水-温-紫外线耦合作用下玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为改善沥青路面性能,延长其使用年限,将玄武岩纤维掺入到沥青混合料中并开展高低温及水稳定性能试验。引入水-温-紫外线耦合作用试验条件来模拟现场沥青混合料快速老化环境。通过配合比设计,确定AC-20C、BFAC-20C两种沥青混合料的最佳油石比;通过对沥青混合料开展相关路用性能试验,评价水-温-紫外线耦合作用试验条件下玄武岩纤维对AC-20C沥青混合料路用性能的影响。试验结果表明,未经水冲刷、冻融循环及紫外线照射的BFAC-20C沥青混合料高低温及水稳定性能显著优于AC-20C沥青混合料;水冲刷、冻融循环及紫外线照射下两种沥青混合料高低温及水稳定性能均显著降低,BFAC-20C沥青混合料降低幅度较小;玄武岩纤维的掺入能够显著降低沥青路面运营阶段相关路用性能的衰减速度。

RCA高模量玄武岩纤维AC-20C沥青混合料路用性能研究

为抑制沥青路面病害的出现,延长其使用年限,将玄武岩纤维及RCA高模量剂掺入到AC-20C沥青混合料中,并开展高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损害等路用性能研究。通过对不同RCA高模量剂掺量的70号A级道路石油沥青开展三大指标试验,评价RCA高模量剂的推荐掺量;通过对不同RCA高模量剂掺量的玄武岩纤维AC-20C沥青混合料开展配合比设计及相关路用性能研究,确定最佳油石比及RCA高模量剂的合理掺量。试验结果表明,高模量剂掺量为10%~16%时,高模量改性沥青能够满足常规SBS I-D聚合物改性沥青的技术要求;0.4%玄武岩纤维的掺入能够显著改善沥青混合料的路用性能;从高温性能方面考虑,RCA高模量剂的推荐掺量为16%;从低温性能和水稳定性能两个方面考虑,RCA高模量剂的推荐掺量为14%。

高职院校教学改革应注重学生创新能力培养

在"大众创新,万众创业"时代,高职院校教学改革也要紧跟时代步伐,在教学改革中认识到,创新是社会进步的源泉,是知识经济时代精神的集中体现。面对当前新的教育背景,深化教育教学改革,加快推进教学管理创新,促进高职院校教学水平和人才培养质量的整体提高,已成为摆在高职院校教育教学改革面前一项迫切任务。当前,高职学生所拥有的自主学习及创新思维能力不强,学生所具有的创新能力并不乐观,远远不能满足社会对创新人才的需求。可见,高职院校教学改革势在必行,必须采取强有力措施,积极推进教育教学方法改革,注重培养学生的创新能力。本文从高职院校教育教学改革中应注重培养学生的创新能力的必要性,提出高职院校教育教学改革的几点思考,力求促进高职院校教育教学改革能更好更快发展。

基于响应面法的60MN压剪试验机上横梁优化设计

针对压剪试验机大承载、小变形与轻量化的要求,结合有限元分析运用响应面法对60MN压剪试验机上横梁进行优化设计。首先运用拉丁超立方抽样法生成试验设计样本点,并根据设计结果采用多种拟合方法拟合并对精度校验,发现克里金(Kriging)法能够精确地与拉丁超立法实验设计法生成的实验点匹配,而且拟合的响应面模型高效且精准;然后以上横梁应力、质量、变形为优化目标,运用多目标遗传算法进行优化设计得出最优解,并通过灵敏度分析对优化后的结果进行修正,使其更具有工程应用价值。经校验优化后的结构比原始结构减重11.8%,优化效果显著,节省了生产成本,对压剪试验机的结构优化设计有重要的实际意义,同时也为其它类似结构件的优化分析提供参考。

80 MN压剪试验机竖向加载模糊PID控制系统的设计

为了稳定、精确、可靠地实施超大力值竖向加载,以80 MN压剪试验机为对象,对其竖向加载装置的机械结构、液压系统以及控制系统进行总体设计;建立位置-压力双闭环PID控制算法的数学模型,并设计模糊PID控制器;最后,通过AMESim-Simulink对控制系统进行耦合仿真,获取位移与试验力的时域响应曲线,并在80 MN压剪试验机上进行竖向加载试验以验证控制系统的可靠性。结果表明:竖向加载模糊PID控制系统使竖向加载在220 s后达到稳态,位移误差与试验力误差均小于0.05%,此控制系统的稳定性、精确性和可靠性得到验证。

