Strength differential effect and influence of strength criterion on burst pressure of thin-walled pipelines

In the framework of the finite deformation theory, the plastic collapse analysis of thin-walled pipes subjected to the internal pressure is conducted on the basis of the unified strength criterion （USC）. An analytical solution of the burst pressure for pipes with capped ends is derived, which includes the strength differential effect and takes the influence of strength criterion on the burst pressure into account. In addition, a USC- based analytical solution of the burst pressure for end-opened pipes under the internal pressure is obtained. By discussion, it is found that for the end-capped pipes, the influence of different yield criteria and the strength differential effect on the burst pressure are significant, while for the end-opened pipes, the burst pressure is independent of the specific form of the strength criterion and strength difference in tension and compression.

NH_(4)H_(2)PO_(4)-KHCO_(3)混合粉体对管网甲烷爆炸的抑制特性

在自行搭建的管网实验系统中,将常用于抑制甲烷爆炸的碳酸氢钾KHCO_(3)与磷酸二氢铵NH_(4)H_(2)PO_(4)进行不同比例的混合。选取5种不同的粉体配比,对比单一粉体以及各抑爆工况下各测点的爆炸峰值压力、火焰峰值速度和火焰峰值温度等爆炸特征参数,获得抑制管网甲烷爆炸的最佳工况,并阐述了抑爆机理。结果表明:混合粉体对管网甲烷爆炸的抑制性能优于单一粉体;KHCO_(3)与NH_(4)H_(2)PO_(4)都易受热分解;其中,KHCO_(3)可以在相对较低的温度下迅速完成热解过程,从而吸收更多的反应热,抑爆性能优于NH_(4)H_(2)PO_(4)粉体;混合粉体中,抑爆效果随着KHCO3含量的增加显著提高。在5种混合比例中,当KHCO_(3)与NH_(4)H_(2)PO_(4)质量比为2.0:1.0时,抑爆效果最佳。KHCO_(3)与NH_(4)H_(2)PO_(4)表现出良好的爆炸抑制效果,研究所得结论可为抑制甲烷爆炸研究提供参考。

C80免压蒸机制砂管桩混凝土研究与应用

利用整形机制砂实现C80免压蒸管桩混凝土的生产,优化胶凝体系,通过正交试验研究矿物掺合料最优搭配,优化常压蒸汽养护工艺,提高免压蒸管桩混凝土强度,满足设计要求。

高强高保坍钢管拱机制砂自密实混凝土配制技术

根据重庆某钢管拱桥结构特征与“泵送顶升压注法”施工工艺特点,提出了高强高保坍钢管拱机制砂自密实混凝土性能需求。针对高强与超高工作性的矛盾问题,通过配合比参数优化、骨料优化、矿物掺合料复掺优化、外加剂复配优化和配合比综合优化等技术,配制出初始坍落度≥260 mm、扩展度≥600 mm、倒坍落度筒流出时间≤8 s、4 h工作性基本无损失、强度等级达C60以上的钢管拱机制砂自密实混凝土,形成了高强高保坍钢管拱机制砂自密实混凝土的配制技术,为工程实际施工提供了良好的技术支撑。

基于Fluent双相流管道的腐蚀仿真分析

基于Ansys软件中Fluent模块,结合当前管道的腐蚀机理,对双相流管道进行模拟仿真。采用CFD方法对双相流管道内的气相、液相不同流型的仿真结果进行分析,考虑不同流动流型对管壁腐蚀影响,通过调整管内气液相的混合比进行建模和模拟,研究管壁的动态特性。用数值分析及仿真等方法预测管道腐蚀的情况,结果表明:当流体流入管道,管道内部流体形成段塞流流型时,在管道壁面形成的静压力集中相较于分散流和分离流2种流型产生的压力波动更大;并且随着气体体积分数的变化,管壁的静压力呈现非线性增长。调整气相和液相的混合比,气体体积分数随之改变;段塞流流型下,气体体积分数越小,管壁所受的静压力越大。改变管道内部的流型,可以减轻静压力对管道的腐蚀影响。影响双相流管道腐蚀的因素非常多,而且多种因素之间相互作用、相互制约。不同流型对管壁的影响不同,其中段塞流的影响更明显。

线缆长度驱动的两阶段热管约束组件布局优化方法

针对航天器总体布局设计过程中需要考虑线缆长度的问题,提出一种以线缆长度最小化为目标的两阶段热管约束组件布局优化方法。面向几何、质心、热管散热以及线缆长度等多种复杂约束相互耦合的布局难题,基于分而治之的思想提出将原问题解耦为两个序贯优化子问题,通过构建并求解子问题的混合整数规划模型,实现了综合考虑多条线缆最短化目标下预埋热管舱板组件布局的高效优化设计。数值布局算例结果表明,在包含15个组件、3条有线信息链路的多种优化场景下,本方法均可以找到两级求解框架下的最优布局设计结果,充分验证了方法的可行性和有效性。

