高温后钢管高强混凝土柱的黏结性能

为了研究高温后钢管高强混凝土柱的黏结性能,通过有限元软件ABAQUS建立模型,并与已有试验结果进行验证,吻合良好。研究表明:钢管高强混凝土柱的黏结应力随着温度的升高呈现出先增加后减小的趋势;黏结应力随着混凝土强度的增大而增大,随着径厚比的增大而减小;长径比在2.74~7.72的范围内,随着长径比的增加,黏结力逐渐增加;黏结界面破坏的速度随温度的增加而减缓;随着温度的增加耗能因子呈现先增大后减小的趋势。

Dual-System Activation of Ni-Base Superalloy under High Strain and High Temperature

Due to their superior combination of heat resistance, high temperature corrosion resistance, toughness and strength, nickel-based superalloys have become of extensive use in the aerospace industry. This research aims to explain why the fatigue life of Inconel-718 in preconditioned samples had larger fatigue lives than pristine samples. The hypothesis is that preconditioning at 700°C and 1.0% strain could lead to thermal activation of the {100} cubic slip plane alongside the {111} octahedral slip plane, potentially improving fatigue life. Using SEM and EBSD imaging, the microstructure of Inconel-718 samples were characterized before and after preconditioning. The directions of the slip bands that formed following the preconditioning were determined. The result was that the existence of both the cubic and octahedral slip systems was confirmed, leading to the thermal activation hypothesized. The existence of both slip planes was considered to be the reason behind the improved fatigue life due to better strain accommodation within the microstructure. It is suggested that focuses for future research includes conducting in-situ observation of slip activation and the application of preconditioning as a manufacturing method.

高强钢管超高性能混凝土界面黏结滑移性能试验

目的为了研究高强钢管超高性能混凝土的黏结滑移性能,方法考虑径厚比、长径比和钢纤维掺量3个参数的影响,设计并制作15根构件进行试验研究,通过推出试验,得到轴向荷载与加载端位移的荷载-位移曲线,以及高强钢管与超高性能混凝土之间的黏结强度,根据试验结果,对影响黏结强度的参数进行定性定量分析。结果结果表明:随着高强钢管长径比和径厚比的增加,黏结强度减小;随着钢纤维掺量增加,试件黏结强度先增加后减小,即当钢纤维掺量从1%增加到2%时,黏结强度增加,但当钢纤维掺量从2%增加到3%时,黏结强度反而降低;试件荷载-滑移曲线表现为两种形式,一是有明显的峰值点,峰值点后曲线急速下降(部分出现尾部上升的现象),二是曲线无明显峰值点,拐点后曲线持续缓慢增长。高强钢管超高性能混凝土的黏结破坏分为黏结阶段、滑动阶段和抗摩擦阶段。结论以长径比、径厚比、含钢率和套箍系数为参数,结合试验数据并对其进行回归分析,得到适用于高强钢管超高性能混凝土黏结强度的计算模型,并将计算结果与试验结果进行对比,计算值与试验值吻合较好,可为实际工程提供一定参考。

型钢高强自密实混凝土黏结滑移性能试验研究

为研究型钢与高强自密实混凝土界面黏结滑移性能,以混凝土保护层厚度和型钢埋置长度作为变化参数,设计9个型钢高强自密实混凝土试件进行推出试验.观察试件破坏过程、破坏形态和裂缝发展形式,获取了试件加载端的荷载-滑移全过程曲线,研究不同变量对其黏结性能的影响规律.结果表明:型钢高强自密实混凝土组合结构界面极限黏结强度随着混凝土保护层厚度的增加而增大,最大增幅94.9%;随着型钢埋置长度的增加而减小,最大削减为38.1%.界面黏结抗剪刚度随着型钢保护层厚度的增加先增大后减小,最大增幅85.1%;随着型钢埋置长度的增加而增大,最大增幅为30%.界面耗能能力与其变量相关性较弱;随保护层厚度的增加,界面损伤发展越晚;随型钢埋置深度的增加,界面损伤速度减缓.提出了型钢高强自密实混凝土黏结强度的计算公式,能较好地预测型钢高强自密实混凝土黏结强度.

