水下不分散混凝土抗分散剂优化设计与凝结时间调控

水下不分散混凝土(non-dispersible underwater concrete,NDC)为涉水工程的施工提供抗冲刷能力,为实现水下不分散混凝土性能的提升,文章探讨抗分散剂的优化设计和凝结时间的调控,选取聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)和羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methyl cellulose,HPMC)作为抗分散剂主剂,聚羧酸减水剂、有机硅和聚醚类消泡剂作为辅剂,从抗分散性和流动性的角度对水下不分散混凝土抗分散剂的组成进行优化设计,同时选取碳酸锂和硫酸铝作为调凝剂,对水下不分散混凝土的凝剂时间进行调控。研究结果表明:采用HPMC作为主剂、聚羧酸减水剂和聚醚类消泡剂作为辅剂制备抗分散剂,可以使得水下不分散混凝土具有较好的抗分散性和流动性;其中,含水泥质量分数0.45%的HPMC和1%聚羧酸减水剂的新拌水泥砂浆(水胶质量比为0.5,胶砂质量比为2)表现出优异的抗分散性和良好的流动性,其pH值为9,扩展度为150 mm;在该体系中,硫酸铝的调凝效果较好且经济效益更高,但使用时用量应少于2%。对抗分散剂的优化设计和凝结时间的调控为水下不分散混凝土的相关实验研究提供了重要参考。

水下自护混凝土与钢筋握裹力试验研究

随着水下自护混凝土技术的推广和应用,其关键工艺参数水下保护剂浓度对水下自护钢筋混凝土结构性能的影响成为关注的热点。基于水下自护技术,在常用工作浓度范围内,对水下自护混凝土的素混凝土力学性能、混凝土与钢筋握裹力、微观孔隙结构开展了试验研究。试验结果表明:在不同水下保护剂浓度下,水下自护素混凝土抗压强度水陆强度比均超过80%;混凝土与钢筋握裹力水陆强度比约在40%~65%,水下保护剂浓度越高,混凝土与钢筋握裹力水陆强度比越低;混凝土基质区域孔隙率和混凝土与钢筋握裹力存在负相关关系;水下保护剂能够有效提升水下自护混凝土的力学性能,但水下保护剂浓度的提升会对混凝土与钢筋握裹力强度造成不利影响。因此,合理选择水下保护剂浓度并增加钢筋用量是提升水下自护钢筋混凝土工程的可靠性的重要举措。

不同粒径的高能燃烧剂的能量分析

制备9组不同粒径组合的铝粉和硼粉高能燃烧剂,利用红外热成像、水下爆炸、爆速测量与扫描电镜实验等方法,探究了粒径差异对高能燃烧剂能量特性的影响。结果表明:铝粉粒径1μm与硼粉粒径500 nm组合时,燃烧峰值温度最高,达到1310.9℃。在该粒径组合下,水下爆炸的峰值压力亦达到最大,为0.476 MPa。此外,该粒径组合还实现了最高爆速,为431 m/s。电镜扫描发现,由1μm铝粉、500 nm硼粉与硝酸钾制成的高能燃烧剂经过超声震荡后整体分散比较均匀,但存在些许团聚现象。研究结果有助于优化高能燃烧剂的配方设计。

膨胀式自应力灌浆卡箍压力测定方法

膨胀式自应力灌浆卡箍中膨胀水泥环施加于受损内管表面的压力对该类型卡箍的滑动承载力有决定性的作用,因此测量卡箍中膨胀水泥环产生的压力对研究该类型卡箍的性能十分重要。介绍卡箍试件养护期间直接测量水泥膨胀导致的受损内管变形应变的方法以及膨胀压力的计算方法,该方法能够很好的祛除温度及垂直于应变花表面法向压力对测量结果的影响,准确地测定水泥膨胀过程中内管不同位置的应变变化。同时介绍通过测量卡箍螺栓的伸长间接测量膨胀水泥环对损伤内管表面平均压力的方法。试验表明在水泥浆中掺入FEA膨胀剂能够在灌浆环与受损内管表面间快速产生较大的径向压力,提高卡箍的滑动承载力。

利用沉淀污泥配制水下不分散混凝土的可行性试验

利用城市污水处理厂的沉淀污泥为主要成分可配制水下不分散剂.试验结果表明,掺入水下不分散剂可在水中浇筑C30强度等级的水下不分散混凝土,其抗渗等级可达W10～W12,并且水下不分散混凝土的各种性能既可满足工程要求,又能废物再生利用、降低原材料成本,减少了对环境的污染.

