基于冻胀量与时间平方根之比确定冻胀分级的探讨

冻胀分级指标是寒区基础工程设计和冻胀防治的关键指标,目前既有方法多认为冻胀分级是材料的一种基本属性,常使用经验或半经验的分级指标表示土体冻胀能力,但缺乏理论支撑。而冻胀试验复杂、耗时长,不利于指标测试。为提出合理简单的冻胀分级指标,首先从冻胀机制角度出发,建立非饱和土冻胀解析模型,并对模型进行了验证。基于该模型提出了以冻胀量和时间平方根之比作为确定冻胀分级的新指标R(mm/h^(0.5)),并以大量冻胀试验结果为依据,提出当R<0.21时,对应低冻胀等级,当0.21≤R≤1.18时,对应中等冻胀等级,而当R>1.18时,对应强冻胀等级。此外利用统计概率分析了冻胀过程中各指标数值的概率密度分布,发现新指标R在冻胀过程的集中程度和稳定性是最高的。新指标R具有理论基础,同时耦合了土性参数和冻结环境因素,突破了既有冻胀分级指标的局限性,完善了现有冻胀分级体系,为寒区工程设计和冻胀防治提供理论依据。

试论冻害敏感性的合理性

冻胀和融沉是影响寒区工程设施安全服役的关键难题,如何合理评价土体的冻害敏感性一直是寒区岩土工程的热点话题。长期以来,以细粒含量为指标的冻胀特性评价体系,较为简单、明确,在指导寒区工程建设中发挥了重要作用。但近年来的研究成果表明:不同国家和地区的冻害敏感性评价体系差别较大,准确性参差不齐;气态水迁移能够引起粗粒土发生冰体聚集和明显冻胀,既有评价体系并未考虑。这对既有冻害敏感性理论提出了严峻挑战,冻害敏感性的概念、指标、评价体系等是否合理,值得深入探讨和梳理。对冻害敏感性存在的问题进行了概述分析,分析了冻害敏感性的分级体系和可靠度,并重点讨论既有冻害敏感性存在的潜在问题。结果表明:(1)既有冻害敏感性评价方法可靠度普遍偏低,可靠度在50%~80%之间;(2)既有冻害敏感性评价标准并不适用于气态水迁移诱发的土体冻胀,仅根据细粒含量来判定土体冻害敏感性是不充分的,应综合考虑冻结环境因素。(3)既有冻害敏感性评价指标可以用于评判土体的融沉特性。分析了既有冻害敏感性的不足并给出了相关的试验证明,成果有助于补充完善土的冻害敏感性分类标准,对寒区冻害防控有重要意义。

模糊层次综合法在民用客机选项排序中的应用

随着我国民用客机研发制造的不断深入,与客户需求息息相关的民用客机选项研究也越来越迫切。针对民用客机的选项评价问题,提出一种选项优选的思想。利用层次分析法构建民用客机选项评估指标体系,考虑可靠性、适航性、维修性、经济性等综合指标,结合模糊数学对指标体系进行定性分析,引入客户需求的指标权重,提出一种对民用客机选项优选的方法,并将定性问题定量化分析,解决了民机选项指标权重分析中的不确定性问题。经过实例验证,方法在针对民机选项优选时是可行的。

深色有机掺合料加快尾矿泥浆排水蒸发研究

针对高含水率尾矿泥浆对坝体产生危害以及污染环境等问题,通过添加深色有机物掺合料改变泥浆表面对太阳辐射量的吸收来提高尾矿泥浆蒸发速率,实现加快尾矿泥浆蒸发固结的目的。选取木炭屑、草木灰2种常见的深色有机物作为掺合料,通过理论分析和试验观测对比天然尾矿泥浆表面水分蒸发固结过程发现:木炭屑和草木灰均能提高尾矿泥浆蒸发速率,比不加掺合料的天然泥浆蒸发完成时间分别提前了32 h和24 h,同时减少了残余含水率18.8%和16.5%;木炭屑和草木灰在尾矿泥浆表面吸收更多的太阳辐射,其底部温度比天然泥浆样品高出8~12℃,从而促进泥浆的水分蒸发。深色有机掺合料能提高尾矿泥浆的固结程度,大大降低尾矿泥浆流动性,从而提高尾矿库的安全性能,是一种潜在的绿色环保尾矿泥浆排水方法。

有限区域内测量粗糙表面反射率的新方法

介绍一种简单的新方法以实现对野外有限区域内粗糙表面反射率的测算,新方法的测量主要步骤有:1)在目标表面正上方约50 cm处正反安装2个太阳辐射仪;2)通过遮光罩限制下表面辐射仪接收到仅来自目标表面的反射量,并相应地记录入射太阳辐射和反射辐射;3)在目标区域表面上覆盖一张具有非选择性光谱且已知反射率的参照板,并记录入射太阳辐射和反射辐射。理论分析发现该方法可消除仪器阴影和周围环境变量的影响。对比ASTME1918-06规范计算结果表明新方法可通过测量有限范围内目标区域,如1 m^2正方形或直径1m等各种均质粗糙表面反射率并估算整体的反射率,具有操作简单、可靠、实用的特点。