基于多物理场耦合的双块式无砟轨道早期混凝土时变行为研究

针对无砟轨道道床混凝土早期开裂问题,基于多物理场耦合理论,提出一种适用于浇筑早期的双块式无砟轨道水化-热-湿-力耦合计算模型,利用既有试验验证模型合理性,获取无砟轨道道床早期各物理场的时空分布规律,进行开裂风险预测。结果表明,与试验结果对比,本文模型对早期混凝土各物理场的模拟较为合理,尤其对表面干燥下的湿度场、复杂应力场的计算具有较强的适用性;道床水化速率先迅速增大后逐渐减,至第7 d基本停滞,最大水化速率出现在浇筑后约7 h,不同深度的水化度发展一致;受水化热影响,浇筑后24 h道床温度呈升高趋势,后受环境影响程度增大,随环境温度呈日周期变化;道床相对湿度及含水量呈垂向梯度分布,支承层对道床底部的干燥作用较为明显,水化耗水是导致道床内含水量降低的主要因素;道床早期应力及开裂风险呈周期性变化,最大开裂风险达到1.0,位于轨枕与道床的结合面处,并预测了道床早期开裂的3种主要形式。

印度和东亚夏季风环流的时变行为研究

用ＥＣＭＷＦ１９８０～１９８６年５～９月份资料和ＥＯＦ方法对印度和东亚夏季风环流的时变行为进行了研究。指出：不同要素的前三个主分量对扰动总方差的解释能力有很大差异，且在东亚和印度季风区之间有明显不同；反映季节趋势的前两个主分量相应的时间系数的符号反转在印度季风区与东亚季风区之间亦有差异；经向风扰动的季节趋势不如其他气象要素的清楚；

含气土地基热水气力耦合时变行为分析

含气土广泛存在于我国长三角、珠三角等滨海地区,气体通常在孔隙内以离散封闭气相的形式赋存。封闭气相对温度和压力变化敏感,导致土体压缩性、渗透性等改变。针对封闭气相热膨胀和土骨架蠕变特性对滨海含气软土固结过程的影响,基于精细积分法(precise integration method,简称PIM)对含气地基热水气力耦合时变行为开展研究。在控制方程中引入考虑温度和压力影响的气相体积变化因子反映封闭气相热膨胀特性,采用分数阶Merchant流变模型描述骨架的蠕变过程,基于稳定性好和计算精度高的PIM并结合积分变换获得考虑蠕变效应的含气土多场多相耦合问题的解。对比所得解答与饱和土热水力耦合问题解析解和固结问题有限元结果,验证其有效性。针对不同饱和度、不同黏滞系数的含气地基,探讨了气相膨胀、骨架蠕变效应对地基时变行为的影响。研究发现含气地基的黏滞系数对热固结过程影响显著,地基蠕变效应对位移的影响大于孔压,当黏滞系数大于1×10^(12) MPa·s时孔压与弹性地基相近,而变形过程被大幅延缓;地基中封闭气相膨胀会显著提高孔压峰值和位移幅值,对埋地高温管线等产生不利影响;对于Gibson地基,采用平均剪切模量计算孔压往往导致不可忽略的偏差,预测表面位移时偏差一般小于5%。

大跨度混凝土拱桥原型与模型时变行为对比

北盘江大桥为一座主跨为445 m,矢高为100 m的无铰拱桥,是中国已建的最大跨度劲性骨架混凝土拱桥。为研究该桥施工过程的合理性和成桥后的长期性能,开展了模型试验研究,但当考虑长期性能后,原型和模型桥测试的变形和应力比例不符合线弹性比例关系。因此,本文建立了原型桥与模型桥的三维有限元模型,用实测数据验证有限元模型的正确性;对比了原型桥与模型桥在弹性和考虑温度与收缩徐变耦合效应后的位移、应力结果,并对其长期变形行为进行参数分析。研究结果表明:当考虑有效温度和混凝土收缩徐变效应后,原型桥和模型桥的有限元分析结果与实测结果吻合较好;原型桥与模型桥在不同施工和成桥阶段的位移和应力相似比不再完全满足7.5和1.0的要求;混凝土收缩徐变预测模型和温度变化历程均会对原型桥与模型桥的位移比例产生较大影响。

考虑时变性的全尾膏体管输阻力计算

为探明时间因素对于全尾砂膏体管道输送阻力的影响规律,基于宾汉流变模型,结合浆体絮网结构理论,构建了考虑时变特征的五参数膏体流变模型,提出通过膏体恒定剪切率流变测试进行模型参数估算,推导了相应管输阻力的计算模型.以某铅锌矿质量分数为78%的全尾膏体为研究对象,进行了5组恒剪切率流变测试,根据结果对其管输阻力的时间变化过程进行了分析,结果表明：在60~80m3/h的系统流量下,膏体输送阻力随运行时间逐渐降低,最终达到约4.5MPa/km的稳定值,为初始阻力的46%.