非饱和橡胶粉土土水特征曲线及颗粒接触状态

将废旧轮胎与土混合作为建筑材料应用于土木工程领域是处理废旧轮胎最有前景的措施之一。为了研究废旧轮胎橡胶颗粒改良粉土的效果,以橡胶颗粒与粉土的混合土为研究对象,采用滤纸法测定橡胶粉土的土水特征曲线,分析含水率、橡胶含量对土水特征曲线的影响。结果表明:同一橡胶含量下,混合土的基质吸力随含水率增大非线性减少,呈现出典型的3阶段特征;在同一含水率下,基质吸力随橡胶颗粒含量呈先增大后减少的趋势,当橡胶含量为20%时,混合土的基质吸力最大;基于Van Genuchten模型建立混合土的土水特征曲线模式;基于颗粒接触理论,考虑颗粒比重不同,建立混合土的接触状态模式,构建骨架孔隙比描述混合土的非饱和特性,混合土的基质吸力随着骨架孔隙比的增加呈先增加后减小的趋势。

液体射流泵空化流动特性分析

为分析工作液压力及流速、安装高度对液体射流泵空化流动的影响,应用Realizable k-ε湍流模型结合Schnerr-Sauer空化模型,对面积比为4的液体射流泵进行研究,并通过与试验数据进行对比,验证了模型的有效性。计算结果表明:射流泵工作液压力及射流速度从196 kPa、22.60 m/s提高至462 kPa、33.87 m/s,初生流量比到极限流量比的工况范围明显减小,从0.234降至0.108;射流泵安装高度从3.0 m降低到-2.0 m时,初生流量比从1.250增加至1.713,极限流量比从1.435增加至1.907。较大的工作液压力及流速会加快空化初生到极限空化的发展过程,实际应用时可通过降低射流安装高度减免空化发生。研究成果可为分析液体射流泵空化影响因素,减免空蚀破坏提供依据。

饱和度影响下胶结充填体三轴力学特性试验研究

井下环境温度和湿度与室内标准养护条件下的不同,导致充填体原位强度和室内试验强度差异显著。为揭示养护龄期和含水饱和度对胶结充填体-水特征曲线及其力学性能的影响,分别借助三轴固结不排水压缩试验和充填体-水特征曲线测试方法,分析不同养护龄期与饱和度下充填体的三轴压缩变形特征参数和基质吸力变化规律。研究结果表明:养护龄期越长,充填体内部孔隙结构越致密,脱水越困难,相同饱和度下充填体内部的基质吸力越高;相同养护龄期下,充填体的饱和度越低,基质吸力越高;饱和充填体的变形特征与其内部结构强度相关,而非饱和充填体的变形特征主要受基质吸力影响,基质吸力与弹性模量呈正相关,与泊松比呈负相关;随着饱和度降低,充填体强度先小幅下降后上升。

单筒多舱筒型基础临界吸力与需要吸力计算方法研究

针对单筒多舱筒型基础中舱压力小于边舱工况,研究其沉放过程渗流场特性;分析舱压比和中舱相对尺寸对临界吸力的影响,建立可考虑舱压比和中舱尺寸的临界吸力计算方法;分析舱压比对减小摩阻力与端阻力的影响规律,并基于有效应力原理建立可考虑舱压比的沉放需要吸力的计算方法。

砂土中吸力式筒形基础冲刷数值模拟分析

为研究吸力式筒形基础在砂土中单向流作用下的冲刷机理和影响因素,本文通过建立三维数值模型,利用流体体积法跟踪自由液面和嵌套网格技术手段,基于重正化群湍流模型和梅叶-彼德推移质输运公式对吸力筒基础的局部冲刷进行模拟计算。结果表明:当流速较低时,吸力筒局部冲刷经历快速冲刷-缓慢发展-冲刷平衡3个阶段;当单向流流速大于2 m/s时,局部冲刷深度出现波动变化,且流速越大,流速对于最大冲深的影响越剧烈;吸力筒露出床面的部分越多,冲刷程度越大,达到冲刷平衡也更快;吸力式三筒基础筒间距影响水流下游方向筒基础内外侧局部冲刷深度的发展。本文研究结果可为工程中的吸力筒基础的设计运行和维护提供参考。

