不同加卸载路径下灵敏性粉土的变形特性

山西汾河中游一级阶地的施工中发现,饱和粉土地基受扰动后会产生很大的附加沉降,且迟迟不能稳定,表现出灵敏性。基于一维固结蠕变试验研究不同的加卸载路径对灵敏性粉土变形特性的影响,结果表明:加卸载路径和加卸荷比是影响压缩曲线的重要因素;压缩曲线在出现转折时对应的应力为结构屈服应力;加荷比越大,同级荷载下沉降值、固结系数、次固结系数和主固结比都会增大,同时其压缩曲线越趋近于线性,特征转折点消失,但加荷比越大,可大大减少工期;预压荷载的大小和卸荷比都会影响灵敏性粉土的回弹量,预压荷载大于结构屈服应力时,卸荷比越大,回弹量越大,因此需要采取分级卸载方法减小回弹量,保证预压效果;目标荷载小于结构屈服应力时,超载预压法降低工后沉降效果显著。

时速400 km高速铁路隧道衬砌表面气动载荷特征和分布规律研究

为研究隧道单列车通过和2列车等速中央交会时隧道内中央处和洞口内压力波动机制和特征,隧道内各测点气动载荷最大正负压值和最大压力峰峰值沿隧道长度方向的分布规律,隧道长度对隧道气动载荷最值的影响,列车速度对气动载荷最值大小、位置和幅值频次的影响,以及基于隧道内最大压力峰峰值的最不利隧道长度的分布特征,采用一维非定常可压缩不等熵流动模型广义黎曼变量特征线法数值模拟方法和雨流计数法进行研究。结果表明:1)单列车通过和2列车等速交会的隧道相同位置测点压力在一定时间内保持相同;列车驶出隧道后,压力波形周期重复,与压缩波/膨胀波在隧道内传播的周期相同。2)在3种速度和0.5~10 km隧道长度范围内,单列车通过时,隧道内最大正压值在距离隧道入口200~600 m的位置;速度增加,部分长度隧道的最大负压值和最大压力峰峰值位置由隧道中央近进口端内一侧变为隧道中央近出口端内一侧。3)当时速为400 km时,单列车通过基于不同隧道压力最值的最不利长度相同,为1.3 km;2列车等速中央交会依次是1.4、0.94、1.2 km。4)隧道单列车通过和2列车等速中央交会的最高幅值等级分别可达到4800~5200 Pa和10000~10400 Pa。

克孜河渡槽风荷载数值模拟

为了探究风荷载对克孜河渡槽结构的影响,考虑到经济成本和时间成本,采用数值模拟进行研究。基于计算流体动力学理论(computational fluid dynamics,CFD),利用Midas NFX CFD软件研究克孜河渡槽的风场环境及风荷载响应,模拟不同风攻角条件下风荷载对渡槽的影响,通过与已有的风洞试验结果对比分析,来验证数值模拟结果的可靠性,深入剖析了风攻角变化对渡槽的影响,并采用数值模拟与单因素方差分析相结合的方法,验证了风攻角变化对渡槽三分力系数的影响。计算结果显示风攻角对三分力系数有显著影响,以及数值模拟可以快速高效的模拟出克孜河渡槽周围复杂的风场环境,能直观反映渡槽表面负压区的分布规律,研究成果对渡槽风荷载的结构设计具有一定的参考意义。

悬臂式掘进机装载机构的设计与研究

传统悬臂式掘进机装载机构装运能力差,难以实现一次推进装料,在装料时需要反复调动设备才能完成巷道中煤和矸石等物料装运。设计立式全宽装载机构,在保证强度的前提下,提出在铲板左右两侧增设回转副铲板体的设计理念。该装载机构可以提高掘进机的适应性,满足智能化掘进工作面工艺要求,实现一次推进装料,避免反复调机,有效增强装载机构的装载运输能力。

考虑变荷载与非达西渗流的软土一维非线性固结分析

为研究变荷载作用下软土的一维非线性固结特性,通过引入新的一维非线性压缩模型,推导出变荷载作用下考虑非达西渗流的饱和软土地基一维非线性固结方程。基于有限差分法求解,并通过与半解析解结果对比分析,验证了其合理性与可靠性。根据该固结方程的解答,详细讨论了非达西渗流参数(m和i 1)、土体初始压缩系数、压缩指数与渗透指数的比值以及加载速率与加载形式对土体固结的影响。结果表明:随着非达西参数(m和i 1)及压缩指数与渗透指数的比值的增大,土体的固结速率减慢;土体初始压缩系数越大,土体的固结速率越快;荷载的加载速率越快,土体的固结速率就越快;与已有模型相比,引入的新模型无需测量土体的初始有效应力,可更加方便地应用于工程中。

