半地下双层浅圆仓静态储粮温度场的数值分析

粮食温度是影响储粮安全的最重要因素之一,为揭示半地下双层浅圆仓的储粮温度场分布规律,本文建立了地上浅圆仓和地下仓的粮堆数学分析模型,并通过现场实验结果验证了模型的有效性。以此为基础建立了半地下双层浅圆仓数值模型,分析低温入粮后静态储藏1年期间的粮堆温度场变化规律。结果表明:半地下双层浅圆仓地上层靠近仓壁2 m内的粮温受外界气温影响变化明显,温度范围在10.62~27.37℃,地下层粮温常年处在准低温状态,平均温度不超过地下恒温区温度17℃;入冬时地上层粮堆在距仓壁1~3 m之间会短期形成一个热量聚集区,导致近仓壁处粮堆温差较大,随后外围区温度缓慢降低,形成“热心冷皮”;仓壁的保温隔热措施可有效减小气温对粮温的影响,地上层夏季最高粮温较未做保温的地上浅圆仓低3.86℃左右。研究结果可为半地下双层浅圆仓的推广应用提供技术支持。

受压混凝土中硫酸根离子的扩散与损伤机理分析

针对沿海、盐渍土环境下荷载和硫酸盐侵蚀的耦合作用对混凝土结构耐久性造成的损伤,提出了一种受压混凝土中硫酸根离子扩散的数值模型。首先,基于Fick第二定律,考虑应力和混凝土孔隙率之间的关系建立了荷载作用下混凝土内硫酸根离子的理论扩散模型;其次,通过自编程序构建包含水泥砂浆、界面过渡区和天然骨料的混凝土三相随机凸多边形骨料模型,从而实现了受压混凝土中硫酸根离子扩散的细观模拟;最后,通过与受压混凝土在硫酸盐溶液中全浸泡的实验结果对比分析,验证了理论模型和细观模型的有效性。进而对不同水灰比的受压混凝土试件在不同浓度硫酸盐溶液中的离子扩散与损伤过程进行了数值分析,分析结果表明:随着压应力水平的提高,同深度处硫酸根离子浓度逐渐减小;与压应力相比,侵蚀溶液浓度和水灰比对硫酸根离子扩散的影响更加明显;水灰比对压应力抑制离子扩散程度的影响要大于侵蚀溶液浓度;适当减小水灰比更有利于受压状态下的混凝土抵抗硫酸盐侵蚀。

再生混凝土的配合比设计研究综述

混凝土是基础设施建设中使用最广泛的材料,从废弃混凝土中回收再生骨料制作混凝土,可以减少自然资源的消耗以及处理废弃混凝土带来的环境污染问题。本文阐述了再生混凝土配合比传统与人工智能设计方法的研究现状,对研究中使用的具有代表性的方法进行了整理归纳;针对两种方法的特点以及存在的问题进行总结,提出人工智能设计方法具有广阔的发展潜力与研究前景;同时,对基于人工智能的再生混凝土配合比设计方法进行了展望,可为进一步完善和发展再生混凝土配合比设计方法提供参考。

高性能混凝土的配合比设计研究综述

高性能混凝土具有高强度、耐久性、结构稳定性及经济性等优势,在多领域内得到广泛应用,具有广阔的发展前景。目前高性能混凝土配合比的两类设计方法,包括传统设计方法与基于人工智能的设计方法;分析了高性能混凝土配合比设计方法的研究现状与主要影响参数。发现基于人工智能的设计方法具有较强的发展潜力,对基于人工智能的配合比设计方法研究进行了展望,为进一步拓展和完善高性能混凝土配合比设计研究提供了借鉴。

半地下双层浅圆仓施工过程中力学性能的数值分析

作为一种新仓型,半地下双层浅圆仓具有节约用地、节约能源、机械化程度高的优势,并可保证储粮品质。论文采用实体单元建立数值模型,根据场地地质条件与实际状态设置边界条件,构建了半地下双层浅圆仓的数值分析方法;经与地下粮仓的足尺试验结果进行对比,验证了数值模拟方法的可行性。通过对半地下双层浅圆仓施工过程中回填前后的受力性能进行分析,研究表明:仓底在回填前距锥底2/3处径向、环向应力达到峰值;首层仓壁在回填后距锥底1/3处径向、环向应力达到峰值。该研究可为半地下双层浅圆仓工程设计与施工提供理论支持。

新型半地下双层浅圆仓静态储粮的力学性能

作为一种新型储粮仓,半地下双层浅圆仓可以保证粮食品质,具有节地、节能、低碳的优势。本文采用数值模拟的方法分析了半地下双层浅圆仓在正常使用阶段时不同工况条件下的应力与位移,并分别对上下两层在不同静态储粮高度下的力学性能进行了研究。结果表明:全仓空仓为最不利工况,根据位移云图分析应优先在地下仓装粮;地上层仓壁受力随着储粮高度的增加而增加,在仓壁距中间层1/4处至中间层处显著增大;地下层仓壁受力随着储粮高度的增加而减小,在仓壁与仓底接触处达到最大值;中间层在中心筒和外侧处应力最大,仓底在距外侧1/3处应力最大。该研究可为半地下双层浅圆仓工程设计与安全储粮提供理论支持与技术指导。

