基于孔压静力触探试验测试数据的原位固结系数物理信息神经网络反演方法

固结系数是软基沉降计算和稳定性分析的关键参数,现有固结系数原位测试方法存在耗时长且精度低的缺点。根据孔压静力触探试验(piezoconepenetrationtest,简称CPTU)贯入机制与锥肩超孔隙水压力消散模式,采用圆孔扩张理论和轴对称固结方程描述CPTU锥肩超孔隙水压力的形成、发展和消散过程,利用神经网络自动微分功能将轴对称固结方程嵌入深度神经网络,通过物理方程损失函数、边界条件损失函数和初始条件损失函数形成神经网络的物理信息约束,同时将CPTU孔压测试数据作为数据驱动项,以最小化超孔隙水压力损失函数为优化目标,建立了CPTU孔压测试数据反演场地原位固结系数的物理信息神经网络(physics-informed neural networks,简称PINNs)模型。通过已有离心模型试验数据反演验证了PINNs模型反演场地原位固结系数的有效性,并利用CPTU孔压测试数据分析了PINNs模型反演原位固结系数的鲁棒性。结果表明:提出的PINNs模型能够有效利用CPTU孔压测试数据快速准确地反演场地原位固结系数;由于模型融入了物理机制约束,所需训练数据量少,且对有噪声的孔压测试数据具有较强的鲁棒性和泛化性能,为准确、快速可靠测试场地原位固结系数提供了有效途径。

K_(0)试验确定土的卸载回弹参数辨析

基于固结压缩仪和三轴仪进行K_(0)试验测得的数据,本文假设土在卸载回弹过程中表现为非线性弹性,对卸载过程中土的静止侧压力系数与超固结比关系提出了一个适用性良好的拟合函数,并由此推导出土的卸载回弹静止侧压力系数和泊松比算式,两者都会随着竖向应力的减小或超固结比的增大而增大;还推导出土的卸载回弹模量和变形模量的算式,它们都会随着竖向应力的减小和土的回弹指数的增加而减小,其中土的回弹变形模量的降低幅度因受回弹泊松比的影响而更为显著。本文对基坑开挖等卸载条件下地基土应力和变形计算的参数选取具有实用参考价值。

南宁盆地特殊地层静压随钻跟管桩适应性及单桩承载力特性研究

为了研究静压随钻跟管桩在南宁盆地特殊地层的适应性及单桩承载特性,对现场4根直径800mm的静压随钻跟管桩进行静载及低应变反射波法试验。研究结果表明:各地层中的试验桩承载力均能满足设计要求且均属于Ⅰ类桩,桩身回弹率较高,说明各试验桩仍具有较大的承载潜力;未进行破坏性试验时各地层中单桩承载力综合增强系数均大于1.00,以经验公式确定静压随钻跟管桩的单桩竖向承载力时应乘以相应的增强系数。基于以上研究,将静压随钻跟管桩工艺应用于实际工程,经验收检测表明,各项目受检基桩的桩身质量完好,承载力均满足设计要求,且仍具有一定的承载力富余量,良好的实际工程应用效果表明该工艺具有良好的适用性以及较高的推广使用价值。

浅析动车组转向架静压载试验调平影响因素

介绍了我国高速动车组转向架技术发展的历程,根据CRH1型动车组转向架静压载试验的具体要求,非常详细地分析了构架、轮径、弹簧组3个关键因素对转向架静压载试验的影响,并针对这些影响因素提出了具体调平措施。对于进一步提高静压载试验一次合格率具有较强的实际意义。

工程地质方法在海上风电场勘察中的应用研究

海上风电场类工程项目需要对海底地层结构、土体物理学参数进行测定,研究过程分析了工程地质方法中孔压静力触探试验原理,介绍了设备调试、数据计算的基本方法。再结合具体的风电场项目,对其14#风机建设位置的海底地层开展试验,有效地确定了地层结构,包括淤泥层、粉质黏土层、粉砂层、中砂层,并且计算出各土层的土体饱和重度、压缩模量、有效内摩擦角和相对密实度。

