基于超声多尺度衰减的螺栓轴向应力评价

针对超声波传统衰减法测量高强度短螺栓应-力时,难以达到预期精度,提出了一种基于超声散射衰减理论和小波多尺度分解的测量螺栓应力的方法。基于立方晶系材料的瑞利散射,推导了超声衰减系数与应力关系的理论模型。利用小波变换得到各个尺度的衰减系数并定义加权超声多尺度衰减系数,结合粒子群优化算法和灰色关联分析确定衰减系数最优尺度组合及其归一化权重系数,建立轴向应力的超声多尺度衰减测量模型。利用搭建的螺栓轴向应力超声波测量系统,对普通螺栓进行轴向应力测量,证明了该方法的可行性。对比了多尺度衰减法与渡越时间和传统衰减法对高强度短螺栓轴向应力的测量结果,验证了多尺度超声衰减法更适合高强度短螺栓的轴向应力测量。

扩孔螺栓连接型耗能段力学性能试验研究

扩孔螺栓连接型耗能段由短剪切型耗能段和剪切扩孔型螺栓连接组成,可有效地提高耗能段的延性和耗能能力,并减小耗能段损伤,由此提高偏心支撑结构震后功能恢复能力。分别设计1个短剪切型耗能段、3个考虑摩擦滑移的扩孔螺栓连接型耗能段、1个普通扩孔螺栓连接型耗能段试件,并进行低周往复加载研究,得到其变形或破坏模式、滞回曲线、骨架曲线和力学模型等。试验结果表明,扩孔螺栓连接型耗能段先后经历摩擦滑移和耗能段承载2个过程,且破坏模式和承载力均与纯短剪切型耗能段相同。所得力学模型中,短剪切型耗能段包括弹性、弹塑性和塑性段;考虑摩擦滑移试件包括弹性和滑移段;扩孔螺栓连接型耗能段包括弹性、滑移、弹塑性和塑性段,且在达到相同位移时耗能段变形和损伤将明显减小。最后,对扩孔螺栓连接型耗能段进行有限元分析,可准确模拟其滞回曲线和破坏模式。

短直螺栓接头混凝土应变分布及刚度变化规律

依托下穿白云机场盾构隧道工程,开展了不同偏心距作用下短直螺栓接头足尺试验,分析了接头混凝土和螺栓的应变特征,探究了接头刚度变化规律。结果表明:在靠近接头端面处接头受压核心区压应变呈现出规律性变化,而非受压区应变较小;拉压区混凝土应变不满足平截面假定,随着远离接头端面混凝土应变表现为沿管片厚度线性变化,接头影响逐渐削弱,接头的影响区域约为距离接头端面338 mm内;在影响区域内混凝土应变不均匀时的压缩变形与假定为混凝土应变均匀时的压缩变形等效的前提下,计算得到混凝土压缩变形影响深度约为300 mm;将该影响深度值带入接头受力解析式中计算,接头刚度理论值与试验值基本相等,验证了该值的正确性;试验和理论计算均表明正弯矩作用下,随着偏心距增大,接头刚度以指函数形式减小。

基于叩诊法的单排多螺栓钢梁柱节点松动检测方法

叩诊法是指利用力锤敲击待测结构振动发声,通过声音特征诊断结构有无异常的一种检测方法。基于叩诊法的螺栓松动检测是近年来的研究热点之一。现有研究多关注单螺栓松动问题,而工程中常采用多螺栓连接方式,因此现有的研究方法无法满足工程多螺栓松动检测需求。以一单排多螺栓钢结构梁柱节点为研究对象,提出了一种基于叩诊法的多螺栓松动快速检测方法。首先通过短时傅里叶变换和二值化处理提取节点中各螺栓的叩诊声音特征向量,再计算各螺栓松动工况与基准工况特征向量间的欧式距离以量化松动特征。结合所有螺栓松动特征值构造标准化松动指标衡量节点松动程度后,对比各螺栓松动特征值与其基准值的差异性大小识别松动螺栓。研究结果表明,研究方法可快速准确地识别多螺栓节点中的松动螺栓,进一步提升叩诊检测方法在工程中的应用潜力。

新型部分自复位耗能段的滞回性能与简化力学模型研究

提出一种用于偏心支撑结构中的部分自复位耗能段,主要包括自复位形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)支撑和扩孔螺栓连接型耗能段,具有耗能能力和自复位能力强、构件损伤小、震后功能可恢复等特点。基于部分自复位耗能段的设计方法,合理设计其试验模型,由此得到变形模式和滞回曲线等。随后采用校正的有限元法对部分自复位耗能段力学性能进行研究,主要考虑SMA面积、高强螺栓预拉力和垫片滑移系数的影响。研究结果表明:滑移阶段自复位耗能段中耗能段处于滑移并保持相对静止状态;随后非滑移阶段耗能段开始承载、耗能和非弹性变形等,整个过程中自复位SMA支撑提供耗能和复位能力,以及减小构件残余变形。基于不同因素下的分析结果,提出滑移阶段和非滑移阶段下自复位耗能段简化的力学模型,为偏心支撑结构的抗震设计与分析提供新的思路和理论基础。