不同加载方式下高层混合结构竖向变形差分析

随着结构体系的日益复杂,高层、超高层建筑施工过程中的问题越来越多。其中,一个关键的问题是:在整个施工过程中,不同竖向构件之间的竖向变形差给施工和结构安全带来隐患。此隐患不仅影响施工质量,而且影响整个结构体系的安全。针对此问题,以邯郸市某框架-核心筒结构为例,从竖向构件竖向变形差的计算方法选择着手,分析了不同加载方式对竖向变形差计算结果的影响。结果表明,相较一次性加载方式,精确加载是更接近实际的一种加载方式。

适用于一般时变荷载情况的一维固结解析解

现有的一维渗流固结解析解只适用于特定的荷载类型,如矩形分布荷载和三角形分布荷载,而工程实际中常见的是更为一般的荷载分布形式,而且荷载往往是随时间而变化的。为更好地便于工程应用,结合前人研究工作,本文在一定的假设基础上,采用理论分析方法明确了一维渗流固结问题对应的基本微分方程和相应的边界条件,然后采用特征函数法,推导出更为一般的随时间变化的荷载分布形式下一维固结解析解,并且对解析解进行编程求解。最后将新解析解与已有的特定荷载类型下的解析解进行对比,结果表明采用新解析解能够快速准确地得出一般时变荷载作用下的一维固结解析解,值得在工程应用中加以推广。

某高层结构施工阶段模拟分析

为了研究某高层结构各个施工阶段变形情况,共建立8个不同阶段的有限元模型,对其结构进行施工模拟分析。传统模拟荷载加载方式通过一次加载法得到结构变形的响应,分析计算过程较少,计算简单,得到的结果并不能反映结构实际变形特征。本文采取一次加载法和近似施工过程法,分别对某高层结构各个施工阶段进行施工模拟分析,结果表明:近似施工过程加载法考虑了结构找平措施,结构变形整体呈现鱼腹型规律,结构弹性收缩变形占总变形最小,收缩变形占总变形最大,相对于一次加载法更能反映结构每个施工阶段结构的变形情况,对类似工程施工模拟分析提供借鉴。

基于RNN的电力负荷波动分析及预测研究

基于ANOVA分析了负荷波动的影响因素,结果表明,最高温度、最低温度、平均温度的P值均小于α,即最高温度、最低温度、平均温度对负荷波动有显著性影响。在此基础上,基于RNN建立了负荷预测模型,通过算例分析验证了模型的有效性。

一步法合成氨基负载固体二氧化碳吸附材料

将丙烯酸十八酯(OA)与支化聚乙烯亚胺(B-PEI)进行迈克尔(Michael)加成反应合成了PEI-OA两亲性接枝共聚物,将其作为大分子乳化剂引入浓乳液体系,利用乳液模板制得了氨基负载的聚苯乙烯多孔材料,实现了一步法制备氨基负载固体CO_(2)吸附材料。研究了大分子乳化剂的结构、乳化剂用量,以及浓乳液的分散相体积分数对吸附材料的微观形貌及CO_(2)吸附量的影响,结果表明,所制备的PEI-OA乳化剂更倾向于形成O/W型乳液,形成了颗粒紧密堆积型的多孔结构,并且多孔通道会随着乳化剂与分散相体积分数的改变而变化。采用气体吸附分析仪测定了氨基负载多孔聚合物材料的CO_(2)吸附量,结果表明,PEI含量、乳化剂用量和分散相体积分数的适度增加均能提高产物对CO_(2)的吸附量,吸附量最高可达到2.65mmol/g。样品的循环性能测试显示,材料循环使用5次后吸附能力仅下降了0.15%,表明所制备的氨基负载二氧化碳吸附材料具有良好的工业应用前景。

多级线性加载下软土一维非线性固结分析

多级加载是一种常见的加载形式,目前软土一维非线性固结方面的研究鲜有考虑多级加载。为研究多级加载下软土一维非线性固结规律,构建考虑多级线性加载和土体非线性的固结模型。利用有限差分法获得固结方程的解答,并通过与现有解答对比验证了所得解答的正确性。进而分析荷载形式和土体非线性对固结特性的影响,结果表明:与瞬时加载或单级加载相比,采用多级线性加载可以充分让土体超静孔隙水压力消散并且可以降低超静孔隙水压力峰值。第一级荷载对土体固结影响最大,工程中采用多级荷载时,应控制第一级荷载的加载量及加载速率,以避免土体发生破坏。

匝道单向板楼盖板的等效均布可变荷载确定方法

在仓储物流项目中,匝道楼板布置方式常以单向板楼盖为主。本文分别通过对物流货车轮压垂直和平行于单向板短跨行驶时的状态,根据简支板跨中绝对最大弯矩相等原则采用查表法对匝道单向板楼盖板的等效均布可变荷载进行计算和分析,为工程项目的设计提供经验参考。

机器人自动上下料在汽车行李架加工中的应用

【目的】提高汽车行李架加工效率,设计一种机器人自动上下料装置。【方法】通过研究机器人自动上下料工艺流程,对机器人自动上下料装置进行了整体设计。【结果】机器人自动上下料装置利用储料式传送带集中供料,对零件进行传送、分离、检测后,机器人抓取和搬运,完成上料操作,将成品有序地放在下料车中,完成码垛操作。【结论】采用工业机器人替代工人进行上下料操作,车间生产状态从一人操作一台设备变成一人操作多台设备,可降低人力成本,提高企业生产效率。