水下浇筑混凝土用抗分散剂试验研究

研究了以多种有机和无机材料复合,配制成的一种水下浇筑混凝土用抗分散剂。通过测定砂浆相关性能指标,确定了各组分复配的比例,并通过混凝土浇筑进行了验证性试验。研究结果表明,该复合外加剂可以满足水下浇筑混凝土施工要求,制备的水下抗分散混凝土主要技术指标符合规范要求。

快硬型水下不分散剂水下混凝土裂缝修补应用研究

研究了快硬型水下不分散剂在不同水胶比、不同掺量条件下对灌浆料水上/水下性能的影响,确定了水下混凝土裂缝缺陷修补灌浆料配合比方案。研究结果表明:快硬型水下不分散剂配制的水下灌浆料可灌性好,水下1~3 h内可终凝,水陆7、28 d抗压强度比分别>80%、>90%,0~4℃配制水下大流动度灌浆料7 d抗压强度>25 MPa,28 d抗压强度>60 MPa,粘结性能优良。

面向多智能体UUV协同系统的任务分配建模(英文)

针对UUV协同系统的任务分配问题展开研究。在分析合同网协议特点及其可行性的基础上,提出了一种面向多智能体UUV协同系统的扩展合同网任务分配模型,设计了圆形信任区域的招标策略以缩小发标范围,建立了面向自身能力约束的招标策略以提高通信效率,并且构建了综合评判的中标策略以提高协商质量,经过招标、投标和中标等各个阶段递阶式的减少通信规模,实现协同系统的分布式任务分配。仿真实验结果表明了该模型能够有效地实现UUV协同系统的任务分配。

一个面向异构多UUV协作任务的分层式控制系统

针对异构多UUV协作任务,提出了基于多智能体系统的分层式体系结构(MAHA).在个体层面,将UUV智能体的思维状态分为社会心智和个体心智两个层次分别实现,更加符合人类社会协作模式;在群体层面,提出了复杂海洋环境下UUV群体结构的评价准则,并据此将MAHA与现有结构进行了对比分析.此外,利用面向对象的Petri网理论建立了系统的协作模型,有效降低了系统建模的复杂性.最后,水下多目标搜索使命的实例研究表明,MAHA能够保证异构UUV之间进行有效的协作.

低温施工水下不分散混凝土和自密实混凝土配制技术研究

本专题试验研究了冬期低温施工水下混凝土配制技术,通过掺入高效防冻剂技术,拓展了水下混凝土施工技术,使水下混凝土技术成为“全天候”施工技术,必将提高冬期低温施工水下混凝土的质量。

水性胶乳固化剂对水泥基弹性灌浆料性能的影响

为了改善水泥基弹性灌浆材料在深水环境条件下的使用性能,研究了丙烯酸酯乳液和水性胶乳固化剂对水泥基弹性灌浆材料性能的影响,并对水泥基胶凝材料的配比进行优化。试验结果表明,在丙烯酸酯胶乳中加入水性胶乳固化剂并掺入灌浆料后,一部分丙烯酸酯与水性固化剂中的酰胺基在水泥水化形成的碱性条件下发生迈克尔加成反应和酰胺化反应生成聚丙烯酰胺系列化合物,提高了灌浆料水下不分散性,固结体水气强度比在90%以上;同时,水性胶乳固化剂促进了另一部分丙烯酸酯共聚胶乳固化成膜,弹性灌浆料与混凝土裂缝界面水下粘结抗折强度大于2.0 MPa,抗渗承载压强大于1.2 MPa。灌浆料中掺加适量橡胶细粉并优化配伍可有效降低固结体弹性模量,提高抗冲击韧性和弹性变形能力,灌浆料固结体体积稳定,无干缩开裂隐患。

基于B/S模式的AUV协同设计平台设计与实现

针对目前自治水下机器人(AUV)设计不支持协同设计的缺陷,构建一个基于B/S模式的AUV协同设计平台。介绍平台的功能和结构,详细论述平台实现的关键技术。利用XML文件实现复杂结构设计流程的信息存储,基于移动Agent技术实现计算任务的调度和执行,并给出基于Aglet平台的移动Agent实现方案。该协同设计平台能够实现AUV多人异地协同设计以及多设计流程的并行执行,提高了AUV设计的效率。