基于AT(自耦变压器)吸上电流比的牵引网多分段线性化故障测距方法研究

目的:针对现有AT(自耦变压器)吸上电流比故障测距方法修正系数通过短路试验获取困难,提出新型修正系数获取方案,以有效提升故障定位精度,加快故障牵引网维修速度,减少供电系统停电时间。方法:通过接触网检测车以及定位设备,获得首末端AT吸上电流比与接触网检测车位置,基于接触网检测车的位置分布,求解AT吸上电流比分段修正系数。进一步提出AT吸上电流比故障测距的多分段线性化方法,通过细分故障测距分段整定范围,提升故障定位精度。依据AT牵引网工程参数,在MATLAB/Simulink软件上搭建双边供电50 km AT牵引网仿真模型,分别计算基于短路试验的传统AT吸上电流比故障测距方法和基于检测车位置的AT吸上电流比多分段线性化测距方法的测距误差与修正精度,并进行对比分析。结果及结论:仿真试验结果验证了基于AT吸上电流比的多分段线性化故障测距方法的正确性与精确性,故障定位误差由传统方法±300 m范围缩小至±100 m,有效提升了故障定位精度。该方法无需短路试验,减少了传统短路试验测定修正系数方法对牵引网导线与断路器带来的寿命损耗,可应用于牵引网故障分析与故障定位研究。

絮凝剂投配率对市政混合污泥离心脱水性能的影响研究

为了优化再生水厂中污泥脱水的处理效果,开展了污泥脱水小试和生产性试验。通过调整离心机不同的絮凝剂投配率,观察污泥絮体形态、上清液情况、污泥毛细吸水时间等的变化趋势,对污泥脱水效果进行研究。结果表明,当絮凝剂投配率为0.36%~0.43%时,污泥沉降性能较好,离心机液压站压力与出泥含水率有高度负相关性,可以用液压站压力数值来指示离心机出泥含水率水平;从综合效果与经济性考虑,投配率为0.45%~0.56%时,可以在保证处理效果的同时,还能够留出适当的投配率余量来应对进泥含水率的变化,是综合性较好的投配率范围。

吸力基础贯入过程土塞隆起有限元分析

吸力基础广泛应用于大型海洋工程结构物的安装固定。本文使用有限元分析软件Abaqus,基于耦合欧拉-拉格朗日方法(CEL)建立三维大变形有限元分析模型,对吸力基础安装贯入时土塞隆起过程进行了有限元数值模拟,将有限元模拟结果与理论计算进行综合分析,得到了土塞隆起及其削弱吸力基础极限承载力的机理。

高负荷平面叶栅风洞流场品质改进措施数值研究

为研究不同改进措施对平面叶栅风洞流场品质的改进效果与机理,以高负荷扩压叶栅为研究对象,利用数值模拟方法研究了试验器进口段上下侧壁抽吸措施、出口导流尾板措施、抽吸与尾板组合措施对叶栅风洞流场品质的改进效果。研究结果表明:上下侧壁抽吸减小了进口段的静压梯度,减弱了上下侧壁附面层对进口流体流向的影响;导流尾板减弱了外界大气对上侧壁附近通道的影响;抽吸与尾板组合措施结合了侧壁抽吸与导流尾板的优点,使得进口静压分布均匀,通道间压差阻力差异减小,对叶栅试验段流场品质的改进效果优于其他方案。在当前马赫数工况下可使叶栅进口64%的通道范围马赫数误差<0.01,冲角误差<0.5°,有三个连续通道出口周期性较好,并且轴向密流比<1.15。