80 MN压剪试验机机架的力学仿真

为确保80 MN压剪试验机机架在最大载荷下依然满足强度和刚度要求,文中首先分析单剪和双剪两种压剪试验工况下的受力状态,而后在最大竖向载荷与最大横向载荷联合作用下,对静态单剪与静态双剪时的机架进行静力学仿真,随后进行机架的模态仿真,最后对动态单剪时的机架进行动力学仿真。结果表明:静态单剪与静态双剪时,压剪试验机机架最大静应力都小于材料的屈服强度,最大位移小于允许最大位移量,满足静强度与静刚度的要求;动态单剪时工作频率低于各阶模态固有频率,所以不会产生共振,满足动刚度要求;动态单剪时应力与位移呈周期性波动,最大动应力和最大位移满足动强度与动刚度的要求。

FRP型材-超高性能混凝土组合梁界面性能数值模拟

为了研究FRP型材-超高性能混凝土组合梁界面应力在荷载作用下的分布规律,通过ABAQUS对FRP型材-超高性能混凝土组合梁进行了数值模拟,选取适当的单元类型,材料属性和网格划分,并基于塑性损伤模型,研究了组合梁在弹性阶段界面应力沿Y、Z、YZ方向的分布规律。结果表明:混凝土塑性损伤模型能够较为准确的模拟FRP型材-超高性能混凝土组合梁的静载试验;且对于FRP型材-超高性能混凝土组合梁界面的应力分布进行了分析,发现界面黏结树脂的抗剪强度是组合界面承载力的控制条件,界面最大剪应力为抗剪强度的80.5%。

基于复杂网络的桥梁施工事故致因识别及安全管理对策

桥梁施工现场的安全管理涉及人员、场地、设备、机具和结构等多方面因素,存在重大事故风险,对施工现场施工隐患的管理是降低事故风险的重要手段,系统的事故隐患致因研究是安全管理的基础。基于复杂网络理论,建立了桥梁施工事故致因网络模型,明确了桥梁施工事故及关键致因的关系,理清了事故发展规律,确定了事故致因的重要性程度,提出了加强桥梁施工安全管理的建议。结果表明:现场施工组织混乱,安全管理不到位,人员操作不规范是各类施工场景中影响施工安全的关键性因素;结构设计因素在施工安全中重要性高,该环节发生问题会引起严重后果;人因因素具有多变性和隐蔽性,是安全管理的难点,对施工安全影响较大;桥梁施工事故演化速度快,预防难度大,关键因素影响大,监控微小隐患,抓住关键因素,可以有效遏制安全事故的发展;在桥梁施工事故管理中,基于复杂网络理论的研究方法是有效可推广的研究方法。

新型玄武岩纤维束混凝土耐久性能试验

为研究新型玄武岩纤维束混凝土的耐久性能,研究了玄武岩纤维束掺量和长度对混凝土抗氯离子渗透性能、抗冻性方面的影响.结果表明:加入玄武岩纤维束后导致混凝土抗氯离子渗透性能降低,纤维束的掺量越大,氯离子扩散系数越大;玄武岩纤维束掺量相同时,短纤维束混凝土抗氯离子的渗透性优于长纤维束混凝土;掺入玄武岩纤维束有利于提高混凝土的抗冻性能,当掺量达到7.96 kg/m^(3)后,随纤维掺量继续增多,混凝土相对动弹性模量的降幅差别不大,掺量为11.94 kg/m^(3)时,抗压强度损失率最低,为11.4%;玄武岩纤维束掺量相同时,不同长度的玄武岩纤维束对混凝土的相对动弹性模量排序为30 mm>20 mm>40 mm,抗压强度损失率排序为30 mm<20 mm<40 mm.

山洪对沿河在役桥梁桩基力学与变形特性影响的数值仿真分析

针对某沿河在役桥梁桩基产生的病害,基于数值计算方法研究了洪水冲刷作用下,漂浮物撞击与洪水冲刷共同作用下桥梁桩基的桩顶竖向位移、桩身水平位移、桩身轴力、桩侧土抗力、桩侧阻力及桩端阻力的变化规律。研究结果表明:洪水冲刷造成桩基竖向承载特性明显降低,变形增大,下部结构稳定性降低;洪水漂浮物的撞击使得桩基横向承载特性明显降低,变形增大,导致结构破坏;冲刷与漂浮物的共同作用使桩基产生了较大的水平位移,是沿河在役桥梁桩基发生偏位病害的主要原因。

铁水倾倒过程建模和CFD仿真

建立了冶炼铁水倾倒过程数学模型,对铁水倾倒过程进行CFD仿真,探究了钢包内壁倾角θq和初始铁水量V c对铁水倾倒过程中流场、温度场、相界面的影响。仿真结果表明:铁水的温度逐渐降低,铁水的流速先增加后减小。θq的增加使铁水倾倒路径更倾斜,铁水流速增加;V c的增加使铁水流出钢包时间提前、铁水流速增加、流动路径复杂,出现涡流和湍流,转炉内高温区域增大,增加了高温气体从转炉口溢出的量。为了既提高生产效率又保证生产安全,以θq为7°和V c为80%V Q进行铁水倾倒为佳。

