曲面滑坡条件下h型抗滑桩受力性状模型试验研究

依托公路大型滑坡治理工程,设计物理模型试验装置,设置同一滑面和桩体锚固深度,进行6组h型抗滑桩室内模型试验,分析不同连梁长度及后排桩悬臂段高度(连梁高度)时桩顶位移变化规律、桩身弯矩和桩后土压力分布特征,研究曲面滑坡条件下h型抗滑桩受力性状及其内在机制,并给出桩后滑坡推力抛物线型分布的一般函数表达式。试验结果表明:h型抗滑桩受力过程桩顶水平位移变化表现出较为明显的三阶段特征,桩身弯矩分布呈现正、负交变现象,后排桩桩顶水平位移及桩身弯矩明显大于前排桩;降低后排桩悬臂段高度不影响桩身弯矩分布特征,但对于桩顶水平位移及桩身弯矩量值,后排桩明显减小,前排桩有所增大;增减连梁长度对前、后排桩之间荷载传递与协同受力特性影响显著,使得前、后排桩水平变形及桩身弯矩随之产生变化;连梁正、负弯矩极值均处于连梁端部,相比于连梁长度,连梁弯矩的大小及分布形态受后排桩悬臂段长度的影响更为明显;随着连梁长度的减小或后排桩悬臂段长度的增加,后排桩桩后土压力表现出抛物线型、重心偏下的抛物线型及近似梯形的分布形态。此外,给出的滑坡推力函数表达式能较好的表征其抛物线型分布特征,通过调整合力作用点参数,亦可对滑坡推力近似梯形的分布类型进行描述。

Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点弯矩分配系数

为探究Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点翼缘和腹板的弯矩比,通过对3种腹板螺栓布置形式的Ⅱ型截面双层组合梁连接节点接触面滑移特征和力学传递机理的分析,进行Ⅱ型截面组合梁螺栓连接节点弯矩分配系数研究。结果表明:组合梁摩擦型螺栓连接节点滑移和力学传力过程可分为翼缘外接触面未完全滑移和完全滑移以及翼缘内接触面完全滑移3个阶段;组合梁摩擦型螺栓连接节点接触面承担弯矩与无连接板截面弯矩之和等于该梁截面处的理论弯矩,腹板接触面承担的弯矩主要由其上的水平摩擦力承担;摩擦型螺栓连接节点接触面上的摩擦力随节点滑移而重新分配,腹板螺栓布置形式对连接节点弯矩分配系数影响明显;根据推出的组合梁摩擦型螺栓连接节点的弯矩分配系数计算式所得结果与数值模拟结果吻合良好,最大误差为7.13%,该计算可用于优化螺栓连接设计。

基于干扰观测器的升力式飞行器改进离散滑模控制研究

升力式飞行器具有飞行空域宽、速度变化范围大、机动性强等特点,是近年来国内外的研究热点。本文针对升力式飞行器模型大不确定及外界干扰强带来的控制难题,提出了一种基于干扰观测器的改进离散滑模变结构控制方法。首先,建立了俯仰通道的离散控制模型。其次,设计了一种基于干扰估计的改进离散滑模变结构控制律,并证明了其稳定性。再次,分析了参数选择对控制系统的影响,验证了控制律的有效性。最后,与传统的离散滑模变结构控制方法进行了比较。仿真结果表明,与传统的离散滑模控制方法相比,本文提出的控制律控制精度更高、鲁棒性更强、滑模面收敛速度更快及抖振更小,可有效提高升力式飞行器的飞行品质,实现复杂任务的稳定控制。

