沉井-砂土界面特性及侧摩阻力分布特性试验研究

沉井侧摩阻力是桥梁工程中的重点关注问题。为研究沉井-砂土界面特性,使用大型直剪仪对不同法向应力及含水率条件下的砂土进行界面剪切试验,并开展模型试验,研究不同类型的砂土、有无台阶以及不同施工工艺条件下沉井下沉过程中的侧摩阻力分布特性。结果表明:剪切位移较小时,沉井-砂土界面剪应力随剪切位移的增加而增加,当剪切位移达到某一临界值后,剪应力趋于稳定;界面抗剪强度随含水率的增加而小幅减小,界面抗剪强度参数以内摩擦角为主,黏聚力较小,界面水敏性较低;沉井下沉过程中,侧壁土压力-入土深度曲线在沉井刃脚位置发生“内拐”,即侧壁土压力在刃脚发生应力松弛,应力松弛的程度与下沉深度正相关,且随砂土粒径的增加有所降低;与无台阶沉井相比,台阶型沉井的侧壁土压力明显降低,在沉井上增设台阶可有效降低沉井的下沉难度;台阶型沉井与侧壁土体之间灌砂会导致沉井侧壁土压力小幅增加,对沉井的下沉难度影响不大。

基于模式识别的加氢裂化装置可视化模型

为了实时监控加氢裂化过程装置的运行状态,实现生产过程的优化,提出了一种基于模式识别的加氢裂化装置可视化模型。首先,使用聚类方法对加氢裂化装置的历史数据进行生产过程工况划分,并针对不同工况,基于主成分分析算法分别构建可视化模型,获得评估生产过程的有效工具;然后,根据2个重要指标划分模型区域,便于对新样本进行指标评估;最后,使用路径规划算法寻找到达最优生产模式的迁移路径。仿真结果表明,所提模型能有效根据工况与性能指标划分区域,并针对低效的生产状态得到生产过程变量的调节方法,保持生产过程产品的高收率。

高强不锈钢绞线网与ECC黏结-滑移关系模型

高强不锈钢绞线网与ECC的黏结是二者协同工作的基础,且黏结-滑移关系模型是其黏结性能的综合反映,故通过对17组51个高强不锈钢绞网增强ECC薄板试件进行单边拉拔试验,研究横向钢绞线间距、纵向钢绞线直径和相对锚固长度等因素对钢绞线网在ECC中黏结性能的影响规律。试验结果表明,横向钢绞线的设置可使黏结破坏由脆性破坏转变为延性破坏;高强不锈钢绞线网与ECC的黏结滑移曲线可分为5个阶段,分别为上升段、微降段、延性强化段、下降段和残余段。基于试验结果,对钢绞线网在ECC中的黏结破坏特征和黏结-滑移机理进行分析,在相关黏结-滑移关系模型的基础上,提出钢绞线网与ECC的黏结-滑移关系模型,并进行模型参数分析。所提模型及模型参数计算公式与试验结果吻合良好,能较好地反映钢绞线网与ECC的界面黏结滑移特征。

桥梁大型沉井基础建造技术发展与展望

沉井基础在大型桥梁主墩、锚碇基础中得到广泛应用,并在沉井工程勘察、工程设计与施工技术方面取得了一定的进展。在工程勘察技术发展方面,地质参数获取方法在现有理论分析法、室内试验法、现场试验法的基础上进一步发展了现场载荷板试验法,研制了侧摩阻力监测装置,对地基承载力、侧摩阻力等地质参数认识不断加深。在工程设计技术发展方面,通过对平面形式与尺寸、结构安全、软弱地基砂桩加固等方面不断进行优化设计,形成了适用于大型沉井的结构与地基处理的设计方法。在沉井施工技术发展方面,针对沉井浮运定位与着床,提出了井孔封闭助浮、多阶段多方式长距离浮运技术,以及液压千斤顶多向快速定位着床技术,研发了锚系定位系统;针对锅底开挖下沉的不足,提出了全节点支撑、中心块状支撑等新型开挖下沉工艺;针对高压射水结合泥浆泵设备取土的不足,研制了四绞刀快速破取土设备、可自移动式快速取土设备、机械臂水下定点取土机器人等新型设备;针对人工监测的不足,采用信息化监测系统进行沉井施工监测,形成了自动监测-风险预警-辅助决策控制-设备自动化执行的智能化监测控制技术;在沉井工业化建造技术方面进行了有益探索,将取土平台与供气管、供水管、排泥管、施工电缆桥架等进行了集成化设计,推动了大型沉井的应用与发展。但在大型沉井理论、智能化装备、智能化建造方面还存在不足,随着工程建设的不断发展,地质参数高精度获取、理论分析方法、大型沉井设计与施工规范、特殊地层建造技术、工业化与智能化施工是大型沉井建造技术发展的方向。

