平原水库库底浅层气分布特征及其诱发库底渗漏模式初探

本研究以某平原水库为研究区,基于钻探、浅地层剖面结果并结合理论分析,对浅层气致平原水库库底渗漏问题进行了研究。结果显示浅地层剖面法可有效探测平原水库库底浅层气分布。当前库底浅层气在库心沉积物中多个区域独立分布。气温的变化、近三年地下水位及水库蓄水水位的波动均无法引起研究区内水库的库底浅层气突破库底夯实黏土层。但若地下水上升最大幅度由1.1~1.2 m升高到1.4~1.6 m,或水库蓄水最小水深由3.8~4.1 m降低到0.5~3 m时,当前库底浅层气热点分布区的库底黏土防渗层将存在破坏风险。平原水库库底浅层气分布时空演化及其诱发库底渗漏过程可分四个阶段:建成初期,库底浅层气向库心汇聚阶段;极端事件引发库底气突破库底夯实黏土层致浅层气释放阶段;极端事件结束气体排泄通道/渗漏通道被限制或被关闭阶段;前两个阶段反复多次后库底沉积物饱和,库底渗漏点形成阶段。

考虑循环水-能源桩热交换的双螺旋埋管能源桩变热流传热模型

将双螺旋换热器等效为三维有限长螺旋线热源,基于叠加原理建立考虑循环水与能源桩之间换热的双螺旋埋管能源单桩的变热流分段叠加传热模型。将双螺旋换热器划分为多个节段,采用时间与空间的分段叠加法,利用建立的变热流条件下的近似温度场解答与推导出的分段热流密度-水温方程组得到任意时间空间下的热流密度、出水口温度、循环水温和周围土体的温度场等。通过比较COMSOL数值模型,表明所建立模型的正确性。最后,基于该传热模型讨论双螺旋埋管能源桩换热温度场的空间分布和时间效应。

规则截面无限长柱体的光散射研究

为了研究任意规则截面的无限长柱体对入射光束的散射特性,提出了一种半解析方法。采用适当的圆柱矢量波函数来展开散射场和内场,通过电磁场边界条件和投影法确定展开系数;以基模高斯光束和径向环状光束照射横截面为圆形、椭圆形和矩形的无限长柱体为例,对归一化的近场强度分布进行了数值仿真。结果表明,光束经过圆柱和椭圆柱传输后发生明显的干涉现象,而矩形柱对光束具有一定的汇聚作用。该研究为求解任意规则横截面的无限长柱体对任意光束的散射提供了一个应用方便的半解析解。

西北地区张家川抽水蓄能电站水库塌岸预测

抽水蓄能电站库水位的上下变化,导致库区部分库段的库岸坍塌,威胁当地群众生命财产安全。本文通过分析水库塌岸机理,对比不同的塌岸预测方法,合理、准确地选取两段法对工程区水库塌岸进行预测,在充分考虑该地区地形、地貌、地质环境等条件的基础上,确定所需要的参数,为确定下一步工程处理措施提供了科学的依据。

前轮中心到驾驶员踏点的X向距离定义方法研究

前轮心到驾驶员踏点的X向尺寸即L113尺寸,是整车核心尺寸之一,其影响因素涉及范围广,在概念设计阶段就需进行合理性定义。L113的统一可实现前围板前后模块布局标准化,减少模块边界设计变量。为探究L113尺寸的定义方法,文章主要通过将L113尺寸的影响因素,包括前舱布置、前围板位置定义、三踏板位置定义、轮胎选型及包络、车身结构边界、整车安全性能、人机舒适性、进出方便性等,分解至三个关键主断面中,并通过尺寸链分解设计方法,得出L113尺寸的量化方法,以供参考。

三星堆古蜀文化遗址博物馆异形柱的稳定验算研究

以三星堆古蜀文化遗址博物馆变截面异形柱为例,分别采用计算长度系数法和直接分析法进行整体分析设计。提出了适用于变截面异形柱中不同截面的等效计算长度系数取值方法,并将得到的计算长度系数代入等截面稳定公式进行验算。阐述了直接分析法的设计流程,尤其是初始缺陷方向的选取。为验证两种方法的有效性,将计算长度系数法和直接分析法的结果进行了对比,并讨论了两种方法的优缺点。最后利用有限单元法对单根变截面异形柱进行弹塑性失稳分析,探究变截面异形柱失稳特点。结果表明:计算长度系数法与直接分析法的计算结果接近,变截面异形柱的强度和稳定均满足要求,异形柱安全可靠。

