裂隙封护土遗址压力型锚固系统界面应力传递与承载性能解析方法

土遗址锚固工程中,压力型锚杆相比于全长黏结拉力型锚杆而言具有高承载力和耐易溶盐侵蚀的优势,但由于此类锚固系统传力机理尚不明确,导致其在实际工程中的应用受到严重制约.本文将遗址稳定体内锚固段分为弹性压缩段和黏结-滑移段两部分,分别基于线性弹簧和浆体/土体界面黏结-滑移强化型本构建立简化力学模型,对界面黏结-滑移全过程,即弹性阶段、弹性-强化阶段和强化阶段进行理论解析,推导了各阶段对应的位移、应变以及剪应力分布等计算公式,给出了压力型锚杆极限抗拔承载力解析解.结果表明,峰值载荷前载荷-位移曲线理论值与试验值吻合较好;弹性压缩段占比与锚固长度对载荷-位移关系的影响主要体现在弹性-强化阶段.参数敏感度分析表明,忽略弹性压缩段影响时,锚固长度与极限承载力线性相关;浆体弹性模量主要影响界面应力随载荷增加时的传递进程,对承载力影响有限;黏结-滑移模型的剪应力峰值对承载力有显著影响.该解析方法对土遗址压力型锚杆锚固系统传力过程分析具有良好适用性.

Fe稳固的FeOOH@NiOOH电催化剂的大电流极化设计与析氧研究

电解水技术是制取高纯度氢气的有效途径,为传统的氢气生产提供了一种可持续的替代方案.其中,开发性能优异的电催化材料是降低电解水制氢成本的关键.析氧反应(OER)由于涉及多个电子转移而导致的动力学缓慢,是克服高过电位的主要挑战.镍铁羟基/氢氧化物(NiFe(oxy)hydroxides)是近期研究的热点,其在碱性条件下具有极低的OER过电位,部分材料性能甚至超过了贵金属基催化剂,如IrO_(2)和RuO_(2).然而,NiFe(oxy)hydroxides的长期催化稳定性,尤其是在大电流下的长期催化稳定性,成为限制其实际应用的主要问题,这主要是由于铁元素的严重流失导致的.因此,如何有效控制和利用电化学溶解/沉积动力学成为稳定铁位点的关键.为克服该挑战,本文提出了一种大电流极化重构方法来固定活性铁位点.通过在大电流(1.5 A cm^(-2))下对材料进行表面快速极化重构,成功制备了FeOOH@NiOOH(eFNO_(L))电催化剂.eFNO_(L)不仅具有稳定的铁位点,还暴露出高指数晶面,因此eFNO_(L)同时展现出较好的OER催化活性和稳定性.同时,密度泛函理论计算结果表明,与具有低指数晶面的FeNiOOH相比,大电流极化工程制备的分相eFNO_(L)对铁位点表现出更高的结合能,可以有效抑制OER过程中的铁流失,且高指数晶面在改变速率决定步骤和减少吸附能垒上具有更大的优势.电化学测试结果表明,经过优化后的eFNO_(L)催化剂在产生100和500 mA cm^(-2)大电流密度仅需234和27 mV的过电位,并且具有较小的Tafel斜率(35.2 mV dec^(-1)).由于铁位点结合能的提高,eFNO_(L)催化剂在500 mA cm^(-2)的电流密度下能够稳定催化超过100 h,且仅有1.5%的性能衰减,优于近期报道的大多数镍铁基OER催化剂.综上,本文为开发高活性和高稳定性能的催化剂提供了一种有效的大电流电化学重构策略,在电解水制氢领域实现其工业化的大规模应用方面显示出巨大潜力,有望降低可持续电解水制氢成本.

路基填土挤扩锚杆现场试验研究

以汕湛(汕头—湛江)高速公路揭博(揭西—博罗)段的水毁边坡应急抢险工程为依托,开展了路基填土挤扩锚杆现场试验,对比研究了普通锚杆、单盘挤扩锚杆和双盘挤扩锚杆结构力学特性。结果表明:普通锚杆其锚固段前3 m(自锚杆自由段与锚固段接触点起向锚固段延伸至3 m)承受的拉力占比为33.35%;单盘锚杆锚固段前3 m承受的拉力占比为56.65%,双盘锚杆锚固段前3 m承受的拉力占比为61.50‰;单盘锚杆实测极限抗拔承载力为普通锚杆的1.89倍,双盘锚杆为普通锚杆1.73倍;单盘锚杆、双盘锚杆与普通锚杆相比塑性位移占比较低,变形控制效果良好;单盘挤扩锚杆和双盘挤扩锚杆具有良好的工作特性,适合于承受较高荷载的工程应用。