大跨度体育场风效应的大涡模拟及风洞实验研究

文章运用大涡模拟(large eddy simulation,LES)湍流模型对天长市某大跨度体育场风效应进行数值风洞模拟,得到体育场平均风压、脉动风压分布规律及风荷载时程,利用阵风荷载因子法计算体育场屋盖的风振系数及等效静力风荷载,与风洞实验结果开展对比研究。结果表明,数值模拟评估的体育场表面风压分布规律与风洞实验结果吻合较好,能够较好地反映大跨度体育场表面风压分布情况,2种方法计算得到的风振系数及等效静力风荷载也基本相同,说明大涡模拟技术能有效预测大跨度空间结构风荷载。研究结果可为大跨度体育场的抗风设计提供技术参考。

聚丙烯酸对蒸汽发生器二次侧泥渣颗粒的分散效果

压水堆核电站蒸汽发生器(SG)二次侧泥渣颗粒主要成分为铁氧化物,采用静态沉降试验考察了分散剂聚丙烯酸(PAA)对Fe_(3)O_(4)和Fe_(2)O_(3)铁氧化物颗粒的分散效果。结果表明:PAA明显减缓了Fe_(3)O_(4)和Fe_(2)O_(3)颗粒的沉降速率,其对前者的分散效果更优;PAA对颗粒的分散效果随着颗粒粒径的减小而增强,PAA对粒径在12μm以下的Fe_(3)O_(4)颗粒具有明显的分散效果;PAA对铁氧化物颗粒保持较好分散效果的有效质量浓度范围较宽,在μg/L至mg/L级别;PAA对粒径小于28μm的SG真实泥渣具有明显的分散效果,PAA的加入使得泥渣颗粒的悬浮率从34.05%提高至56.93%。

软基处理PST桩复合地基加固机理及CPTU验证

对于厂房、仓库、露天堆场等沿海软土地基加固处理工程,采用传统的软基处理方法如真空预压或堆载预压,其施工工期长、工后沉降大;采用水泥搅拌桩由于施工质量不易控制,桩体强度低、处理效果不佳;采用刚性桩复合地基存在地面堆载沉降不均匀等难题。“PST”复合地基处理方法采用预制桩与桩帽及厚褥垫层组合,将预制桩的高承载力转化为褥垫层均布承载力;地面均布荷载引起的变形应力传递到桩身而非其下的软土。以某大型地基处理工程为例,通过CPTU孔压静力触探技术评价PST桩地基处理加固效果与挤土效应,通过对打桩过程中,不同时期的超静孔隙水压力进行观测,掌握超静孔隙水压力消散和变化规律。通过打桩过程中的超孔压的变化情况,分析打桩顺序和速率对孔压的影响程度,了解PST桩施工对软土的扰动规律,以指导施工,降低PST桩施工对地基土的影响。

基于平动轴承原理的机匣类部件静/压力试验活动密封技术研究

本文通过分析现阶段普遍采用的机匣类部件静/压力试验密封方案的缺陷,提出了基于平动轴承原理的活动密封技术,并通过试验验证,得出了基于平动轴承原理的活动密封技术在机匣类部件静/压力试验中应用可行、方便、可靠的结论。在试验验证中,活动密封装置均一次安装即保证了密封质量,充分说明该装置密封良好,安装简易可靠;设计的可重复使用的平动轴承通用件可大大提高试验转接段的利用率,节约试验成本,减少设计及装配工作量。

土石混合料力学特性和颗粒破碎研究

文中针对土石混合料开展了一系列的室内三轴固结不排水试验。通过对应力-应变关系曲线、强度参数以及颗粒破碎规律等方面进行分析,探讨土石混合料的力学性质与破碎特点。实验数据分析发现,含石量和相对破碎率呈正相关;围压增大,相对破碎率的破碎趋势会逐渐减缓,二者的关系符合Allometricl函数模型。此外,含石量的增加能够提高土石混合料的强度;内摩擦角随含石量的“低-中-高”具有着“慢-快-慢”的增长规律,Boltzmann函数模型能够较好地描述这一规律并具有一定的适用性;土石混合料的黏聚力在含石量较低时较大,含石量较高时黏聚力下降到一定程度后随含石量的增加缓慢增长。

多功能泵保护阀旁路设计

离心泵的最小流量控制通常使用手动阀门操作控制或限流孔板控制,手动操作控制流量误差大,而且耗时费力;限流孔板控制流量不能实现关断,造成资源浪费;设计成自动调节控制,需要增加一套自动控制回路和调节阀,造价成本较高。然而,集四种功能于一体的多功能泵保护阀,不仅克服了前三种控制方式的不足,而且兼顾了止回阀和流量调节的功能。本文详细介绍了多功能泵保护阀在各种工况下的良性运行,以及它的使用方法、工作原理、使用功能、汽蚀的产生和消除。通过流体仿真分析、重难点计算和静密封试验,充分验证了用多功能泵保护阀替代离心泵最小流量控制的可行性和可靠性。