掺氢条件下的燃气轮机用输气管道设计

[目的]随着“3060”双碳目标的进展,利用光伏和风电制取绿氢成为一个热门和前沿的方向。在氢气利用产业中的燃气轮机掺氢燃烧,则成为将氢转化成电能的最后一个环节。燃气轮机机组设置有调压站、前置模块和连接管道。前置模块对于混合气体的流量、压力、温度和颗粒含量均有要求,而调压站则为前置模块提供符合要求的混合气体供应,而中间的连接管道随布置不同,一般有1000 m的长度。掺氢连接管道的阻力、温度降低等特性,对调压站的边界参数有直接影响。因此,有必要研究掺氢连接管道的阻力、温度降低等特性,为后续燃气轮机用掺氢管道设计提供工程用可实施解决方案。[方法]通过GT Pro软件的模拟计算,给出H燃气轮机在燃用掺氢天然气条件下燃料需求量,结合H燃气轮机前置模块对燃料的压力和温度的要求,给出掺氢管道的材质选择和流速选择,并结合混合气体的物理特性,计算管道的阻力和由于压力降低引起的温降。[结果]得出了燃气轮机掺氢燃烧时,掺氢连接管道的材质选择、管径选择、管道阻力和由于压力降低引起的温降。[结论]现阶段天然气调压站到燃气轮机前置模块的管道设计,在考虑具备掺氢条件时,需逐一评估核实管道材质、外径、壁厚、流速、管道阻力的情况,让燃气轮机在本阶段燃用天然气,在将来过渡到掺氢燃烧能顺利实施。

现浇隧道大体积混凝土温控措施研究及应用

大连湾海底隧道北岸现浇隧道结构作为整个隧道的北出口,采用原位现浇工艺施工成型。结合工程实例,论述了现浇隧道大体积混凝土温控措施的实际应用,包括从混凝土配合比设计、原材料温度控制、混凝土生产制备、入模温度控制、通过循环冷却水管及智能温控相结合降低温度应力、后期养护等方式降低混凝土开裂风险,为今后类似大体积高性能混凝土施工提供借鉴。

老旧小区阳台雨污水管道混接及立管改造分析与探讨

对老旧小区改造过程中阳台雨污水管道混接成因分析进行了研究,分析了阳台雨污水管道改造实施过程的重难点现状,调查了市面上常用的改造方法,结合设计经验提出了立管改造的优化措施,阐述了新工艺设备的具体应用,提供了阳台雨污水管道混接有效的解决方案。

管桩废浆对湿拌砂浆性能影响的研究

管桩废浆是指管桩在制备过程中经离心后排放出来的悬浊液,该悬浊液中含有水泥、磨细砂、砂粉、水和外加剂等组分。本文通过对比试验研究管桩废浆对湿拌砂浆的8小时稠度损失率、凝结时间、抗压强度(7d、28d、60d)、湿拌砂浆用水量等性能的影响,提出管桩废浆在湿拌砂浆中再生应用存在的问题,为管桩废浆在湿拌砂浆中的应用提供指引。

袖阀管注浆用套壳料配合比优化

套壳料质量的好坏是决定袖阀管注浆成功与否的关键。为确定适用于袖阀管注浆用套壳料的最优配合比,开展了水、水泥、膨润土、水玻璃等材料不同占比下的室内试验并进行套壳料微观结构分析。水灰比对套壳料抗压强度影响最显著,水灰比越大,套壳料抗压强度越小;膨润土和砂在一定程度上可以提高套壳料前期抗压强度,但对后期强度基本不产生影响;水灰比越小,套壳料初、终凝时间越短,水玻璃对缩短套壳料终凝时间更显著;膨润土含量以及砂的存在对套壳料凝结时间基本不产生影响。

高速公路软土路基处理方案设计优化研究

通过分析软土路基的特性和不同特性对路基稳定性的影响,提出了针对不同特性的相应处理方案。以某高速公路建设项目为依托,结合项目所在区域的地质状况对软土路基的处理方案进行分析研究;针对不同工程位置确定了水泥搅拌桩和预应力管桩两种处理方案,并对两种处理方案的工后沉降进行了计算。结果表明,两种方案处理后的软土路基均能满足规范要求,其结果对软土路基处理方案设计优化研究具有参考意义。

泉州海湾大道软土地基处治方案研究

通过泉州海湾大道工程案例,分析项目地质情况、软基路段分布情况、土体参数,从常用的浅层、中层、深层软基处理方法中初选软基处理方案。通过地基处理计算、软基段边坡稳定分析及沉降分析等方法充分比选各方案的技术可行性。在技术可行的基础上,通过施工可行性及工程投资等方面对各方案进行综合比选,选出适应本项目不同深度的最优方案。同时,对存在软基的特殊断面位置进行特殊处理。在控制总沉降的同时,过渡特殊位置的差异沉降,使设计方案能够达到良好的处治效果,满足设计使用要求。