不挖掘覆土下地下室顶板梁支座正截面增大截面加固法研究

为降低地下室顶板梁支座正截面承载力加固的施工难度、造价、工期和渗水风险,本研究分析了不涉及梁顶施工的三种增大梁宽的增大截面加固形式,分析发现:三种加固形式均对梁支座正截面承载力有较大提升,提升幅度在梁底增设纵筋后考虑塑性内力重分布时最大,板底增设负筋方式相较于不增设钢筋方式有一定承载力提升。

倒台阶法在中等断面导流洞开挖中的应用

文章以奉化柏坑水库扩容工程为依托,为了确保隧洞爆破开挖进度,考虑Ⅲ级及以上围岩的特点,采用倒台阶爆破开挖法,即先爆破下部台阶,再爆破上部台阶,合理优化爆破设计参数及进行精细施工。爆破效果表明,该方法可降低炸药单耗,节约施工成本,提高施工过程的安全性、高效性。

地铁区间隧道盾构法施工中的测量关键技术

地铁区间隧道盾构法施工中,容易受多种因素影响出现误差,降低工程施工质量,亟需采取恰当测量技术,指导施工操作。基于此,文章以重庆轨道交通15号线二期工程为例,简要阐述盾构法施工测量误差因素,以此为基础,提出施工测量关键技术及测量控制、联系测量方法,以期为相关工作者提供参考,从而保证地铁隧道贯通准确性,验证所用测量技术可靠性。

特大断面双线隧道CRD工法受力变形特性分析

随着中国高速公路建设的迅速发展,特大断面双洞隧道的建设成为关注焦点。该文基于ABAQUS有限元软件,对特大断面双洞隧道采用CRD工法的动态施工力学行为进行数值模拟分析。研究结果表明,右洞隧道后行开挖对左洞围岩产生二次扰动和位移叠加,导致围岩沉降量和影响范围增大;同时,右洞开挖会影响左洞拱腰区域水平应力和拱腰扩张值,以及拱肩区域水平应力和拱肩收敛值。在先行洞开挖过程中,后行洞开挖释放地下应力,影响先行洞的支撑结构。研究结果对特大断面双洞隧道的施工具有重要指导意义。

数值模拟与卷积神经网络混合的堆垛机立柱性能预测方法

当立柱高度、载荷、结构尺寸等变量因素耦合影响堆垛机立柱结构性能时,数值模拟计算会变得非常复杂且工作量剧增,难以应对企业堆垛机大规模个性化敏捷设计的实际需求。文中通过数值模拟手段并结合正交试验法,对25~40 m高层堆垛机变截面立柱的力学性能进行分析;以此为基础,通过卷积神经网络算法建立了立柱性能智能化预测模型,与有限元计算结果比较平均相对误差低于10%而计算效率大幅提高,可以为高层变截面立柱个性化设计的快速评估提供新的使能工具。

不同开挖工法下超大断面隧道受力变形分析

超大断面隧道具有洞身扁平率低、洞口边缘围岩变形大等特点,导致施工步序繁多,持续时间长等问题。因此,选用合理的开挖工法是保证隧道安全施工的重要手段。本文依托江西省首座超大断面隧道工程,采用ABAQUS软件模拟了不同开挖方式开挖下隧道围岩及支护结构的受力变形规律,同时结合现场监测数据进行对比和验证。结果表明:三台阶七步开挖法开挖时释放的围岩支护应力最大且易形成应力集中,应及时完成初期支使洞口快速封闭;3种开挖工法下产生的最大主应力均出现在拱脚位置,应及时在此处加强稳定性支撑;CRD法(cross diaphragm)施工引起的围岩扰动最大而双侧壁导坑法扰动较小,因此双侧壁导坑法更适合超大断面隧道施工。研究结论可为超大断面隧道施工方案的选取与优化提供指导。

