A New Approach of Studying Correlation between Outdoor Exposure and Indoor Accelerated Corrosion Test for High Polymer Materials

The correlation between outdoor exposure and indoor accelerated corrosion test for high polymer materials was investigated according to the variation of the functional group of exposure models aged. Environment aging intensities at different zones （ Wuhan and Lasa with the same latitude ） and the influences of indoor accelerating factors including water and ultraviolet on weathering performant.e of high polymer materials were also studied by comparing different indoor accelerated corrosion testing results. The experimental results show that ： by testing variations of carbonyl exponent of polythene （ which represented the degradation behavior of high polymer materials due to ultraviolet oxidation of douIole bond） and ultraviolet absorbance of polycarbonate （which represented the degradation behavior of high polymer materials due to abevacuation of branched chain ）, the degradation behavior of high polymer materials could be studied. Carbonyl exponent of polythene exposed in Wuhan and Lasa for 1 year was equal to that exposed in indoor cycle ultraviolet for 128 h anti 170 It, respectively, the ultraviolet absorbance of polycarbonate exposed in Wuhan for 1 year was equal to that exposed in indoor cycle ultraviolet for 240 h. The ratio of environment aging intensity of Lasa to Wuhan was around 1.2. With the prolongation of cycle accelerated ultraviolet exposure time, the variations of carbonyl exponent of polythene and the ultraviolet absorbance of polycarbonate were in the same shape of first order exponential decay curiae. Accompanied with ultraviolet, the effect of water condensated on the sample on weathering performance of polythene was more .significant than that of polycarbonate.

废弃黏土砖骨料轻质混凝土正交试验研究

将废弃黏土砖骨料应用于轻质混凝土中,可实现建筑垃圾再利用,同步节省建筑材料,改善轻质混凝土性能。以废弃黏土砖颗粒为骨料,开展轻质混凝土制备试验,研究不同水灰比、泡沫掺量、纤维掺量对废弃黏土砖骨料轻质混凝土的物理力学性能影响。结果表明:水灰比对吸水率影响显著,随着水灰比的增大,吸水率增加了27.03%,泡沫掺量对干密度、抗压强度和劈裂抗拉强度影响显著,随泡沫掺量的增加,干密度、抗压强度和劈裂抗拉强度减小了17.78%、52.52%和34.83%,并建立了抗压强度与干密度、劈裂抗拉强度之间的对应关系式。

均质黏性土中静压沉桩桩土界面孔压增量及有效土压室内试验研究

研究饱和黏性土中静压沉桩引起的桩土界面孔压增量及有效径向应力的变化规律对工程实践具有重要意义。利用自制的大比例模型试验系统,通过双壁开口和闭口管桩,实现了开口和闭口桩桩身表面嵌入式安装微型测试元件,得到了考虑孔压增量的桩土界面有效径向应力的变化规律。研究结果表明:入土深度越大,桩土界面孔压增量及有效径向应力越大,闭口桩桩土界面超孔压大于开口桩;桩身上部桩土界面超孔压和有效径向应力小于桩身下部;同一入土深度,随着桩身h/L的增加,桩土界面土压力存在侧压力“退化”的现象;特定试验条件下,闭口和开口桩桩土界面超孔压与上覆有效土体自重比值最大值分别是61.2%和52.1%,桩土界面有效径向应力是超孔压的3.76~5.46倍。桩土界面超孔压和有效径向应力与桩身h/L位置有关。

隔水透气隔断层对寒旱区盐渍土水盐迁移及变形特性的影响

针对寒旱区盐渍土水盐迁移引起的盐冻胀变形病害问题,本研究提出了一种新型的隔水透气膜隔断层处理方法,并开展了相应的理论分析和室内试验研究。基于多孔介质理论和连续介质力学理论,通过考虑温度变化下孔隙水盐相变等因素,建立了非饱和盐渍土的水-热-盐-力多场多相耦合模型。在水盐补给条件下,采用数值模拟和室内模型试验研究了非饱和硫酸盐渍土的水盐迁移和盐冻胀变形特性,并验证了模型的有效性。重点分析了设置隔水透气膜对非饱和硫酸盐渍土热质迁移及变形行为的影响。研究结果表明:隔水透气层对液态水和溶解盐的迁移具有明显的阻滞作用。同时,由于隔断层的透气特性,可有效地解决传统土工膜隔断层下气体聚集现象。研究成果可为盐渍土路基处理提供技术与理论基础。