路堑边坡预应力桩锚组合支护结构的变形特性分析

以某公路路堑边坡预应力桩锚组合支护结构为研究对象,对预应力桩锚支护结构的变形特性进行全施工过程现场监测,获得了施工过程中桩顶侧向位移和桩后土体水平位移随时间和空间的变化规律。采用FLAC3D软件对边坡开挖过程中的支护结构变形进行计算分析,将计算结果与现场监测结果进行对比,对开挖过程中坡顶和坡底的土体竖向位移分布规律进行了研究。研究表明:预应力锚杆对桩顶水平位移和桩后土体水平位移有良好的控制作用,开挖过程中的土体水平位移呈现着坡顶与坡脚小、中间部分大的趋势,土体水平位移的增长主要发生在开挖的中期。开挖过程中的桩顶水平位移、深层土体水平位移、坡顶土体竖向位移及坡底土体竖向位移均在合理的范围内。预应力的大小会对桩锚支护结构的支护效果产生影响,设置适当的预应力可有效减小支护结构的变形。

地震作用下新疆喀什高台民居基于变形控制的土遗址边坡加固设计研究

为验证地震作用下格构式锚杆挡墙加固土遗址边坡的有效性,以新疆喀什高台民居土遗址边坡现有加固段为研究对象,利用有限元软件Midas/GTX NX建立三维动力分析模型,对地震作用下格构式锚杆挡墙加固土遗址边坡的变形控制进行研究分析。结果表明:地震作用下土遗址边坡在坡顶与坡脚处产生严重的位移变形,且随着地震持时增加呈现累加效果;土遗址边坡加固后能有效控制水平方向与垂直方向的位移变形,最大位移变形值满足控制要求;土遗址边坡加固后地震作用下的稳定性系数提高至1.54,满足规范要求值1.15。研究成果验证了格构式锚杆挡墙加固土遗址边坡能够有效控制位移变形,并提高稳定性。

软岩巷道全断面锚注支护技术应力分布特征研究

针对软岩巷道分析其失稳变形破坏过程,提出全断面锚注支护技术,采用数值模拟方法研究赵固一矿在原支护方案和全断面锚注支护方案下的塑性区分布及垂直应力情况。结果表明:在原支护方案下,底板塑性区破坏深达4 m,两帮处的集中应力分布明显,最大集中应力系数为1.48。当采用全断面锚注支护方案后,巷道围岩形成统一整体,底板塑性区范围减小至1 m以内,两帮处的集中应力基本消失。结合现场监测发现,顶板离层在支护后期基本趋于稳定,巷道日均表面变形量约为2 mm/d,巷道围岩状态整体稳定,支护效果明显。

自膨胀管缝锚杆力学性能现场试验研究

管缝锚杆的锚固力受管径差、岩体条件等因素影响,导致输出锚固力波动较大.自膨胀管缝锚杆可改善常规管缝锚杆的锚固性能,成倍提高锚杆的负载能力和吸能能力,但其在不同岩性区域和不同安装角度下的锚固力学特性尚不明确.采用锚杆智能拉拔测试系统,开展了在破碎软岩和完整硬岩两种极端工况下,不同安装角度和药卷长度对自膨胀管缝锚杆力学特性的影响规律研究.结果表明:锚杆锚固力与药卷长度线性正相关,围岩强度越高,锚固力增长速率越快;相同工况下,锚杆锚固力与安装角度正相关,垂直安装时锚固力最大,且围岩强度越低,锚固力受安装角度影响越大.在两种极端岩体条件下,与常规管缝锚杆相比,自膨胀管缝锚杆锚固力分别提高1.88倍和3.15倍,吸能能力分别提高143.7%和259.6%,在滑移变形的基础上显著提高锚固效果.

近距离煤层非对称变形巷道支护设计

在煤层巷道掘进期间,由于近距离煤层开采使得在23306_下进顺初期掘进期间顶板破碎以及两帮的围岩变形严重。对于陕西省陕煤韩城矿业有限公司下峪口煤矿23306_下进顺,在掘进过程中产生的巷道围岩变形以及巷道支护困难等问题,结合现场的地质条件,采用理论分析、现场监测等方法,探究在掘进期间顶板破碎的原因以及通过优化支护方案来改善巷道的围岩情况。结果表明,改善后采用“锚网索+U型棚”支护的方法,可以有效地改善巷道围岩变形的情况,通过对巷道围岩变形量的进一步观测验证,在巷道顶板容易破碎时选择合理的支护参数,在技术和经济层面上选择采用“锚网索+架棚”支护方式能够保障矿井的安全高效开采。