基于改进滑模控制的悬臂式掘进机轨迹跟踪技术

针对传统滑模控制在悬臂式掘进机轨迹跟踪中存在全局收敛速度慢、抖振显著等不足,提出了一种基于新型趋近律的改进滑模控制方法。通过在传统指数趋近律基础上引入掘进机机身的横向偏差、航向角偏差以及幂次趋近项,实现了掘进机轨迹偏差的快速收敛以及抖振的削弱;同时,采用边界层法进一步抑制抖振,解决了趋近律中符号函数乘积项易引起抖振的问题。分析了新型趋近律的存在性、可达性以及稳定性,并推导了干扰稳态误差的区间。考虑掘进机的不确定扰动,对传统滑模控制与改进滑模控制方法进行了仿真对比。结果表明,改进滑模控制的控制精度、收敛速度及抗干扰能力均优于传统滑模控制。最后,通过搭建实验平台测试了掘进机轨迹跟踪控制系统的性能,验证了改进滑模控制方法的可行性和有效性。研究结果可为煤矿井下恶劣环境中采掘装备的智能控制提供重要参考。

一种活动式可密封的滑套开启工具设计与研制

多级滑套分段压裂技术作为水平井分段压裂的重要支撑,近年来被广泛推广应用,通过滑套开启工具开启滑套并密封上一改造层段是确保该技术成功的关键。设计了一种在滑套开启工具上设置密封胶筒的结构,采用轴向机械压缩胶筒的层间密封理念,研制了活动密封式滑套开启工具,建立了密封性评价试验系统。结果表明:开启工具的密封承载能力达45MPa,结合井筒试验验证了密封设计的可靠性,具备生产应用条件。

等滑切角锯齿型刀片优化设计与试验

基于已设计出的藤茎类秸秆切割刀片,创建切割功耗模型,将切割功耗最小作为目标函数并进行优化计算,获得最优滑切角为40°。对切割功耗的三个主要影响因素进行正交试验,结果表明:当秸秆含水率增加时,切割功耗随含水率的增加而增大;当单次切割量增加时,切割功耗也随之增大;相同的切割情况下,滑切角为40°的锯齿型刀片的切割功耗最低、切割效率最高。两种统计学方法分析的结果都表明:刀片种类对切割功耗的影响最显著,然后是秸秆含水率,最后是单次切割量。最优组合为:秸秆含水率为20%左右,单次切割量为6 kg,滑切角为40°的锯齿型刀片。

基于滑模观测器的三电平风力发电并网逆变器无差拍优化模型预测控制

针对中点钳位型(NPC)三电平并网逆变器系统,提出了一种基于滑模观测器的无差拍可优化有限控制集模型预测控制策略。为了降低电网电流谐波量及有功和无功功率的独立控制,采用了基于幂次函数的滑模观测器,实现对电网电压和耦合项进行实时性观测;以滑模观测器为基础,结合空间电压矢量位置信息,提出了基于电流无差拍的优化有限控制集模型预测控制,减少了控制计算量;通过基于中点不平衡电压补偿的性能代价目标函数,提高了控制系统的性能。仿真结果表明了该控制策略的可靠性和有效性。

永磁同步电机自适应高阶滑模Type-2模糊控制

针对永磁同步电机数学模型不确定问题,提出一种自适应高阶滑模Type-2模糊控制方法。采用积分滑模面二阶滑模控制律,保持传统滑模控制的鲁棒性并实现不含不确定高阶输入输出有限时间稳定;不需要预先确定干扰与不确定上边界,利用Lyapunov理论获得自适应调节Type-2模糊规则生成Super-Twisting信号削弱抖振。仿真结果表明永磁同步电机具有良好的跟踪性能,同时验证了该方法的可行和有效性。

超高层建筑施工推拉滑移式防护屏蔽架技术研究

超高层建筑结构外轮廓复杂多变,施工脚手架体系在转角处封闭性差、整体性不足,且对不同结构形状的建筑适应性差。在原有爬架的基础上研发设计了一种推拉滑移式防护屏蔽架,即在原有架体上安装滑移模块,通过模块的滑移来实现架体的转角封闭,满足不规则建筑结构的收分变化。实践表明,该防护屏蔽架主体结构简单,安装方便,可提高施工效率,减少施工成本,并极大降低安全隐患。

