高掺量煤矸石采空区充填注浆材料工作性能研究

为缓解煤矸石堆放引发的环境污染,提高煤矸石利用率,考虑采用高掺量煤矸石配置采空区注浆材料。为此对固相质量比、外加剂掺量,以及煤矸石掺量的采空区充填注浆材料进行正交对比试验,研究浆液主要物理力学特性之间的相互关系,揭示矿物掺合料、外加剂、煤矸石骨料掺量对高掺量煤矸石充填注浆材料物理力学性能的影响规律。结果表明,煤矸石掺量提升至100%后,不仅增大了28 d龄期的抗压强度,对浆体其他性质也无明显的劣化效果;当掺入煤矸石的浆体中掺入5%电石渣时,浆体性能无明显增益效果,但该浆体掺入5%的水玻璃可以进一步提高硬化体强度;随着石膏含量的增加,浆体初凝时间缩短,流动度和析水率降低,抗压强度降低;1%聚羧酸减水剂明显提高了浆体的流动度,但同时增大了材料的析水率,且测量凝结时间过程中,也观测到了注浆材料严重的离析现象。

内共振对斜拉索面内瞬时相频特性的影响

为研究内共振对斜拉索的瞬时相频特性的影响,利用多尺度法对拉索面内分布激励下的运动方程进行摄动求解,分别得到不计内共振和计内共振2种状态下面内主共振响应的近似解析式以及其稳态方程,最后采用Hilbert变换分别得到两者面内响应与激励的瞬时相位差及其幅值。同时在小垂度条件下,研究了不同索力下内共振对拉索面内响应与激励的瞬时相位差的影响。结果表明:拉索索力的变化会引起响应与激励间瞬时相位差急剧变化,且考虑内共振时更显著。其主要原因是:内共振使面内近似解中存在面外响应引起的2倍频成分和漂移项,其后者对瞬时相位差影响显著,且面外响应引起的漂移项在整体漂移项中的占比是衡量内共振对瞬时相位差影响程度的关键参数。

不同索力斜拉索的主共振瞬时相频特性

考虑拉索垂度及几何非线性,研究了不同索力拉索的瞬时相频特性.利用斜拉索面内分布激励下的运动控制方程,采用多尺度法对微分方程进行摄动求解,分别得到面内、外主共振响应的近似解析式,再采用Hilbert变换得到响应与激励的瞬时相位差及其幅值.研究了不同索力下,响应与激励的瞬时相位差的变化规律及其原因.研究表明:面外主共振响应与激励间保持恒定的相位差,而面内响应与激励的瞬时相位差与索弹性参数和垂度等有关,微小的索力变化可能导致瞬时相频特性的明显改变.主要原因是面内响应的近似解中存在两倍频项和漂移项,前者使响应瞬时相位在单个周期内出现两次正负交替,后者决定面内响应与激励瞬时相位差的最大值及其变化规律.

不同加劲梁重量下的悬索非线性振动特性

悬索桥因受力明确、跨越能力大、结构美观等特点而被广泛应用。加劲肋重量是影响悬索桥静态构型及其动力学特性的主要因素。为研究不同加劲梁重量下悬索桥的固有特性及其非线性动力学行为,建立了悬索结构的非线性动力学模型。将运动方程退化至保留线性项,探究加劲梁重量对悬索固有特性的影响;进一步揭示加劲梁重量对1∶1内共振、响应时程和瞬时相频特性三种非线性振动特性的影响。研究表明:面内正对称频率的变化与加劲梁重量变化呈反比关系,且交叉点位置会随加劲梁增大而移向Irvine参数变大的方向,阶次越高越显著。此外,加劲梁重量逐渐增大将使悬索由硬弹簧变为软弹簧,并使面内1阶振幅与加劲梁重量由正相关变为负相关。加劲梁重量变化还将导致面内响应复平面投影曲线轨迹变化,进而表现出不同的相频特性。