双速比齿轮箱在自航耙吸式挖泥船上的应用

耙吸式挖泥船在作业过程中存在自由航行及挖泥作业两个基本的典型工况,而其螺旋桨通常按照自由航行工况设计,导致在挖泥作业工况下螺旋桨推进效率低下,针对此问题,文章提出将双速比齿轮箱应用于耙吸式挖泥船上的方案,并结合长鲸9轮论证该方案的可行性,同时对其实际作业工况及螺旋桨特性进行详尽分析,确定出不同工况下的螺旋桨转速。实船验证表明:双速比齿轮箱的应用可以使挖泥船螺旋桨在不同工况下获得所需转速,有效降低了主机功率损失,提高了船舶推进效率,为船舶带来良好的环保及经济效益。

基于定常吸气的翼型动态失速特性研究

翼型动态失速过程易在吸力面产生大尺度涡脱落,导致发生失速造成气动性能急剧下降。采用滑移网格及SST k-ω湍流模型对S809翼型开展数值模拟,研究前缘定常吸气对其动态失速流动控制效果及气动特性的影响。结果表明:吸气可有效抑制动态失速涡脱落,增大翼型吸/压力面两侧压差,并提高其气动性能;距翼型前缘0.05c处进行定常吸气可获得最大平均升力系数,吸气位置靠近前缘时,修正阻力系数减小;当吸气动量系数为0.025、吸气距前缘0.15c时,修正升阻比在所研究攻角内较原始翼型提升最大;吸气耗能与吸气动量系数成正相关,且随吸气缝距前缘位置减小而增大。

地铁活塞风井及迂回风道速度场特性研究

通过理论建模,引入活塞风井分流比重和吸风比重的重要参数,得到活塞风井风速与车速呈线性正比例关系,并分析了影响活塞风井速度场的主要因素;由现场实测和数值模拟分析得到分流活塞风井和分流迂回风道的最大风速均分别大于吸风风井和吸风风道。通过数值模拟知活塞风井横截面积变化对区间和车站各单元速度场影响明显,改变活塞风井横截面积是调节活塞风对车站环控影响效果的重要手段。

非饱和花岗岩残积土崩解机制试验研究

为研究非饱和花岗岩残积土的崩解机制,将取自广州的残积土试样根据不同含水率和压实度进行制备,用自制仪器进行崩解性试验,并对相关公式进行修正并用于试验数据处理。同时,从微观角度将土颗粒的粒间受力状态进行简化分析,继而对非饱和花岗岩残积土的崩解机制进行分析,结果表明,主要控制因素为孔隙气压(有效孔隙率)和基质吸力。结合试验结果,建立崩解稳定阶段平均速度与有效空洞率及基质吸力的关系,结果表明,分别呈指数函数和对数函数正相关。

气吸式穴盘播种器性能研究

穴盘精量播种机是工厂化设施园艺生产的关键设备。目前,国内农机市场缺少价格低、操作简单、效果好的气吸式穴盘播种机。为此,研究了气吸式穴盘播种器在不同类型蔬菜种子、气室真空度和吸种盘孔径条件下的播种性能,并在播种试验台进行了性能试验,得出了不同种子播种性能与气室真空度和吸种孔径的关系;同时,结合多方面实际因素设计,为开发适合我国国情的气吸式精量播种机提供了理论基础。

真三轴条件下Q_3原状黄土的力学特性

为了模拟实际工程中黄土在不排水条件下的破坏,在控制含水率不变条件下,利用非饱和土真三轴仪对不同初始吸力非饱和原状黄土进行了等向固结试验和不同中主应力参数b值的剪切试验,研究了非饱和原状黄土的力学特性。研究结果表明:真三轴等向压缩屈服应力随着初始吸力的增大而增大,吸力随着净平均应力的增大而减小,净平均应力对吸力的影响程度随着初始吸力的增大而增大。不同b值条件下,广义剪应力和净平均应力破坏状态线近似呈平行直线关系,广义剪应力和有效净平均球应力试验点可归一为饱和土的排水剪切破坏状态线;剪切破坏时吸力随着b值的增大基本呈线性增大趋势;孔隙比和净平均应力对数临界状态线近似呈线性平行关系,其斜率比饱和土大,且大于等向压缩屈服前的斜率;非饱和土孔隙比和有效净平均球应力对数临界状态线与饱和土的临界状态线近似呈线性平行关系;不同净围压条件下,不同b值非饱和土与饱和土的破坏状态孔隙比的比值与气体饱和度的试验点分布于1.0～1.2的直线带内,但同一净有效球应力条件下可以归一为一条非线性曲线。