多年冻土区铁路桥梁桩基础竖向承载特性分析

为研究多年冻土区铁路桥梁桩基础在竖向荷载作用下的承载性能及荷载传递机理,以多年冻土区广泛存在的高桩承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验结合有限元方法分析桩基础几何尺寸和多年冻土温度对桩基础竖向承载性能的影响。结果表明:增加桩长能减小桩基础的沉降量并提高桩基础的极限承载力,桩长从1.5 m增至3.0 m过程中,每增加0.5 m,桩基础极限承载力分别增加41%,23%和15%,且能够减小桩基础端承力及其占比,但对桩基础的轴力、桩身应力和侧摩阻力的分布规律影响较小;多年冻土的存在对桩基础承载性能的提升更为显著,其中侧摩阻力发挥重要作用,且多年冻土的温度越低,其提升效果越明显,在多年冻土层温度为-5和-9℃时,桩基础的极限承载力分别为125.9和199.5 kN,相较于融土条件分别提升了2.98和5.31倍;桩基础在多年冻土层中的最大侧摩阻力分别约为300和500 kPa,是上部融土层的2.1和3.5倍;在上部融土层和多年冻土层的交界处桩身轴力、侧摩阻力、土体应力均发生明显变化。

公路隧道箱型预制仰拱变形破坏的模型试验研究

基于自主设计的新型箱型预制仰拱结构,采用室内物理模型试验,结合数字照相量测技术,研究该箱型预制仰拱的力学特性及破坏模式,通过数值模拟研究实际工况中衬砌与仰拱共同作用的受力规律.结果表明:竖向荷载作用下产生的拉张效应是预制仰拱裂纹产生及发展的主要原因,水平压力对预制仰拱的裂纹发展作用不明显.预制块接缝处以及各个预制块中柱转角处是预制仰拱结构的最薄弱部位,接缝处和转角处影响预制仰拱结构的安全.预制仰拱位移变化关于中轴部位呈对称分布,位移由大到小依次为中间预制块、左1预制块、左2预制块、左3预制块.箱型预制仰拱破坏可以分为加载压密、弹塑性变形和塑性破坏3个阶段.当仰拱与衬砌共同作用时,仰拱的上部主要承受拉应力,仰拱的下部主要承受压应力.试验结果表明,所设计仰拱结构具有良好的受力性能.

考虑剪切速率影响桩土界面力学特性模拟研究

文中通过大型直剪仪研究了黏性土与混凝土界面的界面摩擦阻力,测定了不同剪切速率和法向应力下黏性土-混凝土界面摩擦阻力以及剪切速率与剪切破坏位移的关系.结果表明:黏性土与混凝土界面的剪应力-剪切位移关系受剪切速率和法向应力的影响.剪切速率对界面附着力和界面摩擦角均不存在影响,界面剪切破坏位移与剪切速率之间没有明显的相关性,但剪切速率对桩-土界面剪切破坏位移有一定的影响.因此,静压桩沉桩速度范围内,剪切速率对桩土界面力学特性影响不大.

全球海滩重金属污染的研究进展

海滩粗颗粒沉积物中的重金属污染问题常被忽视,但是日益增强的人类活动造成了海滩沉积物重金属不同程度的污染,对海滩及周边的动植物和人类产生严重的损害,并降低了海滩质量和旅游及生态价值,这一问题受到越来越多人的关注。因此要及时了解海滩重金属污染的程度、范围、生态风险及其检测方法。本文在查阅全球海滩沉积物重金属污染的大量数据基础上,总结了海滩重金属在全球范围内的污染程度及分布特征,阐明了海滩重金属的污染评估结果及生态风险,揭示了海滩重金属的来源及其在沉积物中的扩散规律,并分析了海滩重金属污染的检测方法以及存在的问题。研究结果将对有效治理海滩污染、保护生态环境及健康发展旅游经济提供重要参考。

