内置传感器的沥青混合料变形协调及损伤行为研究

为揭示应变传感器与沥青混合料协同工作性能的演化规律,提高传感器实测数据的应用价值和环境适应性,基于数字图像关联技术和小梁直接拉伸试验,对内置传感器的沥青混合料试件开展多重受力模式下的应变响应研究,分析不同温度条件下传感器与沥青混合料的变形协调性能;并利用四点弯曲试验下的声发射信号和数字图像特征,揭示内置传感器的沥青混合料结构损伤演化规律。研究结果表明:内置应变传感器的沥青混合料变形协调特性与荷载类型、大小及响应时间紧密相关,传感器应变响应具有强烈的温度敏感性,在30~50℃的环境中,传感器应变响应的精准度会急剧衰减,其测量平均绝对误差Eˉa和相对误差Eˉr可分别增大3.49~11.79倍和2.01~2.91倍。利用声发射能量信号准确地刻画了传感器与沥青混合料协同受力下的4阶段损伤演化特征,反映出温度作用会改变结构损伤形式向非稳定开裂的态势发展;不同温度下声发射RA和AF的分布特征表明,内置应变传感器的沥青混合料结构破裂模式受温度影响显著,呈现为拉-剪混合、剪切破裂为主的破裂机制,且随温度不断增大,剪切破裂持续增强,剪切事件由55.7%增长至84.4%,增幅达1.52倍。研究成果对实现内置应变传感器与沥青路面协同工作性能的合理评判,推进传感器技术深度赋能传统沥青路面结构提供参考。

空间任意汇交杆系的变形协调几何方程组及其组合学释义

将平面汇交杆系的变形协调问题拓展到空间任意汇交杆系的情形,运用微分解析法,通过对空间任意4根汇交杆的求解,直观地得到了空间任意n根汇交杆系变形协调几何方程组的一般形式,解决了空间汇交杆系的超静定问题。结论中所有下标的顺序符合组合学中字典序数排列,因此可以用计算机编程去求解超静定空间汇交杆系的变形协调方程。

考虑桩土变形协调的复合地基设计方法

目前在复合地基的设计中,由于采用桩体压缩模量计算得到的复合压缩模量偏大,造成复合地基加固区沉降被低估;另外桩和桩间土承载力发挥系数取值主观性较强,导致复合地基承载力计算结果偏大。针对上述两个问题,从复合地基形成机理出发,指出桩及桩间土共同直接承担荷载时必须保证桩土变形协调。桩土变形协调的条件是:(1)桩刺入垫层的深度不能超过垫层厚度;(2)桩宜设置为摩擦桩。在此前提下,分别计算桩及桩间土的沉降,利用桩土变形协调方法得到了桩土应力比和承载力发挥系数理论值,进而得到加固区的沉降计算方法。工程算例证实,从保证复合地基有效设计和工程安全的角度出发,应该根据桩土变形协调来进行复合地基设计计算。

变形协调条件下锚索框架梁-抗滑桩边坡支护体系设计方法研究

目前设计实践中坡面锚索框架-坡脚抗滑桩边坡支护体系未考虑变形协调,支护结构存在两种防护形式先后顺序破坏的风险。通过建立坡体变形与锚索、抗滑桩变形的关系,推导了锚索+抗滑桩支护体系的变形协调公式,结合锚索和抗滑桩的变形计算方法,提出了变形协调条件下锚索-抗滑桩支护体系的设计方法。建议在下滑力无法准确确定时,应采用低刚度的锚索,并尽量设置较高的锚索预应力锁定值,保证锚索在充分发挥锚固力的同时,增强其对变形的适应能力,提高锚索框架-抗滑桩支护体系的变形协调性。

悬挂结构施工中变形协调技术研究——以上海市金桥国培地块研发项目为例

悬挂结构外框钢结构施工完成后,随施工过程中荷载的不断增加,各层之间仍存在一定沉降变形量,不加以控制会产生一定的安全隐患。以上海市金桥国培地块研发项目为背景,分析项目施工过程中悬挂结构的变形特点,提炼总结项目在屋面处桁架下弦节点构造、悬挂外框混凝土浇筑控制、出屋面桁架防水构造以及悬挂楼层底部建筑节点等方面的技术优化处理方法。经监测,工程实施效果良好,相关技术方法有助于施工过程中的建筑结构变形协调,可为类似工程设计、施工提供借鉴。

大重量箱梁节段拼装线形与架桥机变形协调研究

为了解决大重量箱梁节段拼装线形与架桥机变形协调问题,文章以某高速铁路56m节段箱梁为背景,采用有限元模拟与荷载试验相结合的方法,开展节段梁拼装线形与架桥机变形协调研究,结果表明:架桥机数值模拟应力结果与实测结果拟合较好;架桥机弹性变形数值模拟结果与实测结果最大偏差<4%;根据数值模拟结果,通过理论计算公式能够得到吊杆调节量来进行变形协调控制;这种节段梁拼装线形与架桥机变形协调控制方法具有较强实用性。

