,1.4℃,1.6℃,掺量为4%时温度增加量最大。相变储能路面在深度为4 cm时降为0℃需要的时间均大于水泥混凝土路面需要的时间,水泥混凝土路面在4 cm时达到0℃需要的时间为3 h,PCMs掺量为4%的相变储能路面需要4.4 h,延缓了1.4 h;掺量为8%的相变储能路面需要5.6 h,延缓了1.2 h;掺量为12%的相变储能路面需要6.6 h,延缓了1 h。PCMs掺量每增加4%,其增加的延缓时间在降低,从0%掺量增加到4%时,增加的延缓时间最长。综上两种分析,最优的PCMs掺量为4%。相变储能路面抑制降温的能力可延缓路面温度降为0℃的时间,从而抑制结冰,减少路面损伤。

UHPC加固RC柱的轴压性能试验及有限元模拟分析

超高性能混凝土(UHPC)因其优异的力学性能和耐久性能,广泛应用于钢筋混凝土结构的加固中。对UHPC加固钢筋混凝土短柱轴心受压进行试验研究,利用ABAQUS有限元分析软件建立UHPC加固钢筋混凝土短柱轴心受压的有限元模型,峰值荷载模拟值与试验值吻合良好。分析长细比对加固柱荷载及塑性变形性能的影响,每组5个试件长细比分别为2,4,6,8和10,共6组30个试件。结果表明:相同长细比下UHPC加固钢筋混凝土柱能较大提升柱的承载力和延性;随着长细比L 0/d增大,加固柱的承载力降低,破坏时试件的极限位移明显增大;当长细比进一步增大,试件极限承载力降低趋势开始变缓,峰值荷载对应的位移增大,抵抗塑性变形能力变差,该研究为UHPC加固钢筋混凝土柱工程应用提供参考。

FRP筋-钢筋混合配筋的超高性能混凝土梁受弯有限元分析

研究配筋率、混合配筋等效配筋率、FRP筋面积比、UHPC抗拉强度、钢筋配置形式对UHPC梁受弯性能的影响。分析各参数对UHPC梁屈服荷载、峰值荷载、挠度及破坏形式的影响。结果表明:随着配筋率的增加,纯钢筋UHPC梁刚度、屈服荷载、峰值荷载及对应的挠度均得到不同程度提高;UHPC混合配筋梁随FRP筋面积比的增大,峰值荷载及峰值荷载挠度增大,UHPC混合配筋梁的抗变形能力变差;随UHPC抗拉强度的提升,UHPC梁的开裂荷载、屈服荷载和峰值荷载增大,对应的挠度减小;采用双层布置的UHPC混合配筋梁比单层布置梁屈服荷载、峰值荷载小。本文为FRP-钢筋混合配筋UHPC结构的工程应用提供参考。

双层地基中高导热能量桩热力学特性研究

通过室内模型试验,针对不同循环次数与桩顶荷载作用下高导热能量桩热力学特性进行研究。结果表明:桩身与土体温度随着循环次数增加存在累积行为,距离桩中轴线越远,土体温度越低,变化越小;桩身附加温度应力沿深度方向先减小后增大,最大附加温度应力位于-257 mm处,附加温度应力随着桩顶荷载和循环次数增加而增大;随着桩顶荷载增大,循环后桩顶沉降增大,桩顶沉降随着循环次数增加存在累积行为,在能量桩设计时予以充分考虑。

新型横向连接装配整体式榫卯剪力墙结构抗震性能模拟分析

为加强装配整体式剪力墙的竖向接缝性能和墙体的整体性,在传统榫卯接缝的基础上,研究提出一种采用新型横向连接的装配式榫卯剪力墙,设置横向凹槽处的封闭环形钢筋闭合连接,并与纵向孔洞处的竖向钢筋绑扎形成钢筋骨架,以提高剪力墙的整体稳定性。设置1组现浇剪力墙、1组传统装配式榫卯连接装配式剪力墙、1组采用新型横向连接的装配式榫卯剪力墙,使用ABAQUS有限元软件模拟在低周往复荷载作用下不同墙体的受力情况及破坏过程,并且对比分析不同竖向接缝对剪力墙工作性能和抗震能力的影响。研究结果表明,采用新型榫卯横向连接的装配式榫卯剪力墙的刚度和承载能力与现浇剪力墙基本一致,能够满足“等同现浇”的要求。