汝州市玉米籽粒机收试验

本试验通过不同籽粒机收玉米品种的对比试验示范,比较各参试品种的机收性状和产量性状,从中筛选出高产、优质、适宜机械直接收获籽粒的玉米品种,为大面积生产提供依据。一、材料与方法(一)试验材料参试玉米品种有郑单958、德合187、先玉335、春秋795、立原296、郑黄糯2号、ZY505、吉祥1号、新单28、济研501、良玉99号,其中,郑单958为对照(CK)。

磁流变弹性体主链吸附模型

为了揭示磁流变弹性体变刚度工作机理,并为制备磁流变弹性体提供理论依据和指导,以磁偶极子理论为基础,研究分析了磁偶极子在磁场中的受力特性及不同磁场下磁流变弹性体内磁性颗粒的分布情况,并考虑颗粒链化后耦合场的影响及吸附颗粒或短链的影响,提出磁流变弹性体主链吸附模型.在一定的假设条件下,从颗粒间的磁相互作用能出发,计算了磁流变弹性体的磁致剪切模量.计算结果表明,该模型计算所得的磁致剪切模量小于传统的单链模型,并能够反映各因素对磁流变弹性体磁致剪切模量的影响,其中颗粒体积比、磁场强度和剪切应变是影响磁致剪切模量变化的主要因素.

钢绞线与水泥基复合材料局部黏结滑移模型

为了解决由于钢绞线类黏结滑移试验的局限性,无法直接获得锚固长度内各点的实际黏结滑移关系的问题,本文建立了基于加载端位移的高强钢绞线与工程水泥基复合材料局部黏结-滑移关系模型。基于微元法,结合高强钢绞线与工程水泥基复合材料平均黏结-滑移关系模型,采用试验、理论计算和数值模拟方法,对建立的局部黏结滑移模型相关参数进行对比分析。结果表明:局部黏结-滑移模型的计算结果和数值模拟结果在验证点(自由端和加载端)处与试验结果吻合良好;与平均黏结-滑移关系模型相比,局部黏结-滑移关系模型可表征锚固长度范围内各点的黏结滑移特征,且具有更好的精确性和适用性。

高强钢绞线网增强ECC与混凝土界面黏结-滑移关系研究

良好的界面黏结是保证高强钢绞线网增强工程用水泥基复合材料(HSSWM-ECC)与混凝土协同工作的前提,其界面黏结的有效程度决定着HSSWM-ECC材料性能的发挥。为研究HSSWM-ECC与混凝土界面黏结性能,以混凝土抗压强度、界面黏结长度、黏结宽度和界面处理方式为参数,对设计制作的9组27个梁铰式试件进行了界面黏结性能试验。试验结果表明:界面黏结-滑移受力过程呈现明显的两阶段特征:非线性上升段和下降段。基于试验结果,探究了HSSWM-ECC与混凝土间界面黏结破坏特征和受力机理,构建了考虑各参数影响的界面黏结-滑移关系模型;采用微段分析法对模型特征参数进行了分析,结果表明:所建模型及特征参数计算与试验结果吻合良好,可较好表征HSSWM-ECC与混凝土界面黏结-滑移关系力学行为。