混凝土实体重力坝断面拓扑与形貌优化研究

为了获得较为经济的混凝土实体重力坝断面形式,提出了基于拓扑与形貌优化方法的混凝土实体重力坝优化设计方法。该方法以混凝土实体重力坝断面柔度最小为优化目标,对混凝土实体重力坝断面先进行拓扑优化设计,然后进行形貌优化设计,进而有效地减小混凝土实体重力坝断面面积。某混凝土实体重力坝断面优化结果表明:优化得到的断面与一般传统方法设计的断面较为接近,但断面面积有所减少,且抗滑稳定安全系数与应力等均满足相关规范要求,证明了优化设计方法的合理性;重力坝形貌优化断面优于拓扑优化断面与传统设计断面;随着形貌优化迭代次数的增加,抗滑稳定安全系数逐渐增大,坝体竖向应力与竖向位移最大值逐渐减少;重力坝形貌优化断面在坝体上部存在颈缩现象,该现象可为重力坝设计提供新的思考方向。

变截面门槛梁刚度分析及优化设计

针对传统刚度分析方法在滑板底盘设计开发初期难以快速分析出变截面门槛梁弯曲刚度,以及刚度分析结果未达到设计目标值时优化方向不确定的问题,提出一种数值法与解析法相结合的半解析法并指明了优化方向。通过半解析法求得变截面门槛梁的弯曲刚度值,经分析可知其能够达到设计开发目标;利用有限元软件建模验证半解析法的准确性,结果表明误差在可接受范围内,证实了半解析法的有效性和可行性;提出了在设计允许范围内减小长度或增加截面惯性矩的优化建议,用以指导设计人员提升门槛梁的弯曲刚度,进一步优化车辆性能。

复合助剂对低温喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响

为保证低温喷雾干燥后蓝靛果粉品质,采用黄金分割法研究复合助剂(麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白)对喷雾干燥蓝靛果粉理化性质的影响,分析低温进风温度(50~90℃)对蓝靛果粉花青素保留率、集粉率和含水率的影响规律。结果表明,在麦芽糊精、β-环糊精的质量比例为85.4%、14.6%时,集粉率高达37.96%;随进料溶液中麦芽糊精质量比例增加,蓝靛果粉玻璃化转变温度、水溶性指数、堆积密度、亮度L^(*)值、红度a^(*)值和色差值ΔE呈增加趋势,含水率、花青素含量和黄度b^(*)值呈下降趋势;在麦芽糊精、β-环糊精和乳清蛋白质量比例为72.9%、12.5%、14.6%时,集粉率达到最高(40.11%);随料液中乳清蛋白质量比例增加,蓝靛果粉含水率、花青素含量呈上升趋势,其玻璃化转变温度、水溶性指数、亮度L^(*)值、红度a^(*)值、黄度b^(*)值和色差值ΔE等指标呈下降趋势;复合助剂显著提高蓝靛果粉集粉率(P<0.05),对其中的花青素起到较强保护作用,其含水率、水溶性指数、堆积密度等理化指标均接近于最优水平。低温喷雾干燥研究发现,随进风温度上升,集粉率和含水率呈负相关,在进风温度90℃时,集粉率最高的配方中可实现较高花青素保留率(89.94%)。低频核磁共振波谱以及质子密度图像信息分析表明,加入的助剂与蓝靛果果汁中水分通过氢键、静电结合力和疏水作用等分子间作用力,形成稳定性高水合物、增强液滴聚结抵抗力,提高料液玻璃态转换温度,从而实现高集粉率和高花青素保留率的蓝靛果果粉低温喷雾干燥;红外光谱分析表明,复合助剂可在蓝靛果果粉中形成分子间氢键,并对花青素等活性物质进行固定包埋保护。研究结果可为蓝靛果粉喷雾干燥加工生产提供理论支撑和参考依据。

钢纤维细石混凝土-钢组合板抗弯性能试验研究

钢纤维细石混凝土是一种具有优异力学性能和良好工作性的高性能混凝土复合材料。本试验针对正交异性钢桥面铺装层裂缝病害问题,对4组采用不同钢筋配筋率和保护层厚度的横桥向钢纤维细石混凝土-钢组合桥面板进行了抗弯破坏试验,研究了组合板的荷载-挠度关系与裂缝开展特征;用等效截面法计算了开裂应力、裂缝宽度和钢筋应力,验证了钢纤维细石混凝土-钢组合板的抗裂性能。结果表明:60 mm厚钢纤维细石混凝土铺装层在小配筋率(2.6%)和低于规范要求的保护层厚度(15 mm)条件下呈现出多缝开裂的破坏形态,具备较高的延性和开裂应力,满足规范和工程应用的要求。