基于压电效应的高速铁路路基压电俘能方法研究

为了充分利用高速列车运行中产生的振动能量来解决复杂环境下采集设备的供电问题,将压电技术应用于铁路工程中,而现在针对高铁路基的压电俘能新方法的探究尚不明晰,缺乏相关的结构研究以适应路基发电的需求,导致路基内的振动能以热量的形式消散。针对这一问题,首先,基于压电效应理论,结合高速铁路路基动力响应特点设计出压电俘能装置HRS-PEH(High-speed Railway Piezoelectric Energy Harvester),建立高速铁路路基压电俘能新方法;其次,通过室内列车荷载模拟试验,探究动载振幅、频率和外接电阻等关键参数对HRS-PEH发电量的影响;最后开展现场行车试验,进一步验证HRS-PEH装置的适用性。研究结果表明:1) HRS-PEH的开路电压随动载振幅的增大而增大,且与频率无明显关系,而负载电压随动载频率和振幅的增加,均呈现线性增大的趋势。故可在工程应用中将HRS-PEH布置在基床表层顶面、钢轨正下方,即可获得最大发电量。2) HRS-PEH的输出功率整体上随外接电阻的增加,呈现出先增大后减小趋势,故存在最优外接电阻使得HRS-PEH发电量最大。3)行车试验发现,若将HRS-PEH布置于高铁路基基床表层,当CRH5型高速列车仅以55 km/h低速运行时,HRS-PEH就可收获0.71 J电能,可以满足路基健康监控设备的正常工作需求。研究成果可高效利用列车振动能量转换为无污染电能,推动铁路“双碳”战略目标的实现。

相变沥青混合料融雪效果及评价指标研究

为确定DTC相变材料(phase change material,PCM)在沥青路面中的融雪效果及评价指标,通过设计室内和室外融雪试验,以未掺加相变材料的沥青混合料试件作为对照组,研究并分析低温下相变沥青混合料的融雪效果。结果表明:相变材料在沥青混合料中具有明显的调温作用,掺量越大,融雪效果越明显;相变材料掺量为0.5%、积雪厚度分别为1.5 cm和3.0 cm时,与普通沥青混合料相比,相变沥青混合料融雪速率分别提高19.0%和16.0%。基于室内和室外融雪试验,提出以积雪厚度变化率(Δh)和余雪覆盖率(residual snow coverage,RSC)作为相变沥青混合料融雪效果的综合评价指标。

制动荷载作用下道岔区采用不同垫板的扣件适应性研究

通过试验对比扣件分别采用聚脂垫板和橡胶垫板时的纵向力学性能,基于瞬态动力分析获得制动力作用下道岔区间扣件分别采用这2种垫板时钢轨的纵向位移与受力动力响应,分析坡度对其产生的影响。研究结果表明:当列车在岔区制动且相连车辆的2个相邻转向架同时作用在尖轨上时,钢轨的最大位移和受力分别产生于尖轨尖端和跟端处;获得了道岔直、侧股线路上的最不利制动位置;钢轨纵向位移和受力随着坡度增大而呈线性增大;相较于聚酯垫板,当扣件采用橡胶垫板时,初始滑移位移和最大纵向阻力较大,而弹性阶段扣件纵向阻力-位移曲线斜率较小;各坡度下钢轨最大位移较大,最大受力较小,且受力减小幅度大于位移增大幅度,采用橡胶垫板较有利;在列车停车瞬间,钢轨纵向位移和受力突然增大,随后振幅衰减,采用橡胶垫板时振动频率和振幅比采用聚酯垫板时的稍大。

振杆密实法加固粗粒混合土模型试验

中国中西部地区粗粒混合土分布广泛,但其松散性和不均匀性导致这些散体材料难以作为构筑物的地基。以提高粗粒混合土地基的承载力和消除不均匀性为主要目标,提出使用振杆法处理粗粒混合土地基,以室内模型试验为主要研究手段,分别进行了振动加固试验、轻型动力触探试验和密度测量试验,并在试验过程中实时监测振动和沉降指标,探究了振杆密实法对粗粒土的加固效果,分析了k值(d90/振杆直径)和振动频率对加固效果的影响。结果表明:振动处理后,式样的轻型动力触探击数平均可达13击,较处理前提高了11击,试样底部的平均压实度可达81%,相应的承载力提高200 kPa以上,经振杆密实法处理后变为低压缩性地基土;当k值在1/2.0时,加固效果优于k值为1/10.0的情况,前者的地基承载力和沉降率比后者分别高出50 kPa和7%左右;粗粒混合土在14 Hz振动频率下的地表振动速度较大,可达36 mm/s,对采集到的振动数据进行了希尔伯特-黄变换(HHT),其HHT能谱图显示振动频率在14 Hz附近时,地震响应较大;以正三角型布置加固点位,群点作用可以有效地消除地基土的不均匀性,地基土的不均匀系数K从试验前的26.40减小到1.39。振杆密实法可为粗粒混合土地基处理提供新思路,也可为现场施工提供关键参数依据。