近场爆炸荷载作用下装配式钢筋混凝土叠合梁动力响应数值分析

为研究装配式钢筋混凝土叠合梁的抗爆性能,采用显式动力有限元软件LS-DYNA建立了相应的数值模型,通过已有的钢筋混凝土现浇梁爆炸试验研究对数值模型进行了验证。采用验证了的数值模型对爆炸荷载作用下的叠合梁和现浇梁进行动力响应分析,考虑比例距离、炸药量、浇筑方式等参数变化对装配式钢筋混凝土叠合梁动力响应及抗爆性能的影响。结果表明:随比例距离减小或炸药量增大,梁破坏形态由弯曲破坏向弯剪破坏转变,梁位移响应加剧;叠合梁抗爆性能略低于现浇梁,但尚能满足规范要求。

不同钢纤维类型对高性能混凝土抗折性能影响模拟分析

本文以钢纤维混凝土抗折强度计算理论为基础,分析混凝土在分别添加平直形和圆环形钢纤维的情况下抗折强度的变化。运用有限元模拟分析软件ABAQUS进行数值模拟,不同掺量的平直形和圆环形钢纤维掺入混凝土梁,得到梁受压损伤云图和荷载位移曲线的变化,分析平直形和圆环形钢纤维对高性能混凝土抗折性能的影响,验证了有限元模拟的合理性。通过对有限元数值模拟结果的分析,相比较钢纤维体积掺量为0.5%,当钢纤维体积掺量为1.0%和1.5%时,平直形钢纤维混凝土的抗折强度分别增加了20.02%和26.62%,圆环形钢纤维混凝土的抗折强度分别增加了9.64%和46.98%。而对比两种形状的钢纤维掺入,体积含量为1.5%的圆环形钢纤维对混凝土的抗折强度,延性性能的增强效果更优。

新型装配式环氧树脂混凝土地下综合管廊结构优化分析

本文设计了一种新型装配式地下综合管廊的结构形式,并将全新配比的环氧树脂混凝土材料作为结构材料应用于装配式地下综合管廊结构,可显著提高地下结构的抗渗性和耐腐蚀性;应用于实际中可有效降低地下综合管廊的维修率,全寿命周期成本大幅度降低。同时,本文借助有限元软件分析了不同跨度、不同板厚、不同预应力筋数量等参数对结构的变形及受力性能的影响。研究结果表明:综合管廊跨径、底板厚度、预应力筋数量是影响结构受力和变形的重要参数,在实际设计中应综合考虑以上影响因素,对综合管廊进行优化设计,以达到结构受力合理,材料用量最省的目的。

绿色纤维局部增强装配整体式混凝土剪力墙数值模拟分析

为了提高装配整体式混凝土剪力墙的抗震性能,响应“绿色低碳”政策的号召,基于装配整体式混凝土剪力墙模型的数值模拟,对比试验数据,验证了数值模拟的合理性,研究了在低周反复荷载作用下,绿色纤维(从废旧轮胎中提取的回收钢纤维制备而成的绿色纤维)体积率对装配整体式混凝土剪力墙的承载能力、延性性能和耗能性能的影响,计算出各模型的位移延性系数和耗能系数。模拟结果表明,绿色纤维能够明显改善装配整体式混凝土剪力墙的抗震性能,绿色纤维的加入使模型的滞回曲线更加饱满,滞回环的面积更大。随着绿色纤维体积率的增大,模型的承载能力、延性性能和耗能性能也逐渐增大,当绿色纤维体积率达到1.5%时,模型的承载能力、延性性能和耗能性能提升最为明显。

长春市某深基坑桩锚支护数值模拟分析

桩锚支护在深基坑工程开挖过程中具有较好的支护效果,使用有限差分软件FLAC3D6.0对深基坑进行各个工况的模拟具有重大意义。本文以长春某深基坑工程为研究对象,使用FLAC3D6.0有限差分软件进行三维建模,模拟基坑开挖过程中产生的地表水平位移、竖直沉降、坑底隆起以及围护结构的位移等,并做出总结。结果表明,围护结构在各工况下的水平位移随着距基坑边缘距离变大而逐渐减小;基坑水平位移最大值一般出现在基坑中间;坑底隆起值的变化与围护结构水平位移呈正相关;模拟值与实测值的变化规律基本相同,验证了本次模型的准确性。

