珠江三角洲水资源配置工程预应力复合衬砌足尺模型试验关键施工工艺研究

基于珠三角水资源配置工程预应力复合衬砌足尺模型试验,针对此类衬砌结构型式的施工难点,从作业台车研制、内衬混凝土制备与浇筑、预应力实施等方面开展施工工艺研究。总结了预应力复合衬砌足尺模型的施工内容,并结合模型实施过程中的经验,对现有的作业台车提出改进;随后针对预应力复合衬砌的关键施工工艺展开研究,提出了专门的混凝土配合比、配套振捣系统和预应力分级张拉的顺序,以保证内衬预应力混凝土的施工质量。研究成果为预应力复合衬砌结构的现场施工工艺提供借鉴。

低内应力型复合保温板保温主体一体化施工技术及其性能评价

随着建筑节能要求的日益提高,传统保温材料和施工技术的不足逐渐凸显,尤其是在抗变形内应力、耐久性、施工工艺等方面。低内应力型复合保温板因其优异的低内应力、结构性能和满足一体化施工工艺,成为研究的热点。本文介绍一种低内应力型复合保温板的保温主体一体化施工技术,并通过实际工程案例,对其性能进行全面评价。研究发现,该复合保温板具有良好的应用潜力,其一体化施工技术不仅提高施工效率,还显著提升了建筑的保温性能。性能评价结果也表明,低内应力型复合保温板在热工性能、耐久性和环境适应性等方面均达到或超出现有标准,是一种具有明显技术优势和广阔应用前景的新型建筑材料。

矩形钢管K型节点复合型应力强度因子计算方法研究

相比圆形钢管桁架,矩形钢管桁架在施工方面具有一定的技术经济优势,并已广泛应用于桥梁工程中,鉴于断裂力学法评估该类结构疲劳性能的需要,该文探讨矩形钢管K型节点在支管拉压平衡荷载作用下的应力强度因子计算方法。提出带表面裂纹矩形钢管K型节点有限元建模方法,并与试验进行验证;通过参数分析,研究节点和裂纹几何参数对节点几何修正系数Y的影响;多元回归分析拟合得到矩形钢管K型节点应力强度因子计算公式及其修正后的设计计算公式,并通过算例分析给出基于断裂力学的钢管节点剩余疲劳寿命评估方法。结果表明:有限元结果与试验结果比值均值为1.012,变异系数为0.034,两者最大差值仅为5.5%,表明有限元计算结果可靠;节点几何参数2γ、τ与Y呈正相关,θ与Y呈负相关,其原因主要在于节点相贯线处刚度和受拉荷载变化,改变了裂纹尖端应力场,从而影响了裂纹扩展速率,裂纹几何参数c/a与Y呈正相关,但影响不明显,a/t0与Y呈负相关;提出的应力强度因子计算公式与有限元计算结果吻合良好,且修正后用于设计的计算公式具有95%的可靠度;圆形钢管节点应力强度因子高于矩形钢管节点,平均提高24.9%,说明在相同荷载工况下,圆形钢管节点裂纹扩展速率更快,算例分析也进一步验证该结论,圆形钢管节点剩余疲劳寿命为2.1×105次,低于矩形钢管节点的剩余疲劳寿命2.3×105次。

构造成矿作用的地应力分析:研究现状与思考

地下岩石的“静岩压力”模型认为,地下岩石的静岩压力主要源于上覆岩石的重力。该模型要求岩石质量在内部是静态的,不存在剪切应力。“静岩压力”模型的前提是岩石在相对稳定的环境下长期存在。然而,地球是一个非稳态的动态系统,不同的构造环境控制着岩石的形成和演化,受到各种动态机制的影响。“静岩压力”模型的应用在不同程度上受到限制,特别是在压缩构造环境中,水平构造应力可能导致“静岩压力”的偏差。地下岩石的压力由两部分组成:重力应力和构造应力。深部地下岩石矿物的形成和演化受到形成环境的温度和压力的控制。构造动力学是控制固体岩石矿物内部压力的主要因素,同时也受到固体岩石的塑性、黏性强度以及岩石内部孔隙和裂缝中流体压力的影响。矿床形成过程受到构造环境的影响,并受到温度和压力条件的限制,矿床形成过程需要结合具体的构造环境进行分析。岩石内部孔隙流体随着构造作用的演化而发生相应的变化。当岩石孔隙裂缝在构造作用演化过程中的渗透性受阻时,就会形成一定程度的孔隙流体超压。不同构造环境下相同深度的孔隙流体超压和差应力是不同的,压缩性构造环境中的流体超压高于伸展性构造环境。“构造附加静岩压力”在地壳深部构造研究、构造控制岩石和矿石规律以及深部工程地质等方面的研究中具有重要的参考价值。

