超高性能混凝土装配式道路板承载特性研究及工程应用

装配式道路板在各类工程均具良好应用前景。为此根据超高性能混凝土(UHPC)材料特性制备了UHPC装配式道路板,对其承载特性开展研究并在实际工程中进行应用验证。结果表明,制备的UHPC装配式道路板在承载力试验中,加载至120 kN前未见明显裂缝,直至360 kN,裂缝宽度激增,挠度增速加快,其破坏极限为368 kN。道路板明显裂缝产生于150kN,此时受拉区混凝土依然工作;荷载超过360 kN后细裂缝形成底贯通裂缝,荷载施加处以及板侧处裂缝达到1.0 mm以上。道路板受压区混凝土在荷载0 kN到120 kN混凝土应变的增幅明显小于后期混凝土应变,且板中部荷载混凝土一直处于弹性应变中,直到预制板破坏。道路板显示出优异的承载能力,在实际工程应用中效果良好。

功能梯度多层石墨烯增强纳米复合材料圆弧拱的参数失稳分析

针对功能梯度多层石墨烯增强纳米复合材料(functionally graded multilayer graphene nanoplatelets reinforced composite,FG-GPLRC)圆弧拱的参数失稳问题,基于Halpin-Tsai的复合材料微观力学模型和有限单元法理论建立了FG-GPLRC圆弧拱在拱顶作用周期荷载的运动控制方程,并转化为含阻尼项的Mathieu-Hill方程。利用Bolotin方法求解Mathieu-Hill方程获得FG-GPLRC圆弧拱的主动力不稳定区域,并分别研究了石墨烯纳米片(graphene nanoplatelets,GPLs)的分布类型、质量分数、几何形状对FG-GPLRC圆弧拱动力不稳定性的影响。数值结果表明,GPLs沿拱截面厚度方向的顶层和底层分布较多时能够明显减小FG-GPLRC圆弧拱的面内不稳定区域,提高其结构稳定性。当GPL的高宽比大于4和宽厚比大于103时,GPL的几何形状对FG-GPLRC圆弧拱的动力稳定性影响不再明显,且随着结构阻尼系数的增大,FG-GPLRC圆弧拱发生参数失稳的临界荷载也增大,从而降低了结构发生动力失稳的概率。

基于GPU的多项式矩阵特征值并行计算

以多项式矩阵特征值求解问题为背景,推导任意项式特征值计算方法,阐述了基于图形处理单元(GPU)的并行计算机理并建立Matlab快速并行计算平台。以二次特征值计算为例,分别测试基于GPU的单精度类型计算与双精度类型计算的效率与误差,同时验证公式的正确性。数值计算表明,单精度计算与双精度计算能够大幅度降低计算时间,提高计算效率,误差对比分析也表明GPU的计算结果能够满足一定的工程计算要求。

多自由度结构静风响应的GPU并行计算

根据某大型双层柱面网壳风致静力响应计算的有限元模型,建立基于GPU的MATLAB快速并行计算平台,实现CUDA框架下多自由度结构风致静力位移响应的快速求解.数值计算表明,与传统的CPU串行计算相比,通过GPU实现的大型矩阵的求逆、乘法、除法等运算速度得到大幅提高,位移计算获得23倍的最大加速比;结果误差对比分析也表明基于GPU的计算结果能够满足工程精度要求.

钢管混凝土拱的时变动力跳跃屈曲

受到核心混凝土收缩徐变的影响,钢管混凝土拱将产生随时间变化的屈曲前变形和内力重分布,导致其动力跳跃屈曲荷载随时间变化而变化。针对钢管混凝土拱在阶跃荷载下的时变动力跳跃屈曲问题,采用能量法和基于龄期调整的有效模量法建立了钢管混凝土拱在阶跃荷载下的运动方程,然后通过能量守恒定律求得具有时变效应的钢管混凝土拱动力跳跃屈曲荷载,并与有限元结果进行对比验证。数值分析结果表明,核心混凝土的收缩徐变显著降低了钢管混凝土拱的动力跳跃屈曲荷载,当持载龄期达到300d时动力跳跃屈曲荷载降低约27.9%。

应用光谱成像技术消除捺印指印下签字笔背景实验

使用多个波段激发光源,通过实验比较光谱成像技术与传统可见发光照相技术消除印油指印背景的效果.结果表明,使用光谱成像检验技术处理后,达到检验鉴定要求的印油指印数量占所有样本数量的81.3%,而使用传统可见发光照相对相同样本进行处理的效果均不理想.应用光谱成像技术可有效消除印油捺印指印下签字笔字迹背景,其检验效果明显优于其他传统检验技术方法.