改进的U-Net网络小断层识别技术在玛湖凹陷玛中地区三叠系白碱滩组的应用

利用改进的U-Net网络小断层识别技术,对准噶尔盆地玛湖凹陷玛中地区三叠系白碱滩组的小断层进行了识别。研究结果表明:(1)构造导向滤波预处理能有效改善地震资料的品质,提高断层识别的准确率。加入了跳跃连接和中继监督、正态标准化和聚焦均方损失函数的U-Net网络方法,对小断层的精细识别能力有所提升。(2)使用200组训练样本集和20组验证样本集,模型地震数据由反射系数与雷克子波褶积生成,断层由人工标注而成。选取最优的网络模型参数,并在合成的含噪地震数据上分别利用相干属性、常规U-Net网络方法及改进的U-Net网络方法进行测试,构造导向滤波有效突出了断层的边界,且增强了同相轴的横向连续性,改进后的U-Net网络方法对于7 m以上断距的断层可进行有效识别。(3)对于玛湖凹陷玛中地区三叠系白碱滩组高角度走滑断裂和伴生小断距次级断裂的识别,改进后的U-Net网络方法的识别精度明显高于相干属性和常规U-Net网络方法,研究区大侏罗沟断裂北翼的(3)号与(4)号砂体,是拓展MZ4井区三叠系白碱滩组高效勘探的有利区。

氯盐环境下UHPC-NC界面黏结性能试验研究

氯盐环境作为一种较为常见的化学侵蚀环境,研究其对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)和普通混凝土(normal concrete,NC)界面耐久性能的影响对于UHPC加固混凝土结构和UHPC-NC组合结构的工程应用均具有重大的现实意义.基于此,通过在常规环境以及氯盐环境下的推出试验,获得了干湿循环次数(0次、25次、50次)、氯盐浸泡天数(0 d、50 d、100 d)及界面处理方式(钢丝刷刷毛、高压水射流冲毛、表面缓凝处理)对UHPC-NC界面黏结强度、界面黏结刚度及界面黏结滑移曲线的影响.结果表明:在100 d试验周期内,干湿循环及氯盐浸泡作用造成的界面黏结强度损失率不超过20%;氯盐环境作用时长的增加会导致界面黏结刚度的降低;随着界面粗糙度的增加,UHPC-NC试件的界面黏结强度以及界面黏结刚度均会增加;界面粗糙度的提高有助于界面抗氯盐侵蚀能力的提升.受到界面处理方法的影响,UHPC-NC试件经历干湿循环及氯盐浸泡后,荷载滑移曲线呈现2种不同的形式,分别对应光滑界面(钢丝刷刷毛界面)和其他界面(高压水射流冲毛界面和缓凝剂处理界面).各组试件的黏结滑移曲线在荷载到达峰值前趋于一致;荷载到达峰值后,前者存在荷载骤降段及持荷段,后者则随着滑移量的增加荷载不断降低.根据UHPC-NC黏结滑移曲线特征,提出了黏结滑移建议模型.

高温后钢-PVA混杂纤维高性能混凝土与变形钢筋黏结性能试验

为研究高温后钢-聚乙烯醇(polyvinyl alcohols,PVA)混杂纤维高性能混凝土(hybrid fiber high performance concrete,HFHPC)与变形钢筋的黏结性能退化规律,以200、400、600、800℃为目标温度,选取钢纤维体积率、PVA纤维体积率、矿粉掺量为正交试验因素设计并制作25组HFHPC试件,完成了单调荷载下的中心拉拔试验。结果表明:高温后各组HFHPC试件黏结破坏形态均表现为钢筋拔出破坏;试验温度范围内,对HFHPC试件黏结强度的影响程度均为:钢纤维体积率最大、矿粉掺量次之、PVA纤维体积率最小;随着温度的升高,HFHPC试件黏结强度逐渐下降,且在相同温度条件下,HFHPC试件黏结强度和峰值滑移相比于未掺纤维的混凝土试件均有所提升,其中,200℃时HFHPC试件的黏结强度提升最为显著,分别提升了33.69%、35.76%、37.54%和46.03%;混杂纤维能显著提高高温后高性能混凝土与钢筋的峰值界面能,明显改善黏结延性和耗能能力;提出的考虑温度作用后的混杂纤维混凝土与钢筋黏结-滑移模型与试验实测结果吻合较好,可为火灾后混杂纤维高性能混凝土结构损伤评估及加固方案提供参考。