CFRP条带加固损伤混凝土柱受压性能试验研究

通过对12根采用两种加固率(CFRP加固率30%和50%)加固不同损伤程度的混凝土圆柱进行轴心受压试验,研究持载状态下CFRP布条带约束损伤混凝土柱受压性能,分析损伤程度、初始应力和加固量对混凝土柱的受力性能影响及试件破坏特征。试验及分析结果表明:相同损伤程度的试件,其抗压承载力和延性随CFRP布加固量的增加而增大;CFRP布加固量相同的试件,其极限承载力随着混凝土柱损伤程度的增大而降低,且当损伤程度高于0.6时(混凝土柱出现竖向微裂缝),极限承载力下降较快;CFRP加固率不低于50%时,才能有效地约束混凝土柱,提高其极限承载能力和延性。

CFRP布加固损伤RC框架结构Pushover分析

基于前期RC框架及CFRP布加固完好RC框架的水平低周反复荷载试验研究,采用有限元分析软件SAP2000对该试验进行了Pushover分析,结果表明模拟结果与试验值基本相符。以此为基础,通过定义材料的弹性模量来表达RC框架的损伤程度,从而建立CFRP布加固损伤RC框架结构的有限元分析模型,继而对该模型进行了Pushover分析,研究CFRP布加固损伤RC框架结构的抗震性能,验证了所提分析方法的可行性与合理性。

MWD技术在隧道爆破中的研究与应用

钻爆法是隧道工程中最常见的岩石破碎方法,其作业效率很大程度上取决于岩体的强度特性和结构特性。对比常规钻探取心和地球物理探测技术的基础上,叙述了一种更快速、更廉价地获取地质信息的勘探技术——随钻测量技术(MWD)。综述了2种利用随钻测量技术评估钻爆作业炸药单耗的方法:一是首先利用随钻参数判别岩体质量,进而判断岩体可爆性、估算炸药单耗;二是直接利用随钻参数,建立随钻参数与炸药单耗之间的相互关系。之后介绍了随钻测量技术在隧道工程领域的应用以及取得的成效,总结了随钻测量研究与应用过程中所面临的困难与挑战,并给出了结论与建议。

混凝土结构学研究生核心课程建设

为提高土木工程专业研究生培养质量,激发研究生的创新能力,从课程知识体系构建、课程实施手段完善两方面,进行了土木工程专业研究生基础课混凝土结构学的课程改革和建设,从教学内容、教学模式及教学团队等方面提出了提升课程质量和人才培养质量的应对策略,初步建立了一套适用于土木工程专业研究生混凝土结构学课程的教学模式和方法,以期为相关专业课程的建设提供参考。

精密仪器隔减振平台振动控制效应分析

为解决宽频激励(0~100Hz)对精密仪器设备正常工作带来的振动问题,采用研制的磁流变弹性体(magnetorheological elastomers,简称MRE)隔减振装置和高耗能隔振支座对精密平台实施振动控制。提出半主动控制装置与被动控制装置相结合的混合控制方案,结合各减振装置力学模型及平台运动姿态分析,建立"七自由度"的隔减振平台模型及其运动方程;设计与平台振动控制方案相适应的模糊控制器,并利用SIMULINK仿真软件对所建立的精密仪器隔减振平台进行动力仿真分析。结果表明:平台质心处竖向Z、绕X轴向及绕Y轴向的加速度与功率谱幅值显著降低,加速度峰值与均方根控制效果可达80%,控制效果显著。

砂浆层内置断桥自保温墙体热工及受力性能分析

针对自保温砌块墙体灰缝易产生热桥的问题,提出一种自保温墙体砂浆层内置EPS保温条形成断桥的方法。采用理论计算和数值模拟方法分析设置断桥对自保温墙体热工性能的影响及断桥效果,并对采用不同断桥布置形式墙体的受力性能进行数值仿真分析。结果表明,该断桥设置可减小墙体传热系数,改善整体热工性能,消除热桥现象;结合墙体受力性能分析,在满足填充墙层间位移要求的前提下,对EPS保温条的最大设置宽度及合理布置形式、位置提出建议。