物证检材光谱数据库的建设

建设物证检材光谱数据库为化学成像在法庭科学领域的理论与应用研究提供一个综合化、系统化和专业化的标准光谱实验平台。在典型物证检材光谱曲线图与实际案例图像数据积累的基础上,以光谱数据的知识化、定量化和实用化为目标,完成物证检材标准谱图、现场物证间的相互匹配。有助于获取和积累大量典型物证检材光谱信息数据,并进行有效地组织与管理,使化学成像技术更好的服务于物证鉴定各检验学科。

紫外光谱成像技术显现潜在油汗混合指印的初步探索

目的研究运用紫外光谱成像技术显现潜在油汗混合指印的可行性和方法。方法使用紫外光谱成像仪获取典型潜在油汗混合指印的光谱影像数据资料,比较不同数据处理软件的分析结果。结果紫外光谱成像技术具有显现潜在油汗指印的能力。结论紫外光谱成像技术能够成功显现非渗透性客体表面潜在油汗混合指印。

光谱成像中光谱基准点选取的研究

目的研究物证检验应用光谱成像标准化规范化的操作技术方法。方法比较相同数据采集条件下选择不同光谱基准点区分物质的效果。结果选择不同基准点对光谱成像检验效果影响很大。结论应用光谱成像方法检验物证时针对不同检验目的选择不同基准点具有很强的规律性。

纸张经茚三酮显现指印后的变色现象

目的研究经茚三酮显现指印后纸质检材的变色规律、产生条件及解决方法。方法比较不同茚三酮显现条件,显现后不同保存条件下各种纸质检材的变色现象。结果经茚三酮显现指印后纸质检材的保存环境中,当温度、湿度达到一定条件时,大部分纸质检材会发生不同程度的变色现象。结论经茚三酮显现后的纸质检材要采取适当的方法保存。影响纸张变色的决定性因素为检材所保存的温度和湿度。环境温度在25℃以上并且湿度在60%以上,经茚三酮药液显现的白色纸张保存24h后都会有变色的可能,48h后绝大部分白色纸张会发生变色。

法庭科学应用光谱成像技术感兴趣区域选择方法的研究

光谱成像技术作为新的无损检验方法,被引入法庭科学领域后,立刻受到世界范围刑事技术工作者的密切关注。光谱成像技术在潜在痕迹检验、文件检验、微量检验等多项业务工作中已经展现出巨大的优势和良好的效果。为了达到增强检材与背景之间的反差并最大限度地消除图像中的噪声干扰,需要选择适当的感兴趣区域作为检材物质的代表。在以往的研究与工作中,感兴趣区域的选取完全依赖于技术人员主观经验的判断,既无规律可循,也没有客观评判标准。本文尝试通过实验研究光谱成像技术中感兴趣区域选取的一般规律。本文使用可见光波段液晶可调谐滤光镜型光谱成像仪,获取打印纸表面顺次连续盖印印文的光谱影像集,分别选择不同盖印次序形成的印文作为感兴趣区域,使用Misystem分析系统识别所有印文。结果表明,不同浓度的同种物质光谱曲线不完全相同,选择不同浓度区域的物质作为感兴趣区域,经过分析处理最终得到的光谱影像结果也不相同。同种物质在相同面积范围内,遗留浓度差异会对光谱数据后期处理效果产生非常大的影响。法庭科学应用光谱成像技术在形态检验过程中需要选取不同浓度、尽量丰富的目标检材作为感兴趣区域,种类区分的检验工作中需要选取浓度较低的目标检材作为感兴趣区域。

塑料排水板堆载预压技术处理软土路基变形特性研究

因在软土地基上修建公路时容易产生路堤失稳或沉降过大等问题,为此均要进行软基处理。介绍了采用塑料排水板堆载预压处理技术在南沙区某公路软土的路基处理,通过两个断面的工程现场监测,对软土地基处理后的地表沉降值、水平位移值和孔隙水压力值的变化规律进行了分析研究。结果表明,试软土地基处理后的沉降量差异明显,路中沉降大于路肩沉降,侧向位移主要发生在高程为(-4)~(-7)m内,在深度大于7 m时,随着深度的增加开始减小。由于塑料排水板的作用,加快了土层排水速度,孔隙水压力消散速度加快,软土地基强度也快速增加,有利于地基处理的施工安全。采用塑料排水板处理软土地基,软土地基的大部分沉降在填筑期基本完成,分层总和法计算工后沉降量少,稳定系数满足要求,能满足各项指标的规定。

梯度温度下考虑剪切变形影响的弹性约束拱的力学行为

考虑了剪切变形的影响对梯度温度作用下弹性约束圆弧拱的力学行为展开研究,推导了梯度温度作用下工字形截面圆弧拱的有效中心位置,通过能量法推导了弹性约束拱在梯度温度作用下的平面内变形、轴力和弯矩显式表达式,数值讨论了具有不同圆心角和弹性约束的圆弧拱在梯度温度作用下的内力变化情况。结果表明,梯度温度对浅拱的影响较为显著。考虑剪切变形能够使拱的弯矩减小,同时拱的轴力随着弹性约束柔度增大而减小。