不设仰拱隧道路面变形协调层的施工技术研究

新建隧道不设仰拱路段在洞身开挖后主要采用混凝土进行找平,形成刚性调平层,在行车过程中的荷载会通过路面结构层传递至刚性调平层,导致无法有效降耗,进而造成路面结构层易损坏。颗粒变形协调层创新性地加入了路床基岩预裂爆破设计,使路床从刚性转化为柔性,起到防止路面开裂的效果。文章以天峨至巴马高速公路No.5标的隧道工程为例,基于不设仰拱的隧道路段现场施工条件,探讨了不设仰拱隧道路面变形协调层施工技术,并阐述了该技术在实际应用中的关键要点,为相关施工提供参考。

高速铁路拱塔斜拉桥上无砟轨道隔离层变形协调性能研究

为保证高速铁路大跨度桥上无砟轨道服役寿命,提高行车安全性,需对服役环境中高速铁路桥上无砟轨道隔离层变形协调性能进行研究。以高速铁路拱塔斜拉桥为工程背景,考虑桥上无砟轨道隔离层力学特性,建立拱塔斜拉桥-无砟轨道体系精细化分析模型,研究温度以及列车荷载组合作用,设置橡胶和土工布2种不同类型隔离层的拱塔斜拉桥-无砟轨道层间变形协调性能。结果表明:整体升温与索梁温差对桥上无砟轨道层间变形的影响不大,日照温度效应是引起桥上无砟轨道层间离缝的主要原因;采用土工布隔离层无砟轨道变形跟随性差,而橡胶隔离层能够有效改善桥上无砟轨道各结构层之间的变形协调性能,且体刚度较小的橡胶隔离层能有效减少层间离缝程度;温度效应以及列车荷载组合作用下,拱塔斜拉桥主梁各支承处、主梁非拉索区的无砟轨道隔离层层间变形协调性较差,均出现了轨道层间离缝现象。层间离缝最大值出现在塔梁固结区域。建议背景工程主梁拉索区CRTS-III型板式无砟轨道选用体刚度0.1 N/mm^(3)的橡胶隔离层,主梁各支承和非拉索区CRTS-III型板式无砟轨道选用体刚度0.05 N/mm^(3)的橡胶隔离层,以改善拱塔斜拉桥上无砟轨道的适用性。本文研究结论可为大跨度桥上无砟轨道的推广应用提供技术参考。

考虑接触斑变形协调关系的轮轨多点接触计算方法

为提高轮轨多点接触简化算法的计算精度,考虑轮轨间多个接触斑法向压缩量的变形协调关系,提出了一种轮轨多点接触改进计算方法.首先,基于轮轨间隙函数的几何特征,采用Kik-Piotrowski方法计算并判定轮轨多点接触.然后,考虑接触斑变形协调关系,建立轮轨法向接触应力-法向压缩量耦合方程组,求解轮轨多点接触法向力.最后,采用典型的两点接触模型检验该方法的合理性,继而分析了该方法应用于实际轮轨接触仿真时的计算精度.结果表明,提出的轮轨多点接触计算方法与Kalker变分方法计算结果吻合良好,最大相对误差仅为7.5%,说明该方法可以显著提升Kik-Piotrowski方法用于轮轨多点接触问题求解时的计算精度.

考虑变形协调影响的南通市某污水厂生化池设计

该文采用有限元软件整体建模,对南通市某污水厂生化池中导流墙、水平梁及其与受力壁板的变形协调进行分析,比较了不同连接方式对壁板及梁引起的内力差异。通过数据说明这部分内力对构件截面设计的重要影响,并提出一些工程建议,为这类结构的设计提供参考。

基于有限元的传感器变形协调性能研究

为解决现有的沥青路面埋入式应变传感器与沥青混合料的模量差较大引起的变形不协调问题,文章利用ABAQUS有限元软件建立在标准交通荷载条件下埋入应变传感器的路面结构的数值模型,分析了基层顶部埋入应变传感器后的路面结构力学响应,最后对不同路面结构层位同时埋设应变传感器的情况进行研究。结果表明:传感器埋设在路面结构中对路面力学响应具有显著影响,接触面附近出现应力集中现象,但水平应变的波动明显小于水平应力;不同层位同时埋设传感器时,在各传感器与路面结构的接触面附近出现应力集中,其他区域受传感器影响很小,且传感器之间没有明显的相互影响。该研究成果可为半刚性基层路面的传感器埋设提供一定的理论依据。

镁合金变形协调及轧制组织形成机理的研究进展

简述了镁合金晶体结构在其低温变形协调机制方面的局限性。从晶粒取向和尺寸角度分析探讨了轧制镁合金的塑性变形协调机制。综合评述了镁合金从低温到高温轧制变形时不同协调机制下微观组织形成机理。最后对提高镁合金低温塑性的前景提出了展望。

梁与弹性板变形协调的应用和探讨

梁与弹性板变形协调是近几年结构计算分析软件新增的一种梁板计算分析方法。论文对该计算方法进行了深入分析和探讨并运用于板的内力分析,解释了实际工程中出现的车库顶板裂缝问题,得出了其内力分析结果与传统计算分析方法相比更接近结构真实极限受力状态的结论。