全混式和推流式生化反应器联合处理石化废水

石化废水组成较复杂,主要含油、硫、氮和酚及其它有机污染物,针对石化废水水质波动大的特点,采用全混式和推流式好氧生化反应器联合处理该类废水。实验研究了全混式和推流式好氧生化反应器的曝气时间和溶解氧,曝气时间分别为12 h和8 h,溶解氧分别为2 mg/L和3 mg/L。应用该反应器处理石化废水,出水水质的主要污染指标COD、氨氮和石油类分别为47 mg/L、3.6 mg/L和1.6 mg/L。

矿用无轨设备列车滑靴式平板车的研制

设备列车用于载运供电、液压动力源等煤矿重型设备,应用环境复杂恶劣。区别于传统轨道滑移式平板车,研制一种滑靴式平板车,减小与巷道底板的接触比压,增大对巷道底板的适应性。模拟单车承重40 t状态下的受力、变形情况,结果显示,最大等效应力为101 MPa,合位移为0.9 mm,满足平板车使用的强度与刚度要求。

考虑叠合面滑移的新型拼缝叠合板受力性能的有限元分析

为了优化双向受力钢筋桁架混凝土叠合板的拼缝构造方案,提高叠合板拼缝处的受力性能,设计了一种新型口袋式拼缝形式的叠合板。由于新旧混凝土叠合面容易发生相对滑移,从而影响板的整体承载力,因此利用有限元法研究其受力性能时考虑了叠合面滑移。通过对现浇板、密拼式叠合板和新型口袋式叠合板的数值分析,研究拼缝构造形式、现浇层厚度和附加钢筋对叠合板受力性能的影响。研究结果表明:新型口袋式拼缝形式可以使叠合板具有较好的承载能力,并保证了预制层和现浇层混凝土之间力的有效传递;增加现浇层混凝土厚度能够有效提高叠合板的承载力;附加钢筋配筋率对叠合板承载力影响也尤为明显,叠合板承载力在一定范围内随附加钢筋的配筋率的增加而提高。

传递窗的优化设计研制

针对传统传递窗密封门转动开启方式存在的使用不够便捷、开启时占据空间较大的问题,设计了一种具备使用便捷和结构紧凑特点的滑动开启式传递窗。为验证传递窗的设计方法的可行性,在SolidWorks三维软件中对该传递窗进行三维建模和虚拟装配。根据该传递窗的三维设计方案,进行传递窗各零部件的机加工制造和组装调试。通过样机试制试验结果表明:采用滑动的开启闭合方式有效解决了传统传递窗密封门在转动开启时幅度较大、操作不便的问题,为传统传递窗的优化设计提供了参考依据。

整体滑移式支模架在拱涵施工中的运用

目前,拱涵拱圈支模架方法普遍采用满堂钢管架+竹胶板搭设,混凝土浇筑后再拆除支模架周转到下一模重新搭设,以此反复。但该方法工期长,同时反复拆除铺设竹胶板,导致其损耗大。基于此该文结合渝黔复线高速公路连接道工程中拱涵施工实例,介绍了一种能够显著提高施工速度、减少模板损耗的适用于拱涵整体滑移式的支模架。分析其可行性及施工工艺并与传统支模架方法进行对比,总结其优点及经济效益,可为类似涵洞工程提供一定参考。