植入式应变智能螺栓设计与生产工艺

风力发电螺栓连接预紧力的监测特别重要。本论文研究设计了一种植入式智能螺栓预紧力监测系统,由预紧力采集、数据传输、测试监测系统三部分组成,将螺栓主体作为传感器,用短距无线传播技术将螺栓预紧力数据采集,通过光纤将数据传输至集控中心监测系统进行螺栓连接预紧力的监测。为判断螺栓连接结构的可靠性提供了判断手段,具有广泛的应用空间。

软岩地基斜锚-短桩复合基础水平承载性能研究

针对山区输电线路岩石地基斜锚-短桩复合基础这一新型基础型式,采用有限元方法构建并验证计算模型,并进一步以短桩的桩径及其嵌岩深度、斜锚长度、斜锚连接节点距地表深度为参数,开展嵌岩短桩及斜锚-短桩复合基础抗水平承载性能对比研究。基于斜锚-短桩复合基础水平荷载-位移曲线初始弹性段、弹塑性过渡段和直线破坏段的三阶段变化特征,确定了各基础相应阶段的水平承载力。研究岩体及桩身截面混凝土应力分布特征、斜锚与短桩连接节点位置对斜锚-短桩复合基础抗水平承载性能的影响规律,结果表明:斜锚与岩体间的黏结锚固作用可将基顶水平力转化为斜锚拉力,使水平荷载传递至斜锚周围及短桩桩端以下的岩体,进而有效提高斜锚-短桩复合基础水平承载性能。通过优化斜锚连接节点距地表深度,可减小桩径及其嵌岩深度同时满足相应基础抗水平承载力设计要求,从而有效降低基础施工难度,提高基础安全性。

竹城公路层状岩质边坡的稳定性研究

为了研究竹城公路层状岩质边坡的稳定性及防治措施,通过现场调查和赤平投影分析边坡潜在变形滑动机理;利用UDEC软件建立层状边坡数值计算模型,分析开挖过程中岩土体的变形情况;根据变形破坏模式提出层状岩质边坡的长短锚杆交替复合支护结构。研究结果表明:浅层滑动和楔形体滑动破坏是该公路边坡的主要破坏模式;开挖完毕后左侧边坡存在稳定性隐患;当边坡开挖到第4步时,将发生滑移破坏;长短锚杆交替复合支护结构充分利用了锚杆和岩土体的受力特性,有效加固了边坡。

软岩巷道长短锚杆协调支护技术研究

为了解决高地应力软岩巷道矿压显现剧烈及支护难度大的问题,采用理论分析和数值模拟的方法,提出了软岩巷道长短锚杆协调支护技术,结果表明:可接长锚杆与普通锚杆搭配使用,可协调长短锚杆与围岩的相互作用力,不仅保证了围岩具有较高的支护强度,而且可以适应软岩巷道的大变形。长短锚杆协调支护技术在蒲河煤矿应用表明,该技术能较好的支护巷道,可将巷道顶板的变形量控制在100~200 mm,应用效果表明长短锚杆协调支护较好的适应了顶板的大变形,对围岩具有较好的控制作用。

短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍滑动承载力试验研究

对短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍的滑动承载力进行了试验研究,首先从自应力产生机理介绍了短螺栓型灌浆卡箍结构,分析了这种结构的特点和优越性,然后在不同膨胀剂掺量和长细比下进行了这种卡箍试件的滑动承载力测试。试验结果表明：滑动承载力随着膨胀剂掺量的增加线性增加;在长细比为1.02~1.67的范围内,滑动应力差异不大,但当长细比增加到3.33时,滑动应力明显降低;而且短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍比近似结构尺寸的传统长螺栓型卡箍能提供更大的滑动应力。试验结果为短螺栓型膨胀式灌浆卡箍的工程应用提供了一定的设计依据。

锚杆长短相间布置形式对边坡稳定性的影响

采用基于拉格朗日元的强度折减法进行边坡稳定性分析,将锚杆布设形式分为长短相间型、一长两短型和一短两长型,研究长短相间锚杆的布置形式对边坡安全系数及滑动面位置的影响。研究结果表明:随着长锚杆长度增加,短锚杆长度减小,边坡的安全系数逐渐增加,潜在滑动面向边坡内发展;当长锚杆达到一定长度足以穿过滑动面且长、短锚杆的长度差较大时,才会出现长、短相间锚固效应;增加位置靠下的锚杆长度比增加相对靠上的锚杆长度更加有利于边坡安全系数的提高。