桩锚结构变形协调方法的改进研究

桩锚结构变形协调条件是桩锚结构设计中内力计算的关键点。现行桩锚结构变形协调条件是在锚索施加预应力后桩身向坡内变形十分微小而忽略不计的条件下推导得到的,只适用于锚索预应力微小或为0的情况。但在许多工程实例中,锚索的预应力较大,导致的桩身变形不能被忽略。因此,现行的变形协调条件假设与桩锚结构的实际工作状态不一致。利用结构力学理论,在研究桩锚结构体系的两阶段变形过程的基础上,对变形协调方程从2个方面改进,其一是改变原有方法中抗滑桩滑面处位移和转角的计算方法;其二是改变第j排锚索对桩身i点处位移贡献的计算形式。算例分析表明,改进桩锚结构变形协调条件,可以更好地为工程设计服务。

基于变形协调的双重功率分流轮系均载特性

针对双重功率分流系统的载荷均匀分布问题,建立了该系统的拟静力学模型,并根据系统构成功率流闭环的特点,推导出了系统的扭转角变形协调条件.将该条件与系统的力矩平衡条件和弹性支撑条件联立,并运用当量啮合误差和等效啮合刚度理论,计算出了各齿轮副传递的扭矩,最终得到了系统的均载系数.文中还从静力学角度分析了各构件安装误差和制造误差对系统功率分流的影响.结果表明,这些误差对系统的均载特性共同起作用,单独减小某一种误差,并不能达到最好的均载效果.

“桩(墙)—撑—锚”联合支护技术的工程应用与变形协调探讨

"桩(墙)–撑–锚"联合支护是在"桩(墙)–撑"和"桩(墙)–锚"两种支护技术的基础上,扬长避短,研发的一种具有综合优越性的新型联合支护形式。它既可有效地控制基坑周边变形,又为土方和地下结构施工创造了方便条件。这种新型支护在3个深基坑工程(H=11～20.9 m)中应用效果良好。论文还对"桩(墙)–撑–锚"联合支护形式的变形协调问题进行了探讨,认为技术关键是加大锚杆的刚度和变形控制能力。在分析比较这种新型支护与"桩(墙)–撑"支护在基坑施工和使用三阶段变形特点后,认为在采取适当的技术措施的基础上,基坑深层总变形量达到两者相当的水平是可能的,并就提高基坑深层变形控制能力提出了5条措施。

考虑变质量的路基沉降应力变形协调分析法

针对传统分层总和法存在小变形假定和无法考虑地基排水引起的质量变化等缺点,在不同参考构形等概念的基础上,重新解释了应变和压缩模量等度量的内涵,结合分层总和法和有限变形理论的基本思想,提出考虑变质量的应力变形协调分析法,用于计算最终沉降和固结沉降。对于排水和不排水路基的沉降问题,分析了最终沉降量的协调解与两种传统解的计算差别及其相对误差的变化规律,探讨了新方法在预测路基固结沉降中的应用。结果表明:最终沉降量的协调解和两种传统解均随着压缩层厚度的增加近似按双曲线规律增加,随着荷载的增加近似按线性规律递增;常用的不考虑应变历史修正的传统解计算结果偏小;协调分析法能提高预估路基固结沉降的精度等。用新方法可以更准确地计算路基的最终沉降和固结沉降。

渐开线少齿差行星传动的变形协调设计

针对渐开线少齿差行星传动,提出了一种变形协调设计方法,包括多层材料复合的齿轮本体设计、弹性层的材料选择及结构设计、考虑弹性材料变形的齿轮无侧隙啮合中心距设计计算公式。在此基础上设计制造了一种滤波传动装置,并与相同结构形式及规格的普通行星减速器进行了传动性能的对比仿真分析与实验,结果表明滤波减速器的空程回差、润滑及动力学特性都有了较为明显的改善。

桩锚结构预应力的变形协调确定方法

目前,对于如何确定桩锚结构锚索预应力并没有统一的理论,通过对现有的预应力锚索抗滑桩设计中确定锚索预应力值的各种方法的分析研究,提出了一种确定预应力的方法,即把锚索、抗滑桩与周围的岩土体作为一个整体,根据长期作用荷载找出使桩身受力较为合理情况下的锚索总拉力,即桩身正负弯矩基本相等时锚索上的拉力,充分考虑桩锚协调变形条件进行锚索预应力的计算,并以某高速公路互通区一滑坡为例,与其他方法进行对比分析,证明所提出的方法在桩身受力方面更为合理,能更好地发挥桩锚结构体系的作用。

考虑变形协调的刚性基础复合地基沉降计算

针对当前求解刚性基础下复合地基沉降变形时较少考虑桩土间变形协调的情况,在对若干试验结果分析的基础上,提出了刚性基础下复合地基桩侧摩阻力分布形状的假定,然后分别用荷载传递法、Mindlin解答和弹性力学解答分析了单桩模型中桩体和桩间土的沉降变形,通过桩顶位移变形协调条件建立了求解方程,编制了相应的计算程序.该方法可利用现场实测荷载～沉降曲线进行计算参数的优化反演,因此具有较强的实用价值.最后,用该法对某工程实例进行计算分析,计算结果和实测值吻合较好.