道基不均匀分布下通用机型轮载对机场道面力学性能影响研究

为研究道基水平方向不均匀分布对机场道面板力学性能的影响,建立飞机荷载-道面结构-不均匀道基三维模型,采用数值模拟方法分析多板协同受力模式下基顶反应模量变化对道面板弯拉应力影响,探讨通用机型(空客A320和波音B737-800)轮载作用时基顶反应模量变化和道面板厚度对道面板力学性能以及接缝传荷系数的影响,同时基于缩尺试验对数值模拟结果进行验证。研究结果表明:对于A320机型,当道基水平不均匀分布时混凝土板弯拉应力增大,基顶反应模量变化率由0%增加至65.46%时,轮载作用于传力杆接缝板边时道面板弯拉应力由4.06 MPa增加至5.73 MPa,超过极限弯拉应力;增加板厚能够有效地提升刚性道面板受力安全时基顶反应模量变化率的取值范围;道面板接缝传荷系数随着基顶反应模量变化率的增加而增大,基顶反应模量变化率从6.84%增加至56.30%时,道面板传荷系数增加2.44%;室内缩尺试验验证了道基不均匀分布对传荷系数的影响规律。在道面板设计时,应充分考虑道基水平方向不均匀分布对道面板力学性能的影响,避免在服役期间过早出现结构破坏。

预应力道面在机场工程中的优势与应用前景

通过对预应力混凝土道面和普通混凝土道面结构进行结构性能和经济性能对比分析。结果表明:预应力混凝土道面在改善结构整体性,增强结构抵抗环境温度效应能力等方面优于普通水泥混凝土道面;预应力道面在初期建设费用比普通混凝土道面高出16%,但后期养护及改扩建费用前者比后者低,利用净现值法计算总费用最高可降低27.57%。预应力道面可以节约大量资源,显著提高社会效益,在场道工程中是一种值得大力推广的道面形式。

航站楼围护结构水幕墙节能效果分析

针对现代航站楼大面积玻璃幕墙具有建筑能耗高的缺陷,借助水的高显热蓄热优势,构建了航站楼水幕墙构造的节能构造模型,该构造模型将水介质良好的蓄热性与建筑围护结构有机结合,使其在机场航站楼等大型高能耗建筑中具有良好的开发前景。根据航站楼等高窗墙比建筑的传热能耗特点,重点从建筑节能的角度探讨了这类建筑的构造改进途径,通过分析夏季水幕墙结构在太阳辐射和对流换热双重作用下的热交换规律,初步得出了水幕墙结构的节能效果。以南京禄口机场T2航站楼南立面玻璃幕墙为例,分析了利用所构建模型对该建筑节能的改进效果,为类似高窗墙比大型公共建筑的节能改进提出了可行途径。

多孔混凝土道面的温度分布与冻融特点

利用数值分析的方法,分析了普通混凝土道面和多孔混凝土道面在低温环境下温度传递的规律,并对多孔混凝土道面表层结构在冬季冻融循环作用下的温度传递过程与温度场分布进行了数值模拟。基于多孔混凝土道面温度内部热传递对流-传导复合方式的分析,建立了多孔混凝土内部温度传递解析方程。以乌鲁木齐机场道面冬期低温月份的表层结构温度场变化规律为例,分析在采用多孔混凝土时的内部温度场分布规律。分析结果表明,多孔混凝土中对外连接孔直径越大,或孔隙间距越小时,其温度传递速度就越快,混凝土受冻速度也越快。利用四面体堆积结构等效多孔混凝土内部结构的间接方式进行了低温冻融和强度实验,并测试了堆积颗粒间点接触的抗冻性能变化规律。实验结果表明,多孔混凝土中颗粒间点接触强度随冻融次数增多而降低,且在前30次冻融过程中降低更显著,50次冻融循环后的强度降低可达50%。

低弹模纤维对混凝土路面性能的影响

根据试验研究结果 ,分析低弹性模量纤维对混凝土性能影响的特点。探讨这类纤维在工艺方面的适用条件 ,对路面混凝土抗折强度、抗冲击、抗疲劳与耐久性方面改善的可能性。提出利用低弹性模量纤维改善混凝土路面性能的适用范围。

混凝土断裂力学性能研究综述

在工程结构中,包含了一大类力学性能的准脆性材料,混凝土作为一种典型的非均质准脆性材料,在工程界有很大的研究背景。以至于国内外大量学者针对像混凝土这类准脆性材料提出了一系列研究方法。通过梳理国内外学者在混凝土断裂性能方面的试验研究,总结归纳了混凝土断裂参数的测试方法、力学模型及影响因素等。在此基础上,对混凝土断裂发展规律的研究前景进行了展望,希望为以后此类问题的研究奠定基础。