某在建商业建筑满足承载力要求的消能减震加固设计与分析

本文以新疆某商业楼加固工程为背景,针对该建筑工程施工时一、二层梁柱纵向钢筋等级选择与设计要求不符,造成多数框架梁、柱配筋不满足抗震承载力要求的问题,提出了传统加固技术与消能减震技术相结合的加固方案。基于PKPM和ETABS软件,通过大量数据分析对加固方案进行了优化和调整,同时采用PERFORM-3D软件分析了罕遇地震作用下结构的时程响应。得到结论:(1)减震加固后,结构满足“小震不坏、大震不倒”的设防目标;(2)通过合理布置黏滞阻尼墙,降低了地震作用,大幅度减小了传统加固的用量。

钢筋混凝土拱桥主拱圈加固方式及效果研究

目的 寻求钢筋混凝土拱桥主拱圈最佳加固方式,以改善加固效果,给同类危旧拱桥加固提供参考。方法 基于某实际加固桥例提出3种不同卸载方式的加固改造方案,采用Midas civil软件建立有限元模型,分析不同加固方式的影响规律;对原拱圈初始应力水平、施工阶段内力、成桥状态下应力、内力及挠度进行分析;利用加固层最大应力比、荷载置换率和挠度变化率对加固效果进行评价。结果 方案三的加固层最大应力比分别比方案一、二大45.12%与52.74%,荷载置换效果最显著,最大值达3.82,挠度变化率最大。结论 选择拱上建筑拆除得越多的方式进行加固,加固效果越好;对钢筋混凝土拱桥进行加固时,应基于加固方式制定加固施工方案,同时需考虑施工工期与加固成本。

光切面法的电力钢管塔法兰肋板焊缝三维重构

针对电力钢管塔法兰肋板自动焊接中焊缝引导问题,提出一种基于线激光光切面的肋板焊缝三维重构和测量方法。构建面阵相机和线激光测量平台,采用张正友法标定测量模型,建立光平面上点空间坐标和相机图像坐标对应关系。对实物进行光切面扫描实验,通过测量模型求解对应点空间坐标,基于Visual Studio平台对空间点云三维重构,采用随机采样一致性(RANSAC)迭代法实现肋板所在平面的点云分割,基于法线及k邻域搜索结合的点云边缘提取算法进行边缘提取,以采样点与其k邻所对应投影点连线的最大夹角为判定原则提高点云边界识别精度,最后设计基于统计滤波点云筛选原则实现各目标焊缝的分割。实验结果表明,光切平面测量模型标定后相对误差≤1.46%,焊缝拟合后长度最大绝对误差0.97mm,相对误差≤1.29%,该方法可同时提取两条目标焊缝,具有高效率、低成本等特点。

复杂受荷下盾构隧道原型结构试验平台的研发与实证

盾构隧道结构在全寿命周期中往往将面临诸多复杂荷载状态,如注浆、偏载、偏转等非对称偏不利工况。为验证结构在这些复杂荷载状态下的适用性,探究结构力学性能,开展足尺原型结构试验研究往往是最为直接而有效的手段。既有原型试验主要关注隧道结构在简单对称荷载条件下的力学性能,鲜有关注复杂非对称荷载状态。为拓展原型试验的适用范围,提出了适用于不同断面盾构隧道结构的原型试验平台和用于模拟复杂荷载状态的试验荷载设计方法。该方法适用于任意加载点布置和液压站分组的试验系统,可对注浆、偏载、偏转等复杂荷载状态下结构响应进行精确模拟。通过类矩形盾构隧道、双圆隧道和圆形隧道的偏载原型结构试验研究,验证了试验平台和试验荷载设计方法的适用性。进一步针对试验关键参数的分析表明,控制目标权重系数的调整能有效满足不同的试验模拟要求;基于试验荷载设计方法优化的迭代算法能有效考虑计算模型或边界支承条件的非线性;环箍钢绞线和千斤顶的组合加载模式能将拟合误差水平降低至千斤顶加载模式的1/5,但需要删去部分加载点使试验荷载合理且适用;对于越复杂的结构和荷载,精确模拟结构状态需要的试验系统独立荷载组数越高,对试验平台的要求也越高。