不同序级走滑断裂对碳酸盐岩储集层发育的控制差异

断控岩溶体系储集空间结构差异制约该类油藏高效开发。目前,对高序级走滑断裂储集层储集空间结构研究较深入,但对低序级走滑断裂储集层储集空间结构研究较少。以塔里木盆地北部坳陷富满油田为例,从断裂活动强度、沉积环境、岩性等方面展开分析,对比不同序级走滑断裂储集层储集空间结构成因及差异,并分析了低序级走滑断裂的成因及勘探潜力。高序级走滑断裂活动强烈,储集层在剖面上呈倒三角式破碎,储集层规模由上至下逐渐减小;低序级走滑断裂活动强度相对较弱,储集层在剖面上呈正三角式破碎,储集层规模由上至下逐渐增大。低序级走滑断裂对地层的破碎规模影响有限,密集发育的裂缝网络可以导致储集层大规模破碎,影响储集层发育的主要因素是沉积环境和岩性。富满油田深层低序级走滑断裂由西向东可分为3个区域,勘探潜力大。

喷砂处理钢板高强度螺栓摩擦型连接循环抗剪试验研究

为了解决地震下高强度螺栓抗剪连接承载力性能的问题,对钢板喷砂处理的不同螺栓尺寸和孔型的36个高强度螺栓抗剪连接件进行了双剪、单剪和夹紫铜片双剪的循环加载试验,获得了连接件抗剪承载力、抗滑移系数、滑移前变形、刚度、滑移后的滑动承载力、实测摩擦因数、名义摩擦因数和螺栓拉力。结果表明:双剪连接刚度大,单剪连接滑移前变形是双剪连接的1.8倍;在喷砂钢板间夹紫铜片后抗滑移系数提高约16.1%并可减小摩擦力离散性和滑移噪声;螺栓垫圈与喷砂钢板间的摩擦力对单剪抗剪承载力有提高作用;提出修正的单剪连接抗滑移承载力公式;给出双剪、单剪和夹紫铜片双剪连接的滑移前变形建议取值,提出3类连接的滑动承载力公式。

中性硝基分子几何形状与晶体特性的关联性

含能晶体堆积结构是影响其感度的重要因素之一,通过晶体中分子层间滑移来缓冲外界刺激是降低含能材料感度的重要机制。为了更好地设计低感高能分子,理解分子的几何形状与其晶体特性的内在关系十分重要。研究以剑桥晶体数据库中的CHNO类中性硝基分子为样本,采用假设检验方法(包括Z检验、t检验和χ2检验)研究了分子的几何形状与其晶体密度、堆积系数及可滑移性之间的关联性。结果表明,在球形、平面和线形分子中,球形分子有最高的晶体密度和堆积系数,但晶体可滑移性较弱;平面度高的平面形分子通过高堆积系数可获得与球形分子相当的晶体密度,同时平面形分子的晶体可滑移性较强,其χ2检验的置信度接近1;线形分子则不如前两者。虽然存在某些高晶体密度和堆积系数的含能晶体不具有可滑移的层状堆积结构,但整体而言,可滑移晶体的晶体密度和堆积系数均比不可滑移晶体大,其Z检验与t检验的置信度均大于0.95,表明通过设计易于发生分子层间滑移的晶体结构来降低其感度与提升晶体密度并不矛盾。平面形分子晶体密度一般较高,与晶体可滑移性强相关,是设计低感高能分子的首选。

高温喷水冷却后型钢高强混凝土黏结滑移性能试验及剩余黏结强度评估

为了研究型钢高强混凝土在不同火灾高温喷水冷却后的黏结滑移性能,设计了19个型钢高强混凝土试件并进行高温喷水冷却后的推出试验。观察试件的外观变化及受力过程中裂缝发展过程及形态,获取各个试件的荷载-滑移全曲线及极限黏结强度、残余黏结强度等特征点参数,分析历经最高温度、混凝土强度等级、恒温时长和型钢锚固长度等变化参数对型钢高强混凝土试件界面黏结强度、黏结剪切刚度、耗能能力的影响规律,提出相应的黏结滑移本构方程和剩余黏结强度评估式。结果表明:随着历经温度的升高,喷水冷却后试件的黏结强度和黏结剪切刚度波动下降,耗能能力却有所提高;随着混凝土强度等级的提高,试件的黏结强度总体上升,黏结剪切刚度波动变化,耗能能力则变化较小;随着历经最高温度的恒温时间的增长,喷水冷却后试件的黏结强度和黏结剪切刚度均变大。历经最高温度对试件的界面黏结剪切刚度和界面耗能能力影响较为显著,并且温度较低的试件,其界面黏结损伤发展较早且较为迅速。基于试验数据,所提的黏结滑移本构方程和黏结强度计算公式其计算值与实测值吻合良好。