软土中单侧边载作用下桩基负摩阻力研究

软土中因土体压缩性较高,在边载状况下易产生桩基负摩阻力,从而对工程产生安全隐患。本文通过有限元法对软土中受边载作用的桩基础所受到的桩基负摩阻力进行数值模拟,分析了不同边载等级、不同边载位距对软土中桩基负摩阻力、中性点位置和桩身轴力的影响。结果表明,在边载等级增加时,软土中桩身轴力有明显上升趋势,并随桩体埋深增加呈非线性趋势增长,而桩基负摩阻力随深度变化呈现非线性减小的趋势,桩体的下拉力增加,边载效应增强;同等级边载效应时,当边载与桩基之间的距离增加时,软土中桩基负摩阻力逐渐减小,中性点位置位于桩体靠近底部位置处,并随边载位置改变而受到一定影响。

基于TRNSYS的中深层土壤源供暖系统运行特性分析

本文针对长春地区某居住建筑,利用TRNSYS软件建立中深层地埋管土壤源热泵系统仿真模型,模拟分析了热泵机组性能系数(简称COP)随地埋管深度和运行年数的变化趋势及岩土导热系数对地埋管出水温度的影响。结果表明,地埋管深度越深,COP随运行年数变化越小,系统运行越趋于稳定。当地埋管深度达到1800 m时,系统运行趋于稳定。在运行初始阶段,地埋管出水温度变化幅度较大。当运行达到750 h时,地埋管出水温度趋于稳定;当热储层岩体导热系数增加2 W/(m·℃),载热流体出口温度由34.1℃增至36.9℃,增加了8.21%,由此可见岩体导热系数对地埋管出水温度的影响显著。

类EMD算法在桥梁振动数据降噪中的对比分析

在桥梁结构健康监测过程中,桥梁的振动信号易受外部环境影响而产生噪声,从而导致桥梁振动数据失真。针对此问题有着多种降噪算法,本文尝试使用经验模态分解(EMD)、集合经验模态分解(EEMD)和自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)3种算法分别对模拟仿真信号和桥梁振动信号数据进行降噪分析,进而探究3种算法的降噪性能。首先,使用3种算法分别处理原始信号数据,分离出不同的本征模态分量(IMF),并计算出其分量的方差比和相关系数;然后,利用参数筛选出有效分量进而重构信号;最后,以信噪比(SNR)与均方根误差(RMSE)作为评价指标,分析其降噪性能。结果表明CEEMDAN方法在3种方法中的降噪效果最好,而EEMD方法效果次之,EMD方法最弱。

基于电导率质量平衡法的基流分割方法研究

本研究通过综合运用电导率质量平衡法(CMB)、数字滤波法、ECK滤波法、HYSEP法以及BFI法对科罗拉多河流域的典型水文站点进行基流分割计算,并根据电导率质量平衡法的结果对其他的基流分割方法进行参数修正。结果表明:(1)以CMB法为标准,ECK滤波法和数字滤波法的结果比HYSEP法以及BFI法更为准确;(2)根据CMB法对其他方法进行参数修正,2个水文站修正后结果准确性分别提高了5%~40%和10%~50%;(3)综合评定最适合科罗拉多河流域的基流分割方法是经过CMB法参数修正后的ECK滤波法,2个水文站经过修正后的ECK法相较于CMB法结果的误差百分比分别为1.836%和2.506%。

装配式组合结构新型板墙体系节点性能研究

装配式组合结构因其具有安装便捷、施工工期短、可循环利用等优点,受到广泛关注。本文对一种可运用于装配式组合结构板墙体系中的新型连接节点进行试验研究。为了验证该新型连接节点的可靠性,设计采用了节点拟静力试验,同时采用ABAQUS软件对该节点进行有限元分析,将模拟所得到的结果与试验结果进行对比,结果表明:该新型连接节点施工方便,可有效缩短工期;在受力上符合抗震设计要求,极限位移相对较大,具有较好的变形能力和延性性能。