非开挖喷涂内衬修复对金属管道力学行为的影响研究

埋在地下数十年的金属波纹管(CMP)可能会被腐蚀,失去支撑地表荷载的结构能力,从而导致其使用寿命的结束。对于这些锈蚀的金属波纹管,实践中通常采用三种维护方案:维修、修复和更换。通过挖掘来更换埋在路面下的CMP的维护方案往往会扰乱交通,并且需要大量的时间和预算。因此,非开挖修复方法,如水泥砂浆(喷涂)衬砌、滑动衬砌、就地固化管道、折叠成型管道、定点修复和螺旋缠绕等,已越来越多地用于修复道路下腐蚀的CMP。然而,对使用喷涂衬里方法修复的CMP行为进行评估的研究还很有限。本研究使用FLAC3D软件进行了数值分析,以评估采用喷涂衬砌法修复的埋地腐蚀CMP的行为。首先利用现有的腐蚀CMP现场测试结果对数值模型进行了验证。然后进行了参数研究,考察了CMP直径、埋入深度、喷涂衬里的抗压强度和厚度以及路面类型对水平和垂直直径变化的影响,以及在五次卡车载荷循环下路面表面沉降的影响。数值结果表明,修复后的CMP的衬里厚度增加和(即从20增加到30和),垂直和水平直径的变化就会减少和。当水泥衬砌的非收缩抗压强度减小到一半时,垂直和水平直径变化增加了约16%。

湍流流动中鲨鱼皮表面流体减阻研究进展

快速游动的鲨鱼,其皮肤表面沿流动方向有序地排列着沟槽状结构,人们认为这种结构能在湍流流动中减小表面摩擦阻力.人们仿真这种生物结构来进行实验研究和应用,通过复制和改善鲨鱼皮肤表面沟槽状结构,使得摩擦阻力最大减小了近10%.在实验和模拟仿真中,人们不断讨论和研究湍流流动阻力的形成机制和沟槽减阻的理论特性.本文综述了沟槽减阻理论特性的一些研究方法,并且归纳定义了沟槽减阻最优几何形状及其尺寸;详细考虑流体流动的特点,给出了一种用来选择最优沟槽形状及其尺寸的方法;综述了目前的沟槽加工制造技术.由于鲨鱼皮肤表面存在少量黏液,从仿生学的角度,文章最后综述并展望了通过局部应用疏水性材料来改变沟槽附近流场属性,从而达到更大程度上减小阻力的目标.