薄壁承压圆筒耐压试验时静强度可靠度系数

为建立铜制或钢制单层薄壁承压圆筒静强度的可靠性设计技术,研究了其静强度在最苛刻耐压试验时的可靠度系数。当静强度符合正态分布且分布参数为区间值时,应用概率论知识,构建了单层薄壁承压圆筒静强度在最苛刻耐压试验时的可靠度系数的计算方法。对于实测爆破压力不超过105.5 MPa的单层薄壁承压圆筒,研究表明:1)在最苛刻气压或气-液组合压力试验时,铜制圆筒屈服压力的可靠度系数不小于1.23且不大于与1.60,爆破压力的可靠度系数不小于5.81且不大于7.62;钢制圆筒屈服压力的可靠度系数不小于1.45且不大于与2.00,爆破压力的可靠度系数不小于3.01且不大于4.05。2)在最苛刻液压试验时,铜制圆筒屈服压力的可靠度系数不小于0.49且不大于0.80,爆破压力的可靠度系数不小于5.30且不大于6.96;钢制圆筒屈服压力的可靠度系数不小于0.57且不大于0.97,爆破压力的可靠度系数不小于2.18且不大于3.01。

Spar钻井生产储卸油平台油水界面监测试验研究

新型深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台油水界面监测技术是保证该工艺顺利进行的关键技术之一。针对前期小试试验提出的静压式方法油水界面监测方案,本文开展Spar钻井生产储卸油平台储油系统1∶15缩尺比中试试验,考察静压式方法在该超长立柱式储油舱内的可靠性及适用性。研究结果表明:静压式方法在常规海况静态置换及一年一遇海况动态置换中对油水界面监测均具有稳定、可靠的测量特性,可适用于Spar钻井生产储卸油平台超长立柱式储油系统。另外,在监测系统中需设置高位/低位定点监测装置及精准的Spar钻井生产储卸油平台吃水监测系统以分别消除斜率偏差及曲线偏移引起的误差。

压力传感器波纹膜片低应力激光焊接工艺

设计了利用激光焊接技术进行波纹膜片焊接的工艺方案,提出了基于正交试验的关键焊接工艺参数优化方法,设计关键焊接工艺正交试验表,完成以焊缝残余应力为评价指标的正交试验。基于正交试验获得的较优焊接工艺参数组合,焊接压力传感器,完成了焊接密封性、拉伸强度和传感器静态性能指标的测试验证。结果表明,较优的压力传感器波纹膜片激光焊接工艺参数组合是激光功率350 W、脉冲频率150 Hz、脉冲宽度1.5 ms、转台转速4200(°)/min;压力传感器焊缝的拉伸强度高达499.60 MPa,具备较好的密封性;焊接波纹膜片后的传感器零点输出提高了17%左右,灵敏度、满量程输出、非线性、迟滞和重复性等指标变化不大,但是非线性、迟滞和重复性比同厂家的同类型传感器改善约1倍左右。正交试验确定的激光焊接工艺能够保障压力传感器的高质量封装应用。

皇冠梨静压力学特性及模拟研究

目的 建立皇冠梨生理特性与力学损伤关系模型,实现果实静压过程的模拟研究。方法 通过材料松弛试验和静态压缩试验,研究果实材料力学特性。使用三维扫描方法辅助建立果实有限元模型,并对果实静载损伤过程进行模拟。结果 使用Maxwell黏弹性材料本构模型,成功模拟了果实流变特性。通过静压试验将所建立的梨果实黏弹性材料模型与传统弹塑性材料模型进行对比,误差降低了7%,从而验证了模拟的准确性。根据von Mises等效应力分布结果进行预测,发现在静载力为161.21 N时梨果实会出现明显损伤。结论 以上研究使用2种材料对静态压缩试验进行仿真模拟,进一步验证了使用数值模拟方法对水果静力学过程模拟的可靠性。为皇冠梨果实机械化采摘、储存包装及加工搬运过程提供了理论依据。