高黏改性玄武岩纤维开级配沥青混合料性能研究

为改善开级配沥青路面路用性能,选用HVA-H高黏剂及玄武岩矿物纤维对OGFC-13沥青混合料进行复合改性。并引入HVA型、SEBS型两种高黏剂作为对比,评价HVA-H高黏剂对SBS改性沥青及OGFC-13沥青混合料性能的改善效果。通过配合比设计,确定HVA-H、HVA、SEBS掺量均为8%,玄武岩纤维掺量均为0.4%时混合料的最佳油石比。通过对沥青混合料开展相关路用性能试验,评价三种高黏剂对OGFC-13沥青混合料性能的影响。结果表明:HVA-H型高黏剂对沥青的高低温性能改善效果最优,HVA-H高黏改性沥青对矿料的黏结能力最强;HVA-H高黏剂对OGFC-13沥青混合料高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损害能力的改善效果显著优于HVA型、SEBS型两种高黏剂。

喷丸改善Q235B焊接接头残余应力场的数值模拟

目的建立随机喷丸模型,模拟喷丸改善Q235B焊接接头残余应力场。方法首先,建立Q235B焊接接头模型,通过间接耦合法计算焊接残余应力。然后,将残余应力作为初始条件导入焊接接头喷丸模型,研究弹丸直径d、弹丸速度v、弹丸入射角θ和弹丸质量流量r_(m)对焊接接头残余应力场的影响规律。最后,分析喷丸后焊接接头残余应力场的改善情况。结果焊后焊缝横向残余应力σ_(x)和纵向残余应力σ_(z)分别可达227、196 MPa,调整喷丸参数可以消除残余拉应力并引入残余压应力。本仿真范围内,d=1 mm、θ=60°、v=60 m/s、r_(m)=9 kg/min为最优喷丸参数,此时对于σ_(x)和σ_(z),表面残余压应力分别可达-246、-275 MPa,最大残余压应力分别为-306、-310 MPa,最大残余压应力深度分别为0.24、0.27 mm,残余压应力层深度分别为0.78、0.66 mm。结论无论是σ_(x),还是σ_(z),增大d和θ,最大残余压应力深度和残余压应力层深度显著增大;增大v,最大残余压应力、最大残余压应力深度和残余压应力层深度显著增加。因此,喷丸强化能够明显改善Q235B焊接接头残余应力场。

膜阀微流道液流脉动消减性能

提出一种采用片上膜阀对微流控芯片液体微流道内液流脉动进行主动消减的方法。以阀腔蓄能器和阀腔阻尼孔为研究对象,采用ANSYS Fluent UDF自定义仿真方法,开展膜阀微流道内液流脉动消减特性研究。研究表明:不同结构消减元件消减作用不同,不同膜阀数量的消减效果不同。根据脉动消减元件的工作原理,开展了液流脉动消减试验,试验表明,膜阀对微流道内液流脉动的主动消减方法是有效的,验证了基于膜阀微流道内液流消减元件的合理性、理论模型的正确性和具体应用的可实施性,为微量液流流量精确控制技术提供理论指导和技术支持。

强降雨致洪因素下渗流对高速公路路基稳定性的影响

近年来由于全球变暖的影响,极端降雨事件频发.洪水灾害多由暴雨引起,极端降雨一旦诱发洪水,会增大灾害的破坏力,严重威胁高速公路路基稳定性.采用有限元分析的方法,分析不同降雨强度、强降雨致洪作用下路基模型的渗流场、位移分布规律和安全系数的变化规律,探究降雨入渗、洪水渗流作用对高速公路路基边坡稳定性的影响.得出结论:①高速公路路基安全系数随降雨时长和强度的增加而降低,降雨强度越大,延长降雨时间对路基边坡安全系数的影响越大,路基的安全性能折损越严重,失稳风险越大.②高速公路路基的安全系数随着强降雨诱发的洪水高度的增加而降低,洪水水位越高,行洪时间的延长对路基边坡安全系数的影响越大,路基的安全系数折损越严重,失稳风险增加.③对比洪水对自然状态下的路基进行渗流,强降雨致洪条件下路基更容易失稳.与洪水直接对自然状态下公路路基渗流相比,若洪水作用前路基经历72h强降雨(20mm/h)作用,4、6、8m高洪水分别导致安全系数降低15.368%、21.438%、13.928%.