公路隧道衬砌空洞病害力学行为模型试验研究

受工程地质条件、设计施工技术和运营养护水平等因素的影响,我国早期修建的公路隧道大多存在不同形式的缺陷,公路隧道衬砌病害问题日益突出。衬砌空洞作为衬砌病害的主要表现形式之一,严重地威胁着隧道的安全和稳定性。针对典型隧道衬砌空洞病害,以武山隧道工程为例,采用室内缩尺度模型试验的方法,针对隧道运营过程中常见的衬砌背后空洞病害,综合考虑衬砌混凝土与内筋组合结构的力学特性,研究了运营期地应力条件下衬砌背后不同位置、不同深度和不同长度空洞对隧道衬砌结构应力行为的影响。研究结果表明:武山隧道衬砌空洞病害主要分布在拱顶处,空洞出现的原因主要是混凝土随着使用年限的增长发生老化以及施工处局部存在质量缺陷;衬砌背后拱顶处空洞对衬砌结构应力状态的影响大于其他位置;衬砌背后空洞的深度和长度的增加均会导致空洞处衬砌内壁应力的增加,而其他位置应力变化较小。

负压排水法处理工程泥浆的室内模型试验

现有传统处理工程泥浆的方法存在耗时、耗能、昂贵等缺点,而负压排水法具有绿色节能、施工简单、有效提高排水速率等特点。进行了负压排水法处理工程泥浆的室内模型试验研究,对其可行性进行讨论分析。通过使用自制试验箱和负压虹吸装置进行试验,并在虹吸管内连接测压表对装置负压实时监测。试验结果表明:在排水管内径为4 mm的前提下,负压排水能长期稳定进行;负压大小、排水效率都与排水高差呈正相关,且负压排水法处理小厚度泥浆效果较好,处理大厚度泥浆效果则会稍差。用该方法处理工程泥浆高效且免动力,可运用于实际。

市域铁路无砟轨道WJ-15型有挡肩扣件设计

基于市域铁路工程特点,研发了无砟轨道地段用WJ-15型扣件。该扣件采用有挡肩、弹性不分开式结构,弹性垫板静刚度设计值为(25±5)kN/mm,钢轨左右调整量为-10~+10 mm,钢轨高低调整量为-4~+26 mm。室内试验结果表明:该扣件弹性垫板静刚度、动静刚度比、疲劳后静刚度变化率均满足设计及规范要求;扣件组装疲劳试验后,轨距变化率、组装静刚度变化率以及钢轨纵向阻力、套管抗拔力、绝缘电阻均满足规范要求;标准组装状态下弹条固有频率大于800 Hz,发生共振断裂的风险较小。采用该扣件铺设试验段后开展了实车试验,结果表明,列车以40~210 km/h不同速度级通过时,列车安全性参数及轨道结构稳定性参数均满足规范要求,扣件结构稳定可靠。

茶树一种新枝条枯萎病病原菌鉴定及防治药剂筛选

在浙江省瑞安市茶园种植的嘉茗1号茶树上,夏秋季大面积发生一种未见报道的枝条枯萎病,发病枝条出现褐色不规则病斑,病斑可扩大蔓延至芽叶,造成茶芽枯萎,叶片卷曲皱缩,进而整个枝条枯萎死亡。利用组织分离法从发病枝条上分离得到1株真菌,结合菌株的形态特征以及ITS、TUB2和TEF1-α序列构建的多基因系统发育树分析,鉴定该菌株为梭孢葡萄座腔菌(Botryosphaeria fusispora)。室内致病力测试表明,B.fusispora通过伤口侵染茶树枝条造成枯萎病的发生。以上结果表明,作为新纪录种,B.fusispora是引起茶树该新病害发生的病原菌。采用室内菌丝生长速率抑制法测定了3种杀菌剂(百菌清、甲基硫菌灵和吡唑醚菌酯)对病原菌的抑制效果。结果表明,甲基硫菌灵和吡唑醚菌酯对B.fusispora均有较强的毒力,EC50值分别为1.91μg·mL^(-1)和2.25μg·mL^(-1)。