考虑黏结-滑移效应的UHPC梁钢筋应力计算方法

为建立适用于配筋超高性能混凝土(UHPC)梁的钢筋应力计算方法,对6片UHPC-T形截面梁开展四点弯曲试验,研究钢筋应力的变化规律.从钢筋-UHPC受力平衡与变形协调机理出发,应用微元体建立平衡、变形以及黏结-滑移微分方程,导出能综合反映钢筋与UHPC界面黏结-滑移影响及钢纤维抗拉贡献的钢筋应力计算公式,并通过简化应变不均匀系数与裂缝截面钢筋应力计算,提出便于工程应用的钢筋应力简化公式.研究表明:单位荷载下钢筋应力的增幅随配筋率的提高而减小,而与钢纤维体积率的变化无关;与普通混凝土梁相比,UHPC梁的钢筋应力在开裂截面处偏小,但其分布在相邻裂缝间的不均匀程度更高;钢筋应力建议公式计算值与本文、既有文献的试验值均吻合良好;钢筋应力简化公式计算值与试验值之比的均值为1.03,变异系数为0.06,表明该简化式可用于UHPC梁的钢筋应力计算.

煤矿巷道断层滑移型冲击地压试验系统研制与试验验证

断层滑移型冲击地压是煤矿冲击地压的主要类型,目前对其发生全过程缺乏系统研究,其机理与防控仍是根本难题。为实现断层滑移型冲击地压的试验模拟,研制了煤矿巷道断层滑移型冲击地压试验系统,开发了低强高脆相似模拟材料,制备了包含断层与巷道的大尺寸相似模型,开展了一系列验证试验,实现了巷道冲击破坏模拟与断层剪切滑移模拟。煤矿巷道断层滑移型冲击地压试验系统具备三向六面加载功能,竖向加载能力为20 MPa,模型尺寸为1.50 m×0.75 m×0.75 m;主体框架创新采用键板连接,确保了主体框架的高刚度;发明了蜂窝加载壳结构,实现了密集油缸群加载,能够满足断层滑移型冲击地压试验模拟的要求。开发了适用于断层滑移型冲击地压模拟的相似材料,材料以水玻璃为胶结物、以氟硅酸钠为固化剂、以滑石粉为骨料,单轴抗压强度介于3.44~7.81 MPa,冲击能指数为9.2,弹性能指数为8.83,兼具低强高脆特性。基于试验系统和低强高脆材料实现了静载巷道冲击破坏模拟,验证了低强高脆相似材料模拟巷道冲击破坏的可行性,获得了巷道极限平衡状态的加载条件,巷道帮部连续片落为巷道冲击破坏的显著前兆特征。实现了粗糙锯齿断层的剪切滑移模拟,证实粗糙断层剪切滑移会对巷道形成动载扰动,获得了断层剪切滑移的合理加载方式,采用动区顶部先加载、底部后卸载的方式能够实现断层的瞬间滑移,并能消除对静区应力状态的影响。

山岭路堑高边坡抗滑综合治理关键技术分析

高速公路在山区进行修建时,对于稍短的山体或者丘陵,大多数会采用直接开挖的形式进行。此时会造成在进行开挖后边坡的高度较高,极易造成滑坡。且由于边坡较高,当雨水较大时,会流面积较大,会造成雨水对边坡的冲刷,也会造成边坡的垮塌。采用单一的治理方法又无法很好的解决问题,因此有必要对山岭路堑高边坡进行综合治理。本文以某一云南山岭重丘区陡坡地形路堑高边坡为例,由于路堑开挖极易引起滑坡体,进而决定采用在边坡脚施作抗滑桩群和建立排水系统、路堑边坡采用锚杆(索)框格梁等综合治理方案,最终结果证明该施工工法具有较好的塌方预防效果,拟为相关类似工程提供参考。