不同类型钢纤维混凝土力学性能室内试验分析

为探明不同种类钢纤维混凝土的工作性能,依托某高速公路桥梁改扩建项目,根据现场工程的实际要求制定了相应的配合比设计参数,通过室内试验对不同类型的钢纤维混凝土的坍落度、坍落拓展度、抗离析指标、密度、30 min坍落度损失和力学强度等指标进行测试和分析。结果表明:钢纤维混凝土的抗离析指标均小于15%,铣削型、端钩型和压痕型三种类型钢纤维混凝土在28 d时抗压强度均在68MPa左右;铣削型钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度和拉压比明显要比端钩型和压痕型的大,说明其韧性较好,采用铣削型钢纤维混凝土用于桥面后浇带的施工能够较好的满足相关规范技术要求。

滑模施工技术在高速公路附属设施中的应用

针对高速公路附属设施施工工序冗杂、施工效率低、对路面污染严重等问题,文章依托实际工程,研究了滑模施工技术在高速公路附属设施中的应用,优化了施工工序,并分析了滑模施工质量控制措施。研究表明:在施工过程中采用并改进滑模施工工艺,优化整体施工工序,可使结构层施工杜绝黄土源,降低路面层间污染,实现零污染施工,不仅提高了路面的施工质量,而且有效提高整体施工效率,节约成本。

TLA/SBR改性AC-20C沥青混合料路用性能研究

为改善沥青路面在运营阶段高低温及水稳定性等路用性能,选用湖沥青TLA和丁苯橡胶SBR两种改性剂对道路石油沥青及AC-20C沥青混合料进行复合改性。通过针入度、软化点、延度、布氏旋转黏度试验评价TLA、SBR不同掺配组合方案对沥青性能的影响。在20%TLA+2%SBR、20%TLA+3%SBR、25%TLA+3%SBR2种改性剂优选掺配组合方案下,对沥青混合料进行相关室内试验评价。试验结果表明,TLA、SBR两种改性剂的掺入对道路石油沥青针入度、软化点、延度、布氏旋转黏度试验结果均有不同程度的影响;从高温抗车辙及抗水损害能力方面考虑,25%TLA+3%SBR+70#沥青混合料性能最优,从低温抗开裂方面考虑,20%TLA+3%SBR+70#沥青混合料性能最优。

矿渣砂-水镁石纤维AC-20C沥青混合料路用性能研究

为缓解矿料紧缺难题,选用矿渣砂等质量替代石灰岩机制砂,引入水镁石纤维来改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境。在原材料研究的基础上,评价矿渣砂和水镁石纤维共同应用到沥青混合料中的可行性;通过配合比设计,确定不同矿渣砂及水镁石纤维掺量下沥青混合料的最佳油石比;通过开展相关路用性能试验评价矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料的路用性能。试验结果表明,水镁石纤维能够改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境,增强沥青与矿料之间的粘附能力;随着矿渣砂掺量的增加,沥青混合料高温性能逐渐增强,低温及水稳定性能逐渐降低;水镁石纤维的掺入,矿渣砂沥青混合料相关路用性能均得到改善;为最大限度地利用矿渣砂,同时保证AC-20C沥青混合料的路用性能,推荐矿渣砂的掺量为20%,水镁石纤维掺量为0.3%。

矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料性能研究

选用等质量的水镁石纤维及矿渣砂替代石灰岩机制砂以制备矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料,并评价该混合料的高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损害等路用性能,及探究矿渣砂的合理掺量。在深入研究矿渣砂与水镁石纤维等原材料特性的基础上,进一步研究它们共同应用于沥青混合料中的技术可行性与潜在优势;通过配合比设计,确定不同矿渣砂及水镁石纤维掺量组合下混合料的最佳油石比;通过开展高低温及水稳定性等室内试验,评价矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料的路用性能。研究结果表明:不同时期生产的矿渣砂级配差距较大,使用时需先进行分档筛分再重组,以满足级配要求;矿渣砂不含有毒物质,不会对环境及人体身心健康造成危害;水镁石纤维能够改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境,增强沥青与矿料之间的黏附能力;矿渣砂的掺入,会降低沥青混合料高低温性能及水稳定性能,掺量越大,则降低幅度越大;水镁石纤维的掺入,能改善矿渣砂沥青混合料的路用性能,当矿渣砂掺量为20%,水镁石纤维掺量为0.4%时,沥青混合料的水稳定性能与常规AC-13C沥青混合料的相当,而其高低温性能则明显优于常规AC-13C沥青混合料的。因此,使用矿渣砂等质量替代石灰岩机制砂,并添加水镁石纤维制备沥青混合料具备可行性和实用价值。