除冰剂复合作用下的混凝土道面冻融损伤研究

冬季飞机除冰雪和道面除冰等过程中,含有乙二醇等化学物质的除冰液不断残留与集聚在混凝土表层,直接造成混凝土表层破损,进而产生威胁飞机安全的外来物(FOD)。为改进混凝土道面抗破损能力,针对浸渍不同浓度乙二醇溶液的道面混凝土冻融破损规律试验研究结果表明,乙二醇较低浓度溶液浸渍时就会加剧混凝土的冻融损伤。混凝土二维微观冻胀损伤有限元模拟分析结果表明,孔隙结冰膨应力传递到混凝土表层的应力大小,与孔隙的大小b、孔隙内溶液的膨胀率呈正比,与孔隙至表层的距离d2呈反比;相邻双孔同时结冰时的相互耦合最大应力随着孔间距D增大,以及孔径b减小而降低,且当孔间距超过孔径4倍以后,相邻孔的冻胀应力耦合效应小于10%。

氯氧镁水泥复合混凝土性能试验研究

基于试验研究与理论分析结果。研究改性剂对氯氧镁水泥复合混凝土材料性能的影响；根据树脂减水剂和苯丙乳液对氯氧镁水泥复合材料强度影响的特点、疏水剂及增强剂对水稳定性影响的特点，阐述针对不同改性目的的改性剂选择要求，以及掺加不同改性刺在环境适应性等方面的差别。

改性乳化沥青除冰雪性能试验研究

以乳化沥青为基质材料,添加疏水和融冰雪材料制备改性乳化沥青,并将其涂刷于沥青路面研究其除冰雪性能。研究结果表明:改性乳化沥青疏水性能良好,路面接触角可达95.6°;路面-冰层粘结力衰减幅度可达54.1%,改性乳化沥青涂层对沥青路面摩擦系数影响不大;利用多孔材料吸附融冰雪材料,缓释效果良好,可有效降低冰点,并具有较好的融冰雪能力,在机场跑道除冰雪工作中具有较好的应用前景。

热风除雪对机场混凝土道面损伤规律研究

针对机场冬季混凝土道面热吹除冰雪过程,存在的道面损伤问题展开研究;探究了损伤模型并设计试验对热风冲击冰雪道面进行试验室模拟,详细记录了不同冲击次数后的表层损伤状况和强度,对试验结果进行分析与模型进行比较验证;热冲击应力、冰晶汽化产生的热膨胀力、冻融循环的综合作用,较好的阐释了冬季除雪混凝土道面损伤的根本原因。为进一步混凝土道面热冲击损伤研究和后续改进道面建设与维护技术奠定理论基础。

快速装拆机场道面结构力学行为分析

为解决机场改扩建不停航施工过程中所需的飞机临时滑行通道问题,需要设计建造技术性能可靠和施工便捷的临时场道结构。为满足临时场道结构技术性、工艺性和经济性等要求,研究了直接铺筑于压实地基上的可快速装拆式型钢-预应力混凝土板块组合道面的力学性能。分别研究了不同位置加载情况下板块各部位的应力和应力变化规律,利用ABAQUS有限元软件模拟了B737-800单轮轮载作用下复合结构板体的变形规律。分析结果表明,飞机荷载作用位置对快速装拆道面结构受力和变形的影响显著,荷载作用于板角位置时的结构稳定性最差,道面板侧边容易产生较高的局部应力集中,板块边沿的局部强化对于结构稳定具有关键作用,道面板块的钢框架与内部混凝土之间连接部位为结构的薄弱环节,需要合理地分布预应力钢筋增强效应来保障结构承载能力和结构完整性,多板块的铰接衔接组合具有较明显的板体联动效应与荷载分散效应,从而有助于约束板块的局部竖向变形。

基于飞行区改扩建需求的排水工况动态分析

针对中国机场飞行区排水系统设计中存在暴雨重现期选取过小,导致排水设施在大暴雨中出现输水能力不足的问题。根据《民用机场排水设计规范》,利用暴雨洪水管理模型(SWMM,storm water management model)仿真软件对温州龙湾国际机场飞行区进行降雨径流模拟分析,探讨暴雨重现期较大时对于排水设施空间参数的需求规律。分析结果表明:在机场改扩建工作中,暴雨重现期P应选取5 a,并达到规范要求的空间参数;对于既有设施的利用,应尽可能选择高年份暴雨重现期进行校核,且可采用增大既有管沟宽度和增加并联分流等措施改善排水效果,从而为增大排水设施的暴雨重现期奠定基础。研究结果可为机场飞行区排水系统功能的综合提升提供参考。

盾构施工对航油管道的扰动效应

机场飞行区下施工容易造成上覆土体的沉陷,从而引起隧道上部埋置管道的局部下沉,并使管道产生较高的附加应力。通过对下穿盾构施工时所产生的土体下沉位移进行分析,探讨管道不同部位的沉陷分布规律计算模型;应用ABAQUS有限元软件对管道下盾构施工过程进行数值模拟,分别反映施加不同附加荷载情况以及不同管-隧相对位置下埋置管道力学状态改变。理论分析和数值模拟结果表明:航油管道埋深较浅,管道呈受压状态且受飞机附加荷载影响应力增幅较大;管道与隧道的垂直间距过小,管道呈受拉状态而易引起受拉破坏。以安全评价方法为指标,可确定航油管道的临界埋深与管-隧间距。