既有砌体结构摩擦滑移隔震加固工程有限元分析

摩擦滑移隔震技术具有成本经济、设计简洁等优点,广泛应用于各类隔震建筑中。基于摩擦滑移的隔震原理,结合既有砌体结构的特征,设计出新型摩擦滑移装置,并将其应用于既有结构加固设计中。结合工程实例,通过建立3组不同连接方式的多层砌体结构模型,对比基础不同连接形式在罕遇地震下的加速度、基底剪力及位移反应。试验结果表明:摩擦滑移隔震装置的设置能够大大降低结构的地震响应。设置限位型的摩擦滑移连接也能起良好的隔震效果,限位装置的增加能够有效地减小底部滑移量,满足工程使用的要求。根据工程实例,对摩擦滑移隔震的“双基础圈梁”装置的具体构造,以及在加固设计中的平面布置及关键部位的构造等进行说明,为摩擦滑移技术在加固设计中的应用与进一步优化提供思路。

马尔可夫跳变系统的奇异自适应滑模控制

该文采用奇异系统方法研究了转移速率部分已知的、具有匹配非线性和匹配外部扰动的连续时间马尔可夫跳变系统的自适应积分滑模控制问题.首先,按照奇异系统方法设计积分型滑模面,进而结合原系统及滑模动力学可得奇异马尔可夫跳变系统;其次,以线性矩阵不等式的形式给出了保证所得奇异马尔可夫跳变系统随机容许性的充分条件;紧接着在这一条件下,结合自适应控制来保证状态轨迹对积分滑模面的可达性;最后通过仿真案例验证了所得结果的有效性.

高抗冲击能量钢带式跑车防护装置试验分析

提出抗冲击能量为5 MJ的钢带式跑车防护装置主要部件的设计计算要求,介绍钢带式跑车防护装置的设计流程,通过性能试验验证温度、温升和安全系数等参数的科学性,为5 MJ及更高抗冲击能量的跑车防护装置的研发设计和使用提供重要参考。

h型抗滑桩受力性能模型试验研究

针对h型抗滑桩在坡顶荷载作用下的受力特征,通过室内模型试验,分析h型抗滑桩的前桩与后桩的受力机理、桩身弯矩和桩前土压力分布特性。结果表明:在坡顶均布荷载作用下,后排桩的桩身弯矩随桩体埋深的增大呈先增大后减小的抛物线分布,弯矩峰值出现在预设滑面附近;前排桩的桩身弯矩随桩体埋深的增大而增大,弯矩峰值出现在桩顶连梁连接处;后排桩桩前土压力分布随着坡顶荷载的增大而增大,而上部两个测点相对变化幅度较小;在连梁以下部位,前排桩桩前土压力分布趋势与后排桩变化趋势基本一致,而连梁位置处偏小。

一种适用于重载筒仓平移的分体式滑移装置及平移方法

近年来,建筑物整体平移技术在我国被广泛应用,并得到迅猛发展,但将整体平移技术应用于高宽比大于2的建(构)筑物案例较为鲜见。文章以全国首例超高重载筒仓群长距离平移项目为背景,介绍了一种适用于高宽比大于2的筒仓类构筑物平移的装置及平移施工方法,为今后类似构筑物实施整体平移提供了很好的范例。

桩-坡结构体系土拱形成演化机制研究

为研究堆积体边坡-h型抗滑桩结构体系的土拱形成演化机制,以某典型堆积体边坡为研究对象,采用有限元软件ABAQUS构建堆积体边坡-h型抗滑桩结构体系三维数值计算模型,分析滑坡推力作用下h型抗滑桩桩间土拱的形成过程及演化规律,探究桩径比和土体性质对h型抗滑桩桩间土拱效应的形成及功能发挥的影响。研究结果表明,在滑坡推力作用下,h型抗滑桩产生双层土拱,且双层土拱的形成并不同步。相较于普通抗滑桩的单层土拱,h型抗滑桩在前、后桩处则分别形成土拱,可有效增加h型抗滑桩的支挡效果。同时,桩径比和土体性质对双层土拱的功能发挥影响显著。当桩径比分别在3~6之间时,h型抗滑桩在前、后桩后侧均会形成发育良好的土拱,可充分发挥支挡作用。此外,在一定范围内增大内摩擦角和粘聚力同样有利于双层土拱功能的发挥。