粉质黏土中包裹式散体材料桩复合地基承载特性

为探究包裹式散体材料桩在粉质黏土地基中的应用和包裹式散体材料桩复合地基的承载特性。根据实际路基工程的特点,采用室内模型静载试验方法,研究了粉质黏土中包裹式散体材料桩复合地基的承载特性、应力传递规律和孔隙水压力变化规律,试验结果表明:包裹式散体材料桩复合地基的承载能力和变形特征主要受包裹的长度和包裹材料的强度的影响。随着包裹材料的强度的提高,包裹式散体材料桩复合地基的承载能力也随之增加;包裹式散体材料桩复合地基的超静孔隙水压力随散体材料桩的包裹材料的强度和包裹长度的增大而减小,不同加固形式下复合地基的超静孔隙水压力随着应力的增加而非线性增长,加载初期,增长较快,随着加载地进行,后期的增长变缓,并会趋于稳定;最后根据现行的建筑地基设计规范和已有包裹式散体材料桩复合地基的设计方法的研究资料,对粉质土包裹式散体材料桩复合地基的设计计算方法进行了总结归纳,并与试验结果进行了对比,计算结果与试验结果较为一致。

深厚复合软土地层力学参数试验对比研究

土体抗剪强度、压缩模量及静止侧压力系数是深埋引水隧洞设计和施工的重要力学参数。通过试验对滇中引水工程昆明城区深厚复合软土地层的力学参数分布特征进行研究,并对不同试验方法获得的力学参数其关联性进行分析。研究结果表明:三轴(UU)试验获得的土层摩擦角较快剪试验获得的摩擦角小,而黏聚力大于快剪试验土体黏聚力,两种试验获得的黏聚力、内摩擦角均具有良好的线性关系。土层埋深较浅时,旁压试验和固结试验获得的压缩模量相近;土层埋深较大时,旁压试验获得的压缩模量小于固结试验获得的压缩模量。深厚复合软土地层的静止压力系数K 0与深度不相关,其大小主要受土性的影响;利用旁压试验进行K 0测试与室内K 0测试获得的结果相近,验证了旁压试验在深厚复合软土地层中进行K 0测试的适用性。研究结果对指导滇中引水工程及类似深埋岩土工程的设计施工有较强参考意义。

基于静力推覆试验的山岭隧道衬砌-地层相互作用机制研究

随着我国交通强国建设向西部丘陵重山地区推进,地震作用下山岭隧道衬砌与地层的相互作用机制愈发受到关注。以常规二车道公路隧道(V级围岩段)为原型,开展山岭隧道静力推覆模型试验,重点分析地层位移、地层应变、围岩压力随推覆距离的变化规律,探讨了衬砌-地层相互作用机制。试验结果表明:衬砌-地层相互作用可分为挤密、倾覆、裹挟3个阶段。倾覆阶段地层以起拱线为支点环向绕流,裹挟阶段地层带动衬砌发生整体位移。起拱附近线地层以径向挤压为主,形成挤压变形区,拱肩附近地层则以环向挤压为主,形成滑移变形区。左右两侧围岩压力的响应规律恰好相反,即右侧挤压区的围岩压力较左侧大,而右侧滑移区的围岩压力较左侧小。研究成果可为基于反应位移法的山岭隧道抗震计算提供试验依据与技术支撑。

标准测力仪布置方式对商用车静压台校准结果影响的研究

商用车驾驶室静压试验台是测试汽车车顶强度的重要设备,可对汽车车顶施加一定的载荷,检测车辆驾驶室对乘员的保护能力。其压力作用面尺寸一般为(2.5×2.5)m,且力值校准需同时布置多个标准测力仪。本文使用五种标准测力仪布置方式对静压试验台进行校准,通过比较、分析校准数据,评估不同布置方式对校准结果的影响,为同类型设备校准提供参考,为后续制定统一、规范的校准方法奠定基础。

双组元液体姿轨控系统推进剂供应稳定性试验研究

双组元液体姿轨控系统推进剂供应稳定是恒推力发动机可靠工作的前提,基于对推进剂性质和供应系统结构差异的对比,重点考察系统在静态环境与飞行环境下的工作压力稳定性。通过试验研究与理论分析表明两管路在竖直方向高度δH越接近的系统对推进剂混合比更稳定,推进剂供应系统中贮存推进剂密度ρ较大的管路压力波动更大。本试验研究可为双组元液体推进剂供应系统在压力稳定性设计方面提供理论依据。