木质锚杆加固生土遗址研究

通过对木质锚杆、PS浆液加固生土遗址的现场试验,认为不同的PS灌浆材料对木质锚杆的锚固力的影响不大;木质锚杆、PS系列灌浆材料加固土遗址时锚杆的长度不能太大,长度不宜超过1.5～2.0 m;木质锚杆的单位锚固力可采用5 kN/m,单根锚杆的锚固力大于4 kN;建议可进行木质锚杆、PS系列材料加固土遗址钻孔直径和锚杆长度对锚固力的影响的系统研究,并对锚杆的锚头采用新的方法。

南竹加筋复合锚杆加固土遗址研究

南竹加筋复合锚杆是专门针对大体量土遗址加固设计的一种新型锚杆。通过试验证明,采用PS系列灌浆、南竹加筋复合锚杆加固土遗址符合文物保护的原则。当采用水泥砂浆作为灌浆材料时南竹加筋复合锚杆单位锚固力可采用30kN/m,当采用PS-(F+C)浆液灌浆时单位锚固力可采用20kN/m。南竹加筋复合锚杆加固土遗址时的薄弱界面是锚杆杆体与锚固体之间,水泥砂浆和PS-F灌浆材料的强度都可以满足南竹加筋复合锚杆锚固时的要求,水泥砂浆锚固体与锚杆杆体的黏结强度标准值为187kPa,特征值为85kPa;12%PS-F与粉煤灰锚固体与锚杆杆体的黏结强度标准值为114kPa,特征值平均为52kPa。

楠竹锚杆加固土遗址黏结力研究

通过楠竹锚杆野外现场基本试验,研究了锚杆杆体与锚固体之间黏结强度,结果表明:采用PS系列浆液灌浆,楠竹锚杆杆体与锚固体之间界面是锚杆的薄弱界面,PS系列浆液的骨料粉煤灰和黏土对杆体和锚固体之间的黏结强度影响不大,其黏结强度标准值可选择70kPa,特征值在30kPa,锚杆的极限锚固力标准值可选择10kN/m,按安全系数2.2计算,锚固力特征值可选择为4.5kN/m。

交河故城瞭望台保护加固技术

交河故城遗址是第一批全国重点文物保护单位,瞭望台是交河故城内重要建筑遗址,它的主要病害是表面风化、裂隙密布、洞顶失稳。在分析病害形成机理的基础上,重点研究了生土遗址保护加固的几个关键技术,对掏蚀深度相对于悬挑土体厚度较小的土遗址,当基础掏蚀深度小于块体宽度的30%时,可不采用砌补技术,只进行表面防风化处理;可选择竹木锚杆、PS-C浆液灌浆加固生土遗址,锚杆的单位锚固力可采用5kN/m;采用新奥法加固洞顶可较好地保持文物原貌;西部干旱地区采用PS材料对土遗址进行防风化加固时应采用低浓度(小于5%)、多次渗透的方式,迎风面渗透次数应不少于3遍,背风面应达4～5遍,并应合理选择施工时间。工程实践检验表明,这些保护技术取得了理想的加固效果。

楠竹加筋复合锚杆管材力学性能试验研究

楠竹加筋复合锚杆是一种应用于土遗址加固工程的新型锚杆,为了解锚杆的工作机制,对其管材楠竹进行力学性能试验,研究竹材的抗压、抗拉、抗弯强度及其影响因素。结果表明:3a生楠竹块顺纹抗压强度达119MPa,比5a生楠竹大;同一根楠竹,取自基部和中部的竹块试样,顺纹抗压强度相当,均小于顶部试样;竹块顺纹、横纹、径向抗压强度分别为98,37和65MPa,强度差异是由加压方向和竹纤维生长方向之间的关系决定的;竹材的顺纹抗压、抗拉和抗弯强度均与竹材的含水率有关,含水率增大强度降低,当含水率达到一定值时,抗压强度趋于稳定;径高比为1∶1和1∶2的竹筒抗压强度试验以及竹条抗拉强度试验结果表明,竹节对竹筒和竹条的强度有一定的削弱作用。

压力分散型锚索锚固段的设计方法

边坡加固技术是工程界一直关注的重要课题,边坡开挖后坡体内应力调整和位移变化的复杂性,对加固技术有了新的要求,而在此方面国内起步较晚,且多数采用拉力(分散)型锚索对岩体实施预加力。经过大量试验结果表明,在破碎岩体中,当锚索长度大于8～10 m后,拉力(分散)型锚索的承载力无法获取较高的锚固力,而压力分散型锚索的受力性能不仅合理,而且在这种地层中可以实现较大的承载力,本文结合二康公路现场实践,采用Winkler假设,基于锚索粘结应力分布的特点,通过锚索锚固段受力状态分析和应力分布规律,利用理论与试验结果相对比,提出一种新的设计方法,及基于峰值粘结应力的计算方法,并通过具体工程实例验证,这种计算方法是符合压力分散型锚索在破碎岩体边坡加固中的受力模式,与现场试验是完全吻合的,具有一定的参考价值,供工程界参考。