一种新型复合预应力锚杆在巷道二次加固中的应用

依据顺槽动载扰动下围岩变形显著的特征及现有锚杆的优、缺点进行分析,研制出一种新型复合预应力锚杆。该预应力锚杆由机械锚固段、浆液锚固段和杆体外露段组成,并建立复合预应力锚杆抗拔受力模型。基于锚杆-围岩的相互作用力学模型,对煤矿顺槽锚固围岩的变形范围进行反演分析,在此基础上提出复合预应力锚杆长度的计算方法。利用上述理论确定马蹄沟煤矿3506运输顺槽围岩变形范围和锚注关键参数,并对二次加固后顺槽围岩的稳定性进行现场监测。结果表明,马蹄沟3506运输顺槽顶板最大移近量88 mm,两帮最大移近量102 mm。运输顺槽围岩的变形量较二次加固前显著减小,围岩二次加固效果良好。

粘塑性薄壁管中复合应力波的传播特性研究

以本构关系一般理论为基础,导出了计及材料功硬化效应和应变率硬化效应的粘塑性薄壁管的本构关系及管中复合应力波的控制方程,应用有限差分方法研究了在压扭复合冲击载荷作用下粘塑性薄壁管中复合应力波的传播特性与演化规律,分析了复合应力波的耦合效应以及薄壁管中粘塑性参数和功硬化效应对复合应力波传播与演化规律的影响,并对有关现象进行了分析和解释。

带帽桩复合地基复合桩土应力比的计算及影响因素分析

在分析带帽刚性桩复合地基试验成果的基础上,提出复合桩土应力比的概念,以合理反映带帽桩复合地基的力学性状。以土力学和弹性理论为基础,基于合理假定,采用等沉面的思想,考虑复合桩体发生上、下刺入变形现象,推导出能够反映层状不均质地基和带帽桩复合地基空间三维沉降变形特征的复合桩土应力比隐式计算公式。通过工程算例,分析了桩体中心间距、桩长、桩帽尺寸、垫层变形模量、下卧层土体变形模量、桩帽间土体变形模量和静止侧压力系数等因素的影响,提出了利用复合桩土应力比进行带帽桩复合地基按桩帽间土体沉降量控制优化设计的思路。

焊接节点表面裂纹复合型应力强度因子的数值计算研究

以十字形焊接节点为研究对象,比较ABAQUS、FRANC3D和规范公式计算表面裂纹应力强度因子的结果,验证FRANC3D计算应力强度因子的正确性和高效性。为从数值理论上研究复杂应力场下焊接节点表面裂纹复合型应力强度因子的影响因素,基于FRANC3D建立不同裂纹形状比和焊缝倾斜角度的计算模型。结果表明:随着焊缝倾斜角度的增大,Ⅰ型和Ⅲ型应力强度因子减小,Ⅱ型应力强度因子增大;当焊缝倾斜角度为0°和15°时,裂纹表面点和最深点同时可以忽略Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子的影响;应考虑Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子绝对值对疲劳裂纹扩展的影响。

深部巷道围岩在复合应力场中的稳定性数值模拟分析

选用 2D—σ有限元计算软件对深部巷道围岩在复合应力场中的稳定性进行了数值分析 ,着重讨论深部巷道围岩的变形特征、塑性区发育特征、围岩应力分布特征和围岩破坏机理 。

拉/扭复合应力下脆性材料断裂的一般准则

根据脆性材料的正应力断裂准则,提出适用于在拉/扭复合应力下无机玻璃(包含陶瓷)等脆性材料的断裂准则,并利用文献中的试验结果对该准则进行了客观的校验。提出的拉/扭复合应力下结构陶瓷材料的断裂准则,既适用于脆性材料的光滑试件,也适用于具有不同应力集中系数的切口试件或结构件。此外,该准则具有简洁的形式,不含任何经验常数;更重要的是,可以根据抗拉和抗剪强度的概率分布,求得拉/扭复合应力下结构陶瓷材料带存活率的断裂准则。

梁腹板在弯、剪及局压复合应力作用下的屈曲分析

前钢结构设计规范(GBJ17-88)中有关梁腹板局部稳定的计算公式来源于无限弹性完善板假定,一方面与构件的实际工作状况有一定出入,导致计算结果有时会偏于不安全;另一方面又与有关钢梁在弯曲正应力作用下的强度计算公式(考虑截面部分进入塑性)不相协调。针对《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中变动较大的该部分设计内容,本文考虑不同的几何参数及弯、剪、局压多种应力组合工况对梁腹板屈曲临界应力的影响,对修订后的梁腹板横向加劲区格在复合应力作用下的临界应力相关公式进行了大量的有限元分析与计算;重点考察了梁腹板的弹塑性屈曲性态及规范(GB50017-2003)中相关公式所具有的设计安全度。在此基础上,提出相关的设计建议,供规范修订及进一步的研究参考。