8m×6m风洞大尺度模型进气道和喷流试验技术

采用单台抽吸流量达383m3/min的真空泵抽吸系统和最大落压比达3.5的喷流模拟器,在8m×6m风洞建立了大尺度模型进气道和喷流试验技术,可实现8m×6m试验段大尺度战斗机100%进气流量和高落压比模拟要求,通过将3m量级风洞试验模型的比例增大1倍,能够更为精细地模拟战斗机气动外形,获得更为准确的飞机进气道性能、喷流对战斗机气动特性影响及矢量喷管性能参数。

桶形基础负压沉贯过程中的比尺效应试验研究

通过对7个不同材料及大小的模型桶基在粉土中的负压沉贯实验过程中的沉贯速度、沉贯负压、桶内表层土中产生的渗流梯度和桶内土塞率的大小的比较,揭示了比尺不同的桶基对贯入过程的影响,为桶基设计和施工提供依据。

氧、氢、硫含量对上引法连铸工艺过程及产品质量的影响

研究了微量元素对上引法连铸生产无氧铜杆工艺过程及产品质量的影响.结果表明:S、O、H的影响最为显著,当S质量分数超过38×10-6,O超过8×10-5,或H超过0.8×10-6时,工艺性能变差,使铸造及拉伸过程中断杆及断线率急剧增高.S含量取决于电解铜原料,O、H含量取决于上引法连铸的生产工艺过程.生产中应选择优质电解铜原料,并对一切与铜液接触的原辅材料和器具进行干燥或烘烤,同时应对熔化炉、保温炉、流槽进行覆盖保护和还原处理,以防止氧化和吸气.

双吸离心泵蜗壳面积比对水力性能的影响研究

双吸离心泵具有流量大、扬程高的特点,被广泛应用于农业输水灌溉等工程。双吸泵的蜗壳和叶轮间具有动静干涉作用,两者之间的匹配形式会对水泵的水力性能产生影响。将CFD数值模拟和已有试验数据相结合,通过研究不同比转数的双吸离心泵蜗壳面积比对水力性能的影响,得出不同比转数下双吸离心泵最优蜗壳面积比规律。研究发现,当蜗壳面积比在原有基础上增加时,其最高效率点向大流量工况偏移,且扬程和效率有下降的趋势,设计工况附近的平均效率降低;当蜗壳面积比减小时,其在一定范围内扬程和效率均出现上升,最高效率点偏向于小流量工况,但是当降低到一定程度时,扬程和效率均会出现急剧的下降,最终通过总结各个比转数双吸泵的最优蜗壳面积比,得到随着比转数的增加,最优蜗壳面积比增加,高效区范围逐渐加宽这一规律。

非饱和原状黄土的变形及屈服特性试验研究

对不同吸力非饱和原状黄土进行了等应力比三轴压缩及常规三轴剪切路径下的试验,研究了偏应力比q/p(q及p分别为净平均应力及偏应力),吸力及净围压对不同应力路径下变形及屈服特性的影响。研究结果表明:在等应力比三轴压缩及常规三轴剪切过程中,孔隙比e与净平均应力p关系(e-lnp)皆位于二条相交的直线上,吸力、偏应力比及净围压对弹性指数的影响很小,对屈服应力及压缩指数的影响较大。等应力比三轴压缩路径下,偏应力比一定时,屈服应力及压缩指数皆随吸力的增大而增大;吸力一定时,随偏应力比的增大而先增大后减小。常规三轴剪切路径下,吸力一定时,屈服应力及压缩指数皆随净围压的增大而增大;净围压一定时,随吸力的增大,屈服应力增大,压缩指数减小。以塑性体应变作为硬化参数时,q-p平面上的初始及后继屈服面皆为对称于饱和土K0线的倾斜椭圆,吸力及应力增大时,屈服面没有旋转,而是产生等向扩大。