胶木棒锚杆在唐皇城含光门土遗址锚杆锚固中的应用

针对唐皇城墙含光门土遗址出现的夯土脱落、变形裂隙、建筑工艺裂隙等病害现状,对该遗址的土体性能进行了测试分析,设计了适宜于半干旱、半湿润地区土遗址的胶木棒锚固锚杆。结果表明:对比其他土遗址类锚杆,采用均匀分布阻力棒的胶木棒锚杆具有抗腐蚀、强度大、韧性好等特点;此胶木棒锚杆性能优异,已成功应用于唐皇城墙含光门土遗址等重要文物的保护工程中。

载体表面化学状态对Pt/C催化剂结构及电催化活性的影响

对碳黑进行不同条件的氧化处理得到不同表面化学状态的载体,以甲醛为还原剂,氯铂酸为前驱体,制备Pt/C电催化剂。运用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等分析手段研究碳黑及Pt/C催化剂的化学组成、化学状态、晶体结构及表面形貌,并用循环伏安法(CV)测试Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化。结果表明,碳黑经氧化处理,表面的化学组成和化学状态均发生了变化,表面的含氧官能团浓度显著增加,增加的含氧官能团为碳黑表面沉积Pt提供了更多锚位,改善了碳黑表面Pt纳米粒子的分散性,降低了Pt纳米粒子的尺寸,使Pt/C催化剂中PtO的含量减少,Pt0含量明显增加,从而提高了Pt/C催化剂对CH3OH氧化的电催化活性。

深基坑预应力锚索支护监测数据分析与研究

为深入研究基坑支护预应力锚索的锚固机理和锚固效果,根据预应力锚索弹性状态下的变形,建立了预应力锚索弹性状态下的变形解析力学模型。按照国家规范对大连奥海大厦1号楼深基坑支护预应力锚索进行了试验检测,对预应力锚索锚固效果进行了评定。在此基础上,通过模型计算结果和实测结果的对比,验证了计算模型的正确性。

深基坑支护中锚杆的预应力与摩阻力试验

锚杆支护在国内深基坑开挖和支护中得到了广泛应用,但对其工作机理和计算方法的研究尚不够完善.以1个预应力锚杆支护的深基坑工程为实例,对工程锚杆进行了试验.通过试验,测试了锚固体在岩土中摩阻力的分布规律及其锚杆中的预应力变化,校验了锚杆的设计数据,为工程提供了设计依据.测试结果表明,锚固体与岩土体间的摩阻力沿锚杆长度不是均匀分布的,其分布规律与摩阻力水平有关,在孔口附近最大,从孔口沿锚杆长度逐渐衰减.锚杆的预应力随着时间变化,其变化与注浆量、锚杆的位置及其锁定荷载有关.锚杆杆体的受力变化对基坑开挖较为敏感,同时围护墙体的水平位移对其有一定的影响.

华信商厦深基坑锚杆试验研究

锚杆支护在我国深基坑开挖和支护中得到了广泛的应用,但对其工作机理和计算方法的研究尚不完善。以一个锚杆支护的深基坑工程为实例,对工程锚杆进行了试验研究。通过试验,测试了锚固体在岩土中摩阻力的分布规律,得出了锚杆的抗拔力,以此为工程设计提供了依据。研究结果表明,锚固体与岩土体间的摩阻力沿锚杆长度不是均匀分布的,其分布规律与摩阻力水平有关,在孔口附近最大,而从孔口沿锚杆长度逐渐衰减;锚杆的承载力与注浆方式有关,且对基坑的开挖较为敏感。

斯蒂文·霍尔的建筑观及其作品分析

斯蒂文·霍尔是美国当代最著名的建筑师之一,他的现象学思想与类型学方法在国际建筑舞台上独有魅力。他认为建筑是被束缚在特定场所中的,一座建筑物(不可动的)不像音乐、绘画、雕塑、电影以及文学那样,它总是与某一地区的经历纠缠在一起。他的作品同时具有对传统的回应与对现代的感知。通过对霍尔的设计思想与代表作品的分析评价,揭示了霍尔的建筑观与实践经验对我们的借鉴意义。