超长大直径劲性复合桩在武汉二元结构地层的应用

以劲性复合桩在武汉二元结构地层地场某项目的首次应用为背景,分析了试桩结果,对比研究了预制管桩及钻孔灌注桩的技术经济性。结果表明,劲性复合桩的承载力较常规预制管桩有大幅提高,能够满足对于单桩高承载力的要求,相较于钻孔灌注桩能大幅度节省造价,具有较高的经济效益。劲性复合桩对于武汉地区二元结构地层具有良好的适用性,拓宽了常规直径管桩在武汉地区二元结构地层的应用场景,具备较高推广应用价值。

长螺旋钻机成桩混合料堵管的模糊故障树分析

在钻探工程施工过程中,不可避免地会出现机械故障。采用故障树分析其原因是常用的方法之一。但工程施工中,往往数据不足或不注意保存这些数据,实际应用时难以赋值,只能进行定性分析。针对工程施工机械出现故障的模糊性和不确定性,用模糊数描述底事件的发生概率,提出一种基于三角模糊数的工程施工机械故障树分析方法。该方法通过专家、现场技术人员及操作人员的经验构造三角模糊数描述各底事件发生的概率区间,通过计算三角模糊数的中位数重要度,按重要度大小对故障原因排序,作为制定预防措施的依据。最后将其应用于长螺旋钻机成桩混合料堵管的原因分析,按模糊重要度对故障有针对性地制定预防措施。结果表明:重要影响因素排序与现场技术人员及操作人员的定性分析与判断相符。

混合砂在地铁盾构衬砌管片混凝土中的应用研究

旨在对比分析混合砂混凝土与河砂混凝土在工作性能、强度和抗氯离子渗透能力等方面的表现,进而评估混合砂混凝土在工程实际中的可行性和经济效益。通过实验室试验对比了混合砂混凝土与河砂混凝土在相同配合比下的坍落度、早期及后期强度,并测定了两者的抗氯离子渗透性能。实验表明,预制混凝土衬砌管片各项检测指标均符合设计要求。混合砂混凝土尽管在工作性能上略逊于河砂混凝土,但其后期强度和抗氯离子渗透性能表现出较高优越性,且预制混凝土衬砌管片的各项检测均满足设计要求。因此,混合砂混凝土在工程实际中具有一定的可行性和经济效益,值得进一步推广和应用。

混合花岗岩的工程性质及其对管桩施工的影响

基于深圳大铲湾地区的工程实例,分析了全、强风化混合花岗岩岩性不均、矿物成分变化大及水敏性等工程性质,再根据加密进行的现场标准贯入试验,推测出全、强风化混合花岗岩纵向风化不均和差异风化现象明显的特征,结合试桩情况分析了该特征对静压管桩压入深度的影响,同时也说明了类似工程静压管桩施工前进行试桩工作的必要性。

混合配筋高强预应力管桩抗震性能分析

文章以混合配筋高强预应力管桩作为研究对象,选取普通钢筋配筋率及轴压比作为研究参数,基于OpenSees软件平台分析了该类管桩在低周循环荷载作用下的承载能力及滞回性能。结果表明,配置普通钢筋的高强预应力管桩的承载能力及滞回性能得到较大改善,适当增大轴压比有利于提高管桩的承载能力,而当轴压比过大时,管桩的残余位移增大,不利于管桩的抗震性能。

长短桩复合地基在深厚软土地基处理中的应用

滨海商务区机场东路东侧排洪泵闸工程副排洪渠水闸淤泥、淤泥质土厚度超过50 m,软土厚度大,地基处理难度大。笔者通过对真空联合堆载预压法、水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩、预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩)等4种常用的软土地基处理方法进行分析比较,推荐闸室、挡土墙等建筑物采用大直径水泥土搅拌桩与PHC管桩组成的长短桩复合地基。结果表明,地基处理后,显著地提高了地基承载力,建筑物沉降较小,方案安全可靠且投资较省。该研究成果可为类似软土地基处理提供参考。

软土地区深基坑工程绿色支护技术的应用

我国碳达峰战略目标的确定,对基坑工程提出了更高的要求。文章以上海理工大学军工路516号校区某建设项目为背景,基于校园环境敏感、文明施工要求极高的特点,创新性地采用以预制、装配、可回收支护结构为主的绿色支护技术,包括型钢水泥土搅拌墙、预应力组合式型钢支撑、混合配筋预应力混凝土管桩等绿色工艺,减少了泥浆和废弃物排放,并采用矿渣、钢渣等工业废渣制成的高性能复合型土体硬化剂代替水泥进行土体加固。该项目的顺利实施对地下工程传统行业绿色转型,实现地下空间开发碳中和、碳达峰目标等有一定的借鉴意义。