再生混凝土热传导细观数值模拟

再生混凝土相比于普通混凝土孔隙率大、吸水率高、密度较低,在热工性能方面具有较大的优势。通过自编程序,对有限元软件进行二次开发,建立了再生混凝土稳态热传导数值模型。数值模拟结果与试验结果吻合度较好。对影响再生混凝土热导率的因素进行数值分析,从细观层次上揭示了再生混凝土热工性能的影响机理。结果表明:当再生粗骨料体积分数由0%增加到50%时,再生混凝土的热导率增加了50.2%,说明再生粗骨料可以促进再生混凝土内部热量的传输,显著影响再生混凝土热导率;在再生粗骨料体积一定时,五相热导率对再生混凝土热导率的影响程度从高到低依次为新硬化砂浆、天然粗骨料、旧附着砂浆、新界面过渡层、旧界面过渡层;当界面过渡层厚度增加时,再生混凝土热导率降低。界面过渡层类似于“热阻器”,能够减缓热量的耗散,提高再生混凝土的保温隔热效果。

污水管道中微生物对混凝土的侵蚀

微生物侵蚀是影响混凝土污水管道长期性能的重要原因。以污水管道中微生物侵蚀为对象,综述了混凝土表面的初始缓冲与微生物的定植、硫化氢的产生与聚集机理、氧化过程与混凝土的破坏耐久性损伤过程;同时对混凝土中生物硫酸的侵蚀与化学硫酸(硫酸盐)的侵蚀进行了对比;分析了影响微生物侵蚀混凝土的因素及预防措施;对微生物侵蚀混凝土的速率预测模型的优劣进行分析。最后对微生物侵蚀混凝土研究进行了展望。

表面状态对Q235钢在不同氯离子浓度溶液中电化学腐蚀行为的影响

采用电化学法结合失重法,研究了Q235碳钢电极在质量分数分别为2.0%、3.5%和5.0%的NaCl溶液中的腐蚀行为与腐蚀速率的变化规律。结果表明:碳钢电极表面的腐蚀产物会对电化学实验结果的准确性产生较大的影响。在进行电化学测试前,采用−30μA/cm^(2)恒定电流对碳钢电极进行极化预处理后测得的腐蚀电流密度随Cl^(-)质量分数的增大而表现出先减小后逐渐趋于稳定的变化趋势,修正后的电化学测试结果与失重实验结果能较好地吻合,两者之间的平均误差为5%~9%。通过对腐蚀电极进行阴极极化预处理,令金属表面腐蚀产物进行充分还原,能够有效降低金属表面腐蚀产物对电化学实验结果造成的偏差。

多重环境时间相似理论及其应用

为了有效地评估混凝土结构的耐久性,通过引入与研究对象具有相似环境条件且具有一定服役年限的第三方参照物,以经典的相似理论为基础,提出多重环境时间相似理论.该理论分析了混凝土结构在室内加速试验环境与现场自然环境条件下性能退化的时间相似关系,为利用室内试验结果对现场结构进行耐久性寿命预测和评估奠定了理论基础.多重环境时间相似理论不仅适用于混凝土结构耐久性评估,而且可以用于输电线路覆冰后的安全性、结构在地震作用下的动力响应、卫星在发射阶段的动力特性分析等.以沿海混凝土结构耐久性寿命预测为例介绍了多重环境时间相似理论的具体应用.

沿海混凝土结构耐久性现场试验方法的优选

为了有效地进行沿海混凝土结构的耐久性检测与评估,通过分析和对比目前国内外混凝土结构常见的耐久性检测方法,结合沿海混凝土结构的特点,提出了一种对沿海混凝土结构进行检测与评估的实用方法.该方法通过人工环境室内加速与现场取样检测、现场暴露试验等,建立人工气候环境与自然环境条件下混凝土结构性能劣化的相似关系,从而通过短期实验实现对新建或待建结构的耐久性评估与寿命预测.为今后对混凝土结构耐久性进行有效的评估提出了一种新的思路.并以一实际工程的耐久性试验方案为例,分析了该方法的具体实施过程.

沿海混凝土结构的现场暴露试验站设计

介绍沿海混凝土结构现场暴露试验站的选址原则和设计方法,并依此详细介绍某沿海现场暴露试验站的设计。现场暴露试验站选址原则的确立,为暴露试验站的设计提供了理论依据。

混凝土中氯离子渗透的试验与细观数值分析

采用试验研究与数值模拟相结合的方法,从细观角度研究了粗骨料含量、界面区和孔隙率等对混凝土中氯离子渗透性能的影响。通过氯离子扩散系数快速测定RCM试验和压汞试验,分析了不同粗骨料含量、水胶比、孔隙率与氯离子扩散系数的关系;通过编写程序建立混凝土细观随机骨料模型,进而对氯离子的扩散性能进行数值模拟,分析了粗骨料含量和界面区等细观参数对氯离子渗透扩散的影响。结果表明:数值模拟与试验结果吻合性较好,验证了细观数值模型的有效性;氯离子扩散系数随粗骨料含量的增加而降低;混凝土孔隙率随水胶比的增加而增大,进而增加混凝土的渗透性;混凝土的渗透性能随着界面区厚度和界面区扩散系数的增加而增大。