挤压性软岩大变形隧道长短锚杆复合群锚技术

在成兰铁路成都至川主寺段隧道修建中,由于复杂多变的高地应力影响,出现软岩大变形问题。为解决这一工程难题,依托成兰线茂县隧道1号斜井,对隧道大变形控制进行系统研究。文章通过施工模拟计算发现锚杆能有效控制围岩变形,使作用在一支上的围岩压力减小,3 m+8 m长短复合群锚方案的最大锚杆轴力小于3 m+6 m和3 m+10 m长短结合锚杆方案的最大锚杆轴力。与加强钢架支护体系和钢架支护+长锚杆的现场试验数据比较,表明长短复合群锚的支护效果更佳,能使洞周各测点的变形值更小,围岩一支的接触压力更小且分布更均匀。

短季棉生育进程、皮棉产量与积温、光照的关系

以中棉所１６号为试验材料，经三年试验，研究短季棉在不同年际间气温、光照条件的差异及对生育进程和皮棉产量的影响。结果表明，同一品种不同年际间气温不同，各生育阶段和全生育期的长短差别很大，但所需积温基本一致。生育进程的快慢主要取决于积温，光照无明显的直接影响。同为富光照年，高温年比低温年产量高。在适宜范围内提高温度，对促进光合作用，增加皮棉产量有一定影响，尤其能提早成熟。根据品种对积温的需求，结合当地的气候条件，科学调控棉花的开花结铃期，是实现短季棉高产、稳产、早熟的有效途径。

隧道径向锚钉-斜交锚杆复合支护技术研究

基于长短锚杆组合支护理论,提出了一种隧道径向锚钉-斜交锚杆复合支护技术,该技术可提高支护结构的整体抗力,有利于缩小围岩塑性区半径,增加锚杆处于稳定围岩区的长度。为进一步研究锚钉和锚杆的组合长度,将隧道围岩划分为A、B和C三区,并把锚杆作用在围岩体内的剪应力简化为环向边界应力,运用厚壁圆筒弹塑性理论推导了锚钉和锚杆组合长度计算式。实例分析表明,0.8m(锚钉)和3.8m(锚杆)的组合长度可以使隧道塑性区半径降低28%,锚固盲区减小88.8%。可见,在隧道长短锚杆组合支护理论中,该计算方法对围岩锚固体长度参数设计有一定指导意义。

新型装配整体式短柱抗震性能试验研究

将采用螺栓和栓筋两种连接方式的装配整体式钢板箍短柱的抗震试验结果与普通钢筋混凝土短柱和高强螺旋箍现浇钢筋混凝土短柱的抗震性能进行了对比研究,结果表明,螺栓和栓筋这两种连接方式的装配整体式短柱的抗震性能均优于普通钢筋混凝土短柱而与高强螺旋箍现浇钢筋混凝土短柱的抗震性能相当,这两种节点构造连接可靠、安全,可以用于实际工程中。对这两种连接方式的优异性进行了对比研究,表明低剪跨比的螺栓连接短柱具有更优的抗震性能。

层状岩体边坡长短复合锚杆加固的稳定性分析

针对层状岩体边坡的稳定性,充分考虑层状岩体边坡的地质情况,通过数值建模,建立了边坡长短锚杆复合支护的优化方案,锚杆相间布置,长度分别为6 m,2 m,倾角为20,°通过计算,边坡加固后处于稳定状态.计算结果与工程实际表明:长短锚杆复合支护的数值模拟技术对工程有一定的指导作用.

锚索锚杆联合加固高边坡方案优化研究

针对长锚索-短锚杆联合加固高陡边坡方案优化研究,提出了位移安全储备度这一新概念,并引入经济学中性价比即效益与消耗之比作为优化指标.基于上述概念,提出了一种新的优化评价体系,并给出了优化公式.

长短锚杆组合加固泥灰岩边坡稳定性的有限差分分析

分析了层状岩体边坡的地质情况,通过有限差分数值建模,建立了边坡长短锚杆复合支护的优化方案,锚杆相间布置,长度分别为16m,12m,倾角为20°,通过计算,边坡加固后处于稳定状态。实践表明:长短锚杆复合支护是边坡加固的有效措施。

大型干燥机内加热板结构的讨论

讨论和介绍两种以饱和水蒸汽为热源的内加热板加强结构及其应用。

极近距煤层下位煤层巷道围岩控制原理及应用

为了解决极近距煤层巷道支护技术难题,分析巷道围岩特征及变形规律,总结已有支护形式,提出围岩控制原理。概括为:①利用高强度锚杆施加的高预应力,把巷道开挖初期形成的叠合梁顶板转变成组合梁顶板,显著降低煤岩层顶板的挠度和应力,提高顶板浅部煤岩层的强度,增强其承载能力;②采用短锚索提供高预紧力,串联顶板深浅部煤岩层,增大组合梁的厚度和强度,再降低煤岩层顶板的挠度和应力,提高顶板整体结构的稳定性;③选用高强度锚杆加强两帮支护,控制煤帮变形和破坏,确保巷道整体稳定。据此提出水峪矿5116面运输巷支护设计,巷道围岩变形得到显著控制。