水下施工固化防蚀涂料

综述了水下施工固化防腐蚀涂料开发的意义 ,涂料在水下施工的特点 ,涂料各组成对其性能的影响及选用原则 ,并介绍了一些配方。

基于遗传算法的碟型水下滑翔机结构优化

以结构质量和应力作为目标函数,结构变形为约束条件,设计碟型水下滑翔机结构优化流程,采用单参数和多参数敏感度分析方法完成关键结构参数的筛选。采用拉丁超立方试验设计方法完成了对设计空间的采样布点工作,利用样本点数据创建了滑翔机结构优化的Kriging代理模型,并对Kriging代理模型进行了联合训练,使模型的拟合达到非常高的可用精度。采用NSGA-2第二代非支配排序多目标遗传算法对滑翔机进行了结构优化求解,得到了优化的Pareto前沿面最优解。优化结果显示,结构质量和应力较优化前分别降低5.57%和14.91%,文中所提方法在滑翔机结构优化设计中具有可行性。

针对无人潜航器的反潜策略研究

近年来无人潜航器对国家海洋国土安全带来的威胁逐渐增大,其低噪声特性和隐蔽入侵方式也给反潜行动带来极大困难。为此,提出了一种两阶段规划算法,用以学习优化反潜策略,在部署阶段,建立了基于不确定性马尔可夫决策过程的反潜资源分配模型,并设计了鲁棒性部署策略强化学习算法,用以求解不确定条件下分配模型的纳什均衡解。在搜索阶段,建立了基于部分可观察马尔可夫决策过程的搜潜模型,并设计了基于多智能体强化学习的搜潜策略学习算法。最后,通过仿真实验验证了本算法与比对算法相比具有更高的性能。

桥梁加固用环氧结构胶开发研究

考查了自制腰果酚改性胺类水下用环氧树脂固化剂与QS-1622T型空气中用固化剂不同比例复配,QS-030N型增韧剂和QS-P24F型增韧剂复配,并调配助剂及填料比例,考查各配方在桥梁加固中空气中及水下固化力学性能。结果表明,QS-030N型增韧剂增多,潮湿表面粘接水下固化抗剪强度减小;自制固化剂与QS-1622T固化剂复配,水下抗剪性能增强;自制腰果酚改性胺类固化剂适用于对抗剪强度要求较高的桥梁加固环境,且其与1622T复配后可发挥更高拉伸强度和水下抗剪强度。

自治水下机器人心智模型

自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)在复杂的环境中作业,对其智能水平提出了很高的要求。结合Agent理论的研究成果,在信念-愿望-意图(BDI)逻辑的基础上拓展出自治水下机器人心智逻辑(AML),用于建立AUV心智模型,在无损AUV自治性和反应性的前提下,增强了其主动性和社会性。定义了AML的语法和语义,证明了系统的可靠性和完备性,给出了AUV的心智活动过程。仿真实验结果证明了AUV心智模型的正确性和有效性。

AUV心智逻辑

为了表示和处理AUV(Autonomous Underwater Vehicle,自治水下机器人)的心智状态及心智活动,对Rao和Georgeff的BD I逻辑进行了拓展,定义了一种含模态词(信念、目标、能力、意图、上一次、下一次、曾经、将会、总有、总会)的一阶模态时态混合逻辑系统———AML(AUV心智逻辑);基于Kripke可能世界语义模型给出了AML语义,构造了AML公理系统及演绎规则,并证明了AML的可靠性与完备性。AML为建造AUV心智模型提供了有力的表示和处理工具,弥补了Agent理论在机器人应用上的一道鸿沟。

轻质夹层复合吸声结构的制备工艺和水声性能

夹层复合吸声结构具有很强的可设计性,得到广泛的应用,但以往研究的此夹层结构的吸声芯材存在密度较大的问题。为此,设计了一种轻质夹层复合吸声结构,对该结构的制备工艺特别是芯材的制备工艺进行了设计,用玻璃钢作为表层材料、用柔性环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂的混合物为基体、空心玻璃微珠为填料、593和聚醚胺为固化剂所制备的多孔复合材料作为芯材来制备夹层复合吸声结构,制作了该结构的声学测试试件,在脉冲声管中测试了其水下声学性能。结果表明:所设计的夹层复合吸声结构具有较低的密度和良好的吸声性能,证明了该制备工艺设计的合理性。

水下灌浆新工艺探索与研究

研究一种新的灌浆工艺,在水中加入少量的表面活性剂与偶联剂制成可以用于改善水下混凝土表面的水乳液,采用可快速固化的改性乙烯基酯树脂浆材,或环氧糠叉丙酮与水下固化剂配制成灌浆材料。通过正交实验分析表面活性剂、偶联剂、醋酸及乙醇用量等4组分的用量对灌浆材料与混凝土表面粘接强度的影响。