利用近红外光谱成像技术发现纤维物证的初探

纤维物证分布广泛,几乎在所有的犯罪案件中如杀人、放火、盗劫、诈骗、交通案件等都能提取到有证据价值的微量纤维物证。因此,对纤维物证的发现显得格外重要,它是纤维物证检验的基础。利用近红外光谱成像技术搜寻纤维物证,是利用新的方法对发现纤维物证的探索。

交互式VR虚拟仿真技术在钢结构课程中的应用研究

以轻钢门式刚架结构设计为切入点,开发轻钢门式刚架设计VR虚拟仿真教学系统,引导学生学习钢结构基本原理并在虚拟现实场景中进行一榀刚架结构设计,获得良好的教学效果。此外,该教学系统包含的场景漫游模块和结构交互设计模块能够同时满足学生认识实习和课程设计环节的使用要求,具有广泛的应用价值。

门式刚架承重结构雪致破坏分析

对2005年威海暴风雪、2007年辽宁雪灾和2008年南方雪灾中受损或破坏的门式刚架工业厂房进行研究,结合国外在暴风雪中破坏的轻钢结构,描述了门式刚架承重结构,包括刚架梁和刚架柱在暴风雪中的破坏形态,并分析了其破坏的原因。

单点激励下单拱参激实验方法初探

参激实验可有效验证单拱在周期激励下动力不稳定区域及动力响应曲线理论值的准确性。通过实验实测单拱的各项自振特性参数,并观察不同参数下单拱发生参数共振的全过程,能总结出各项参数对单拱动力稳定性的影响,从而获得对单拱面内及面外参数共振的较深入和全面的理解。

沿海某地海鱼弧菌伤口感染能力研究

目的 研究从某沿海海水中分离出的海鱼弧菌的致病性。方法 ①毒力实验组 :35只二级昆白小鼠随机分为 4组 ,实验组腹腔注射海鱼弧菌 ,阳性对照组腹腔注射标准金黄色葡葡球菌、标准大肠杆菌 ,阴性对照组腹腔注射无菌生理盐水。②伤口感染实验组 :35只无特定病原体小鼠 ,腿部致伤后随机分为 4组 ,实验组 (浸泡含有细菌的人工海水 )和阳性对照组 (含有标准金黄色葡萄球菌、标准大肠杆菌 ) ,阴性对照组 (浸泡无菌人工海水 )。观察小鼠一般状况、血常规、血培养、脏器细菌培养、伤口分泌物培养、脏器和伤肢病理光镜检查 ,并将鼠体内分离的菌株和实验前菌株进行核酸指纹图比较分析 ,确认细菌来源。结果 ①毒力实验 :海鱼弧菌组 (海鱼组 )腹腔注射细菌悬液后一般情况差 ,持续 2 4h ,病理学检查见多脏器水肿、变性。②伤口感染实验 :实验组和阳性对照组伤口感染阳性率为 10 0 % ,病理学检查海鱼组及阳性对照组伤肢皮下及横纹肌可见大量嗜中性粒细胞浸润 ,有蜂窝织炎形成。结论 自某沿海海域分离出的海鱼弧菌在 10 6CFU/ml时 ,具有感染能力 。

冲击作用下拱式振动能采集器的非线性力-电响应分析

以拱式振动能采集器为研究对象,采用ANSYS软件建立其有限元模型,研究在冲击荷载作用下拱式振动能采集器的非线性力-电响应,分别讨论荷载幅值、扭转约束、负载电阻与结构几何等因素对采集器输出电压和电功率的影响。结果表明,在冲击荷载较大情况下,拱式振动能采集器发生非线性动力跳跃变形,此时采集器产生电能显著增大,体现出非线性条件下拱式振动能采集器的优势。在不同负载电阻条件下拱式振动能采集器有效输出电压随电阻阻值增大而增大,并最终趋于开路电压,而电能输出功率则随电阻阻值增大先升高后降低。特别地,当拱的长细比>200时,采集器的有效输出电压随拱长细比的增大而显著增大。

大体积膨胀混凝土水化热实验与数值模拟研究

针对某质子治疗中心项目的大体积膨胀混凝土水化热问题,以大体积膨胀混凝土为研究对象,通过模型实验和MIDAS/FEA有限元仿真,研究了大体积膨胀混凝土的水化热反应过程,得出混凝土浇筑后温度场和应变场情况。结果表明:在水化热反应过程中,混凝土终凝后温度变化分为急剧升温、缓慢升温和降温三个阶段,当混凝土入模温度为30℃以下时,混凝土浇注后的中心温度最高达到65.1℃;混凝土的应变变化为应变增长、应变降低和趋于稳定三个阶段,距离中心越远应变越低,最大应变达到370μm,通过在混凝土中掺加SY-G型高性能膨胀抗裂剂补偿混凝土的收缩,避免了混凝土产生危害性裂缝,满足了工程抗裂要求;此外,有限元的水化热分析结果与实验结果非常吻合,表明有限元数值分析对大体积混凝土水化热反应的温度场变化有较好的预测效果,但应变结果与实验存在一定的误差,绝对误差为18.9%。