混凝土板下部土拱形成规律研究

土拱效应是岩土工程中的常见现象,地下穿越施工过程中开挖断面上部土体相互挤密,引起地层不均匀沉陷,在洞顶局部区域形成土拱.当表层存在刚性混凝土面板时,可对地表变形产生约束,改变原有应力传递路径和土拱影响范围.对此,采用ABAQUS有限元软件建立仿真分析模型,针对不同板厚、埋深和管径条件下的土拱形成规律进行研究,探讨地基沉陷与管顶覆土压力分布特征.研究结果表明,土拱效应导致地基内部主应力方向发生偏转,管顶两侧竖向应力有明显增加,刚性道面板板底未发生隆起变形,开挖断面覆跨比指标不是评价土拱效应的唯一指标,需结合具体参数条件进行讨论.

正交巨型柱面网壳机库屋盖结构几何构型研究

分析了正交巨型柱面网壳机库结构的几何构成形式,推导了结构各几何参数间的数值关系,提出了正交巨型柱面网壳机库结构的建模方法。编制建模程序,给定结构跨度、长度、矢高、网格数,便可生成正交巨型柱面网壳结构几何模型。与正放四角锥双层柱面网壳和斜放四角锥双层柱面网壳结构进行对比分析,计算杆件最大应力、结构最大挠度与单位面积用钢量。结果表明,正交巨型柱面网壳机库屋盖结构主次分明、受力合理、传力路线明确,在保证结构强度与刚度的基础上减少材料用量,减轻结构自重,使机库结构实现更大跨度,为机库屋盖结构的理论研究与工程设计提供参考。

矿棉板耐水性及其纤维结构特性研究

探索改进矿棉板耐水性的途径,根据试验结果探讨矿棉板的结构特征;研究硬质矿棉板的纤维结构特性与改善其耐水性的基本机理,提出基于不同处理方式对矿棉板耐水性改善的可能性,为满足不同使用要求的矿棉板提供了不同的改性处理措施。

基于渗水性改善的级配碎石空隙结构参数分析

为促进海绵城市建设,在广场等硬化地面设施建设中实现低成本开发,不仅充分利用雨水资源,而且有利于缓解城市排水系统的压力。这些设施建设工程中,碎石基层或垫层的渗水能力不但直接决定设施结构的稳定性,还影响其雨水渗蓄能力和自过滤能力;为使碎石垫层获得足够的渗水能力,需要使其内部空隙结构具有良好的分布状态,从而获得理想的渗水性与稳定性。通过分析不同排列的颗粒堆聚结构空隙参数,探讨了多级次组成对碎石堆聚结构空隙率和稳定性的影响规律;借鉴哈根-泊肃叶定律和达西定律,探讨了表达碎石堆聚结构空隙分布的叠筛模型,导出了上下层之间叠层空隙变化的计算公式。分析结果表明,级配碎石的渗水性与其结构中单孔渗流有效半径的二次方成正比,单位面积内上下叠层错位程度所决定的渗水有效系数与级配碎石的渗水能力成正比。

衔接铺砌式透水道面结构的浸水稳定性研究

基于对衔接铺砌式透水混凝土道面结构的受力分析,构建了在不同基础上铺筑式道面的力学分析模型。分别针对土基—道面板块结构、土基—碎石垫层—道面板块结构进行了饱水前后不同位置的加载实验,研究了不同加载位置对衔接铺砌式透水混凝土道面结构稳定性的影响规律,以及道面结构在饱水前后的稳定性变化规律。理论分析与实验研究结果表明,铺砌式衔接道面板块间的相互衔接约束可有效地协调和分配相邻板块间的变形与荷载。在板块中心和边沿位置加载时,铺砌式透水道面的临界状态为土基失稳性破坏,角部加载时的临界状态为道面板块开裂性破坏;土基层饱水对道面结构承载能力降低约为11%~14%,设置碎石垫层后可使道面结构承载能力提高40%~70%,结构的稳定性提高20%以上。角部加载是衔接铺砌式透水混凝土道面结构最不利加载位置,为提高其结构的稳定性,建议在工程中设置适当的碎石垫层。

压制硅酸盐混凝土中外加剂的特点

本文探讨了外加剂在压制硅酸盐混凝土中的作用机理。根据几种外加剂在不同掺量情况的分析结果,证实含有激发作用的增强外加剂比较有效。在这种混凝土中,只有充分搅拌,外加剂才能均匀分布。硅酸盐混凝土中外加剂的掺量会影响制品的质量。

FP膨胀增强剂的性能研究

FP膨胀增强剂是以工业废料氟石膏为主要原料生产的混凝土外加剂。本文的研究结果表明,该外加剂利用多相矿物的缓释性膨胀反应,对混凝土的收缩产生明显的补偿作用,从而显著地改善混凝土的强度及抗渗能力。