630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固性能试验研究

为了研究630MPa热处理带肋高强钢筋的机械锚固性能分别采用单侧贴焊锚固与端头塞焊锚板的形式,对2组60个试件进行拉拔试验。研究不同锚固条件下混凝土抗拉强度、锚固长度、钢筋直径、混凝土保护层厚度及配箍率对其机械锚固性能的影响。结果表明:630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固试件具有3种破坏形式,即混凝土劈裂、钢筋拔出、钢筋屈服,端头塞焊锚板试件抗滑移效果更优。试件的机械锚固强度随着混凝土抗拉强度、混凝土保护层厚度、配箍率的增大而增大,随着锚固长度、钢筋直径的增加而减小。基于试验结果建立了630MPa热处理带肋高强钢筋机械锚固强度计算公式,结果表明该公式计算值与试验值吻合较好。

基于高温区检测的滑环箱故障诊断方法研究

在滑环箱运行过程中,滑环与碳刷发生摩擦易导致碳刷的磨损,影响滑环箱正常运行,从而引发电气事故。介绍了滑环箱工作机制和常见红外诊断方法,探讨了高温区检测算法的可行性,并利用红外温度数据提出了基于高温区检测的滑环箱故障诊断算法。通过检测区域内部的高温区,并采用高温区平均温升以及相邻高温区平均温度差进行故障诊断,实现滑环箱故障的及时发现并安排检修。经现场验证,该方案可有效识别具有高温现象的滑环箱故障。

福建某坡顶高层建筑桩基设计计算要点

坡顶高层建筑在地震作用下与边坡支挡结构相互影响、建筑基础稳定性验算非常重要,在大震作用下建筑、边坡支护的安全性存在较大隐患。通过某项目工程设计实例,对坡顶结构最大地震力影响系数增大系数的计算、基础选型、大震作用下建筑基础的抗倾覆和抗滑移、高回填下桩基单桩承载力计算等问题提出一些具体设计计算方法,可为类似坡顶建筑设计计算提供参考。

高应变率荷载作用下钢筋与ECC的黏结滑移关系研究

采用水泥基复合材料(engineering cementitious composite,ECC)替代混凝土可以提高结构在偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能,但在悬链线大变形阶段钢筋与ECC间可能会出现黏结滑移破坏。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,进行了钢筋与ECC的动态黏结滑移性能试验,分析了ECC强度等级、应变率、钢筋直径对极限黏结强度、刚度和滑移量的影响规律,获得了高应变率下钢筋与ECC的平均黏结滑移曲线,得到其黏结滑移破坏模式。并与静态黏结滑移试验进行对比,得到了动态黏结强度增强因子。进一步,通过钢筋开槽内贴应变片法,获得不同锚固位置的黏结应力及相对滑移的分布规律,提出黏结位置函数。最后,根据试验结果得到钢筋与ECC平均黏结滑移本构,进而乘以黏结位置函数得到考虑锚固位置影响的动态黏结滑移本构,为ECC结构构件设计及有限元分析提供试验依据和理论参考。

钢筋混凝土高温锈蚀耦合粘结性能试验研究

为深入探究高温锈蚀耦合作用下粘结性能的变化规律,对48个中心拉拔试件进行高温下拉拔试验。结果表明:高温下粘结性能随着温度等级增大呈现减小趋势,随锈蚀率增大而逐渐降低。温度700℃且锈蚀率为6%时,试件粘结强度降低了53.8%。最后,基于试验数据建立了高温-锈蚀耦合作用下的粘结滑移本构方程,得到了服役结构遭受火灾时的粘结性能评估规律。

高填方机场超高挡墙边坡深层抗滑敏感性分析

为满足山区高填方机场的建设需求,针对超高挡墙建设的难题,开展边坡深层抗滑敏感性分析。通过计算分析,对比基岩软弱层、层面和反倾结构面的不同组合工况,探究各敏感因素对深层抗滑稳定性的影响,明确最不利组合工况。结果表明:局部发育软弱层对深层抗滑稳定性的影响较小;层面和反倾结构面分布越深对深层抗滑稳定性的影响越小;层面过墙踵,拐点位于墙趾竖直面时为最不利工况。