高强不锈钢绞线网在ECC中的搭接性能

为探明高强不锈钢绞线网在工程水泥基复合材料(Engineering Cementitious Composites,ECC)中搭接连接的受力特性,并确定其合理的搭接长度,考虑横向钢绞线间距、搭接长度和钢绞线直径等影响因素,对设计制作的39个试件进行了拉拔试验。结果表明:钢绞线网在ECC中的搭接连接有钢绞线拔出和拉断两种破坏模式;横向钢绞线的设置对搭接时的极限拉拔力影响不大,但其滑移量随着横向钢绞线间距的减小而减小;随着搭接长度的增加,达到峰值荷载的滑移量和“搭接刚度”增加,而极限粘结应力则随之降低。通过试验分析,确定了钢绞线网的临界搭接长度,并建立了考虑修正系数β的搭接长度计算公式。

基于不同洞口尺寸的轻质BRB耗能剪力墙性能分析

在RC剪力墙中(受拉钢筋应力较小位置)合理的开洞,并内嵌性能优良的防屈曲支撑(BRB),设计为新型轻质BRB耗能剪力墙。首先,采用OpenSEES软件分析了某BRB的抗震性能、并和试验结果比较,验证了BRB采用模型和分析方法的正确性,然后设计了不同洞口尺寸的BRB耗能剪力墙,并对其进行模拟低周反复荷载作用的有限元分析。依据承载力和延性的双指标确定了BRB耗能剪力墙合理的洞口尺寸,和实体剪力墙抗震性能比较,开洞合理的BRB耗能剪力墙具有更好的性能,其承载能力满足实体剪力墙的要求,而其延性、耗能等可提升50%左右,大大改善了剪力墙的抗震性能。

碳纤维布加固完好混凝土框架结构抗震性能试验研究

以某二层钢筋混凝土工业厂房的一榀框架结构为原型,按1∶3的缩尺模型,设计了钢筋混凝土框架试件,并对该框架的梁端、柱端及节点进行碳纤维布加固,然后对该框架进行水平低周反复荷载的试验.基于试验结果,主要分析了碳纤维布加固完好钢筋混凝土框架试件的裂缝发展、抗震能力及破坏特点,绘出了试件的滞回曲线、骨架曲线和柱端钢筋及CFRP布的滞回曲线.研究了碳纤维布加固完好混凝土框架结构的抗震性能.试验结果表明,碳纤维布加固完好混凝土框架结构具有良好的抗震性能和滞回耗能能力.

碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥极限承载力全过程分析

对采用碳纤维布加固后的装配式预应力混凝土空心板桥进行极限承载力分析。采用MIDAS/FEA有限元软件建立计算模型,考虑材料的非线性,计算空心板在4种工况下的极限承载力。计算结果表明:采用碳纤维布加固空心板桥,改善了空心板的受力性能,提高了空心板的屈服荷载和极限荷载;空心板的屈服荷载和极限荷载随碳纤维布用量的增加呈非线性增大;加固后的空心板挠度明显减小,空心板变形得到有效的控制。

CFRP布加固破坏混凝土框架的拟静力试验研究

按1∶3比例缩尺模型设计了1榀混凝土框架模型,进行了拟静力试验,分析比较了混凝土框架结构及该框架破坏后经碳纤维布加固后的框架结构受力性能、裂缝发展、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线及位移延性,研究碳纤维加固已严重损伤的混凝土框架结构的抗震性能.试验结果表明,碳纤维加固震后严重损伤框架结构后,其极限承载能力、耗能能力及延性等抗震性能有明显提高.

危险化学品大气污染事故模拟

近年来国内突发性危险化学品大气污染事故频繁发生,为及时做出风险评估及救援决策,需要在事故初发阶段快速模拟确定其危害程度和范围。以东部沿海地区某一假想化工厂突发性泄漏事故为例,对其可能的危害范围进行模拟,采用WRF-CALMET模式模拟事故区域的高分辨率气象场,耦合随机模式模拟污染物的扩散过程。结果表明,WRF能精确地模拟1 km分辨率的近地面气象场的演变趋势。将该结果用于CALMET模式获得了高分辨率风场数据,再输入随机模式中进行扩散模拟,结果显示该模式能合理地模拟出污染物的危害范围及地面最高浓度。