数字图像相关法测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹应力强度因子

提出了一种通过数字图像相关方法测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端位置和应力强度因子的试验方法。试验通过数字图像相关方法测定裂纹尖端区域位移场数据,将位移场数据带入极坐标系下位移场方程,计算裂纹尖端位置和应力强度因子。试验结果表明:采用该方法可以准确的测定岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹应力强度因子、裂纹尖端位置及裂纹扩展长度,解决了以往研究方法因不能准确测定裂纹尖端位置和扩展方向,而无法准确测定岩石应力强度因子的难题。

光弹性法测定圆轴弯扭组合变形复合应力强度因子

带环形裂纹的圆轴在弯扭组合变形时,离中性轴最远的裂纹尖端处于Ⅰ、Ⅲ型复合裂纹状态.三维光弹性应力冻结法是测定复杂三维问题的有效方法.本文采用机加工方法制作圆轴模型的裂纹,并利用双参数法测定I型应力强度因子,利用切片逐次削去法测定III型应力强度因子.与数值解比较,本文的实验结果误差较小,而且实验方法简便易行.

复合应力场下制备自增强的HDPE管材

利用自行研制的先剪切后拉伸的挤管口模,对3种不同配比的HDPE6100M/HMWHDPE共混物挤出管材的周向、轴向强度进行研究,实验中发现少量的HMWHDPE有利于HDPE管材在复合引力场挤出中实现力学性能的双向自增强,预示了少量的HMWHDPE有利于诱导HDPE6100M分子沿应力场方向取向、结晶。

聚乙烯在复合应力场中固态挤出成型的研究

采用具有复合应力场的挤出口模 ,固态挤出HDPE以获得双向自增强片材。研究表明 ,所得到的自增强片材的纵横向强度都有明显提高 ,微观测试表明 ,在试样内部生成大量排列有序、取向程度很高的微纤结构 。

复合应力场双向增强塑料管材的研究

利用自行设计制造的剪切拉伸双向复合应力场挤管装置,在常规生产工艺条件下高效地生产出了高密度聚乙烯管材。对该管材的双向增强问题及剪切转速对增强效果的影响进行了研究探讨。结果表明,本方案可同时实现管材的轴向和周向性能的双向增强,且挤出效率较高,有较广的应用前景。

压力隧洞复合预应力混凝土衬砌修补加固防渗结构计算分析及其施工工艺

复合预应力混凝土衬砌修补、加固防渗方案是在原衬砌混凝土上二次浇筑一高性能纤维混凝土薄层,在新老混凝土中间设置薄钢板,通过在老混凝土表面开槽等手段,在老混凝土与防渗层之间形成一密闭中空的环形空间。利用水泥浆通过有限的径向位移对新浇筑的薄层混凝土根据需要人为地施加某一数值与分布的均布压应力,使二次衬砌混凝土层具有一定数值的环向预压应力。通过对新衬混凝土屈曲破坏和新老混凝土联合受力的分析表明,对于大洞径,选择外加预应力法对新内衬混凝土层施加预应力,理论上是可行的,这样可以分担部分的内水压力,而使该方案具有预应力混凝土补强加固效果及复合防渗功能。其优点是不仅省去预应力筋,达到防渗加固效果,而且施工简便,损失过水断面较小。

径向惯性对薄壁圆管中弹塑性复合应力波传播的影响

弹塑性压扭复合应力波在薄壁管中的传播特性 ,已得到较为深入的研究 ,但为得到简单波解 ,大部分研究忽略了薄壁圆管中与径向惯性有关的周向应力σθ 的影响 .该文采用便于动态数值方法应用的增量型弹塑性本构关系 ,应用有限差分数值方法 ,计算了考虑径向惯性效应的弹塑性薄壁管中复合应力波的演化规律和传播特性 ,并与无径向惯性效应的计算结果作了对比 .

考虑预应力的复合土钉支护结构侧移计算

为更真实地分析预应力锚杆复合土钉支护结构的侧壁位移变化规律,采用理论分析与现场实测相结合的研究方法,重点考虑预应力的施加对已施工土钉轴力的影响及产生的坑壁位移增量,对颇受争议的增量比例系数进行修正,并提出简化计算公式。研究结果表明,预应力的施加使得优势滑移面发生前移;上层邻近土钉的轴力变化较大;下层土体抗剪强度有所增加,土钉的约束作用将被限制。最后通过工程实例对提出的理论进行验证,证明计算结果的合理性和可行性。

航空齿轮复合应力的计算机模拟

在对弧齿锥齿轮啮合分析及发动机附件传动系统动态分析的基础上，确定一对啮合齿轮间所承受的动载荷、相应的轮齿弯曲动应力及行波共振应力后，首次提出了一种新的齿轮动弯曲应力与行波共振应力复合分析的方法，使齿轮应力分析更加符合真实情况。