基于室内模型试验的深层堆积层古滑坡破坏机理

采用物理模型试验、理论分析及有限元数值模拟等,研究滑坡的变形破坏机理.结果表明,50 mm/h降雨条件下滑坡下部首先出现裂缝,随着降雨持续,裂缝向滑坡中部延伸,前缘局部垮塌,滑坡后缘地形坡度转折处相继出现横向裂缝;滑坡前部降雨入渗速度为5.56×10^(-4) cm/s,滑坡下部裂缝形成后,降雨沿裂缝优势入渗浸润、软化滑带,导致滑带土抗剪强度降低,滑坡发生牵引式破坏;降雨2 h后,滑坡上部滑带土压力开始持续减小,表明滑带土抗剪强度降低至滑坡滑动的临界值,导致滑坡上部沿滑带处发生整体推移式蠕滑变形.滑坡破坏机理为初始降雨,坡表入渗较慢,主要以孔隙流入渗为主,由于裂缝的存在导致降雨迅速入渗,在碎石土与炭质板岩碎屑接触面形成饱水带,增加滑坡内部孔隙水压,降低滑带土炭质板岩抗剪强度,导致抗滑力减小而复活.

隧道用聚丙烯纤维混凝土的抗渗试验及应用分析

如果隧道工程中混凝土的抗渗性能较差,可能会导致液体、气体进入混凝土结构,致使结构使用寿命快速缩减,对工程安全产生极大的负面影响。为提升混凝土结构的抗渗性能,强化其在隧道工程中的应用效果,探究了掺入聚丙烯纤维、玻璃纤维、钢纤维后混凝土抗渗性能的改良效果,并分析了抗渗性能提升机制。结合隧道工程二衬结构应用案例,评价聚丙烯纤维混凝土的抗渗性能,以期推动纤维混凝土在隧道工程中得到有效应用。

一种新型双曲弧面海堤护坡结构的防浪消能效果

研发新型海堤护坡结构对守护人民生命安全、提高海堤工程稳定性具有重要意义。针对钱塘江河口潮流强劲,而传统海堤护面光滑,难以对强大冲击浪进行有效缓冲的工程问题,设计研发了一种具有双曲弧面结构的海堤护坡结构,采用室内水力试验和数值模拟等手段对其防浪效果、压强分布特征进行分析。研究结果表明,新型海堤护面结构通过有效引导、改变冲击浪的流向及流态,既能起到较好的消能作用,又能增强钱塘江大潮的观景效果,为复杂水流条件下海堤护坡结构设计提供了新的工程思路。

管道-裂隙型岩溶地下水水位变化特征室内试验研究

岩溶区管道-裂隙的发育特征影响着含水层水位面分布。可视化的物理模型,是研究不同试验条件下含水层的水位面特征,并揭示管道-裂隙发育特征影响规律的有效工具之一。为揭示不同裂隙组合、裂隙开度、裂隙发育程度、管道流量等因素对含水层水位面的影响规律,采用自主设计研发的管道-裂隙型双重导水介质物理模型,开展管道、裂隙发育特征对含水层水位面变化规律的影响研究。研究结果表明:在岩溶管道-裂隙发育地区,横向裂隙的主要导水特征是运输或传输,而竖向裂隙的主要导水特征是排泄;管道流量对含水层水位具有主控作用,而裂隙特征具有调控作用,且影响程度由大到小为横、竖向裂隙差异性、横向裂隙开度、裂隙发育程度、竖向裂隙开度;管道和裂隙发育特征对沿水流方向的水力坡降值产生影响,但裂隙特征的影响程度随管道流量的减小逐渐降低。研究结果能够为岩溶区管道、裂隙发育特征的揭露及区域地下水资源开发与保护提供参考。