低频循环荷载下地基一维固结性状分析

给出了低频梯形循环荷载下单层地基一维固结解。对该循环荷载下地基固结特性、相应的影响因素以及平均固结度、有效应力随荷载的发展和变化规律进行了分析和讨论,并研究了有效应力最大和最小值随荷载的变化规律。在任一周期中,有效应力s的发展并不与荷载的变化同步,而是按一定规律滞后发展。

半透水边界的粘弹性土层在循环荷载下的一维固结

基于Terzaghi一维固结假设,研究分析了半透水边界的粘弹性土层在循环荷载下的一维固结问题。利用Laplace变换,得到了随时间任意变化的荷载作用下的解答,并结合数值Laplace逆变换,对几种常见的荷载进行了讨论,得到了一些有益的结论,可以用于指导工程实践。

循环荷载下黏弹性饱和土层的一维固结

针对单层黏弹性地基Merchant模型,运用Laplace变换,求得频域内单层黏弹性地基的一维固结解。通过Laplace逆变换,计算了单层黏弹性地基在任意循环荷载下的有效应力及平均固结度。此外,结合工程实例,研究了Merchant模型各参数对循环荷载下黏弹性地基固结的影响。结果表明,在黏弹性地基的固结过程中,有效应力和沉降的发展速率是不一致的,黏壶的存在使地基固结初期的有效应力增长加快,而使固结后期的有效应力增长减慢,同时使变形的发展滞后于有效应力的发展。研究结果亦表明,循环荷载下土体的固结对独立弹簧模量的变化要比Kelvin体中弹簧模量的变化敏感。

大跨度斜拉桥施工过程中的索力控制方法

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,根据逐根张拉的斜拉索施工工艺,建立了张拉过程中索-梁-塔的力学模型;并以斜拉索索力均匀为目标,按正装分析法推导了挂索时单根钢绞线的张拉力计算公式。在此基础上结合等值张拉法,消除了挂索期间温度变化对钢绞线张拉力的影响,并给出了施工和运营过程中的索力测量方法。北方某斜拉桥的工程实践表明:根据该方法确定的单根钢绞线张拉力进行张拉,能够得到较均匀的索力;不论单根钢绞线拉力还是总索力,误差都在5%以内,均能满足施工控制的精度要求;该方法可供同类型斜拉索施工参考。

循环荷载下双曲线模型修正土体一维固结解

假定土体的应力-应变关系满足双曲线模型、渗透系数的降低与压缩系数的减小成正比以及初始有效应力沿深度均匀分布,推导出任意荷载下单层地基的非线性一维固结方程。结合具体的定解条件采用分离变量法求出土体有效应力的通解,并进一步求出超静孔隙水压力、按沉降定义的平均固结度Us以及按孔隙水压力定义的平均固结度Up的通解。根据通解求出梯形低频循环荷载作用下的解,并找出循环荷载作用下土体固结性状的影响因素。基于循环荷载作用下的解,采用FORTRAN语言编制了计算程序,计算并分析考虑土体本构关系非线性时的固结性状,以及反映土体本构特征的参数E和n对固结性状的影响。计算结果表明:①Us稍大于Up;②距排水平面越近,附加有效应力受加载方式的影响越明显,距排水平面越远则相反;③E和n对Us的影响很小,可以忽略不计;④E和n对Up和附加有效应力的影响较大且不容忽略。

高加载率SHPB试验分析原理的再研究

从实验、理论与数值模拟的结合上,对于高加载率的SHPB试验原理提出一种新理念。一方面采用一维有限差分方法对SHPB试验原理进行全过程数值模拟,考察SHPB试验经典分析方程对于高加载率情况的适用性;另一方面把SHPB试验经典分析确定的试件材料本构关系嵌入SHPB试验全过程数值模拟,考察数值模拟再现高加载率SHPB试验测得的反射波形及透射波形的可能性。通过对高加载率SHPB试验的数值实例,指明了如同Wu等揭示的实验规律:试件两端的应力平衡依赖于试件厚度及加载率。

直流回馈型直流电子负载的设计与研究

针对机车电源测试时用模拟负载造成能量浪费的情况,设计了一种将测试能量回馈到电源直流输入侧的能量回馈型电子负载。该电子负载由升压斩波电路和移相全桥电路级联组成。前级升压斩波电路采用单电流环控制结构,单周期控制方式,通过控制输入电感电流模拟直流电源的输出特性;后级移相全桥电路采用输入电压外环、输出电流内环的双闭环控制结构,比例积分控制方式,通过高频逆变实现输入与输出的电气隔离,并将能量高效率的回馈给测试电源的直流输入侧,使测试能量被循环使用。通过8 k W实验平台的仿真与实验,验证了设计的可行性,结果表明电子负载能节约超过80%的测试电能。