地下混凝土筒仓仓壁力学性能工程试验与数值分析

地下粮仓可充分利用地下空间,具有较好的防火、防毒、防爆等性能,并能利用浅层地能实现准低温储粮,具有节能、低损、保证粮食品质的优点,对保障粮食安全及可持续发展意义重大。采用工程足尺试验与数值分析相结合的研究方法,对大型地下混凝土筒仓竣工验收前仓壁的力学性能进行研究,通过对比试验结果与数值模拟结果,验证数值分析方法的合理性与有效性,进而对仓壁在最不利荷载工况下的力学性能进行数值分析。结果表明:地下混凝土筒仓仓壁内力的数值模拟结果与试验结果吻合较好;由于仓壁较厚且与仓底和仓顶间接触部位刚度较大,导致仓壁内外侧径向应力表现出相反的变化规律;仓壁径向应力在仓壁底部位置处最高,环向应力在距仓壁顶部约2/3位置处最高;在最不利荷载工况下,仓壁径向应力和环向应力随深度表现出与实际工况下相似的变化规律,且相同深度下应力较大。

再生混凝土碳化试验的研究现状

再生骨料的掺入使再生混凝土碳化过程比普通混凝土更加复杂。在介绍再生混凝土碳化机理的基础上,对碳化多尺度试验进行了总结,并根据试验结果分别从材料、环境与荷载角度分析了影响再生混凝土碳化的因素;同时,对常见的再生混凝土碳化模型进行了总结;最后对再生混凝土碳化的试验研究进行了展望。

基于遗传算法的地下钢筋混凝土筒仓仓壁的结构优化

地下粮仓是一种节能、节地、无污染的新型储仓结构。通过引入改进的自适应遗传算法,分析了该遗传算法的实现过程,并对地下钢筋混凝土圆形筒仓仓壁进行了结构优化。研究表明:该遗传算法的收敛速度快,优化结果可信。

改进的自适应遗传算法在结构优化设计中的应用

普通遗传算法经常出现易早熟、随机性较大、收敛速度较慢等问题,基于Sigmoid函数,提出了一种新的改进的自适应遗传算法.该算法可以有效提高收敛速度并防止算法陷入局部最优解,通过算例分析,证明了该方法的可行性和有效性.结果表明,提出的新型遗传算法可以为其在大型土木建筑结构的优化设计中的推广应用提供理论支持.

碳钢在海水全浸区腐蚀的研究进展

介绍了碳钢在海水全浸区的腐蚀机理,重点阐述了碳钢在海水全浸区腐蚀的试验研究和数值分析的研究进展及其取得的成果,总结了碳钢在海水全浸区腐蚀的影响因素,最后指出了碳钢在海水全浸区腐蚀的研究方向。

碳钢在不同氯盐浓度下腐蚀速率的研究

为研究碳钢腐蚀速率与氯盐浓度关系,以Q235碳钢为例,采用实验与理论分析相结合的方法,对碳钢在2%、3.5%、5%的NaCl溶液中的腐蚀规律进行研究,分析了碳钢腐蚀速率随氯盐浓度的变化规律。结果表明,在不同氯盐浓度环境中,碳钢的腐蚀速率表现为先减小后趋于稳定;在腐蚀初期,由于Cl-的存在使得碳钢表面钝化膜被迅速破坏,因此腐蚀速率较大,且随氯盐浓度升高而增大;稳定后的碳钢腐蚀速率随氯盐浓度增大表现为先增大后减小,且通过分析得到在氯盐浓度为3.5%时腐蚀速率最大。

再生混凝土抗氯离子渗透的五相细观数值模拟

考虑到再生混凝土微细观结构的非均质性,建立了包括新、旧界面过渡区,新砂浆、旧粘结砂浆和天然骨料的再生混凝土五相模型。基于Monte Carlo理论,借助MATLAB软件平台开发了更贴近实际的再生混凝土凸多边形粗骨料分析模型。模型计算结果与试验结果相近,证明五相凸骨料细观模型能较好地预测再生混凝土中氯离子的渗透行为,进而定量分析了再生骨料混凝土特性因子对氯离子渗透的影响。研究结果表明:当再生粗骨料体积分数由0增至50%时,氯离子扩散系数和扩散深度分别增加102.0%和23.9%;当界面过渡区厚度从25μm扩大至100μm时,氯离子扩散深度和扩散系数分别增加13%和37.0%;当再生粗骨料含量较大时,旧粘结砂浆的增加会显著降低再生混凝土抗氯离子渗透性能,旧砂浆粘结率从0.1增加到0.4,氯离子扩散系数增加18.2%;新、旧界面过渡区和旧粘结砂浆是影响再生混凝土抗氯离子渗透能力的根本原因。