福建省第十届大学生结构设计竞赛结构优化分析

以增加结构模型承载自重比与实现结构鲁棒性为目标,通过力学计算、有限元分析和实体模型试验,从材料性质、结构选型、杆件截面设计和制作工艺等方面,对结构模型进行了优化分析,提出了准确掌握材料性能和结构受力特点是结构模型优化的前提条件。

福建省第十届大学生结构设计竞赛赛后分析及研究

从竞赛赛题、设计计算书、材料与设备、赛后的分析及总结等方面,分析了福建省第十届结构设计竞赛创新亮点,总结了本次结构竞赛亟待改进完善的地方,阐述了大学生结构设计竞赛应抓住时代脉搏,紧密联系工程实际,激发学生学习与创新的激情,同时要求不断完善竞赛赛题,优化加载设备与材料,创立赛后交流平台以总结经验教训,充分发挥竞赛的辐射作用。

RPC外包方钢管混凝土柱轴压受力性能研究

为了研究活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)外包方钢管混凝土柱的轴压受力性能,以RPC厚度和长细比为参数,对6根构件开展轴压试验研究,探讨该类组合柱的破坏模式、受力机理、套箍效应和承载力。试验结果表明:外层RPC可为内部方钢管混凝土柱提供较强的约束力,在受力后期套箍效应凸显。随着RPC厚度的增加,组合柱的承载力逐渐提高;随着组合柱长细比的增大,虽然其弹性刚度和承载力逐渐降低,但延性改善。采用ABAQUS软件建立RPC外包方钢管混凝土柱的有限元模型,分析RPC强度、RPC厚度、钢管强度等级、含钢率、内部混凝土强度和长细比等参数对组合柱承载力的影响规律,可得方钢管混凝土柱发挥系数的变化幅值为0.78~1.01。在试验研究、有限元参数分析和理论探讨的基础上,借鉴钢管混凝土结构技术规范,提出了RPC外包方钢管混凝土轴压短柱和长柱的承载力简化计算方法,公式计算值与已有数据样本吻合良好。

福建西北地区典型边坡稳定性评价及预控措施

为探讨福建三明某公路边坡的稳定性影响因素及其预控措施,基于岩土工程勘察,分析了该滑坡区的地质环境和滑坡基本特征,讨论了滑坡的影响因素及形成机制,对滑坡进行了监测和稳定性分析,结果表明:该滑坡场地内岩土体组分较多,地质条件复杂,属中厚层中型牵引式岩土质滑坡,其防治工程等级为二级;初步判定场地类别属II类,特征周期0.35 s;滑坡治理应考虑滑坡类型成因、滑坡形态、工程地质和水文地质条件、滑坡稳定性、工程重要性、施工影响等因素,宜采用排水、削方减载、支挡、锚固等工程措施进行综合治理,并加强对滑坡区地表裂缝、地下水位及位移的监测,以保障施工安全。

PMST在工程项目管理课程中的应用研究

针对传统的工程项目管理课程教学过程中,理论教学比重过大、知识点分散、实践教学环节设置不足等问题,将PMST作为实训课程引入到工程项目管理的课程当中。文章阐述了PMST课程设置的必要性,提出了课程的教学设计方案,并分析了课程的教学效果。

异形柱框架结构抗震性能的ANSYS有限元分析

为充分了解异形柱框架结构整体抗震性能,采用ANSYS对筋混凝土异形柱框架结构试验模型的原型进行了地震作用下受力性能的有限元分析,得到了结构的自震周期,楼层相对位移值,楼层最大位移值及层间位移角。分析可知:在地震作用下,2层作为薄弱层最先破坏,随着荷载增大,1层和3层相继进入破坏模式,计算模型的计算结果与试验结构相吻合。由此说明ANSYS模型用于分析异形柱框架整体抗震受力性能的可靠性。

铁尾矿微粉胶凝性能及微观结构分析

以铁尾矿微粉为研究对象,主要研究了将铁尾矿微粉加入到水泥体系中,是否会对水泥的水化过程产生相应的影响.利用X射线粉末衍射仪(XRD)开展铁尾矿微粉的水化产物分析,同时利用场发射扫描电镜(FSEM)来观察水化产物的形貌和微观结构.结果表明:试块在不同掺量、不同养护条件以及不同养护制度下不会改变水化产物的主要成分;在标准条件养护下,铁尾矿微粉可进行二次水化反应,但整体反应的量有限;当提高铁尾矿微粉的掺量时,试块的水化胶凝将会降低且排列不密实,将会出现较多的小孔隙;而采用蒸压养护会改变水化胶凝的形态,提升晶体的结晶度,并且呈现出细长的针状晶体,但未出现空间网状结构.

基于ANSYS的异形柱框架结构地震反应的建模分析

以某钢筋混凝土异形柱框架结构振动台模型试验为基础,结合有限元软件ANSYS,对异形柱框架结构地震作用下动力反应进行模拟分析研究。利用AYSYS模拟地震波的输入,研究结构在地震作用下的模态、动力响应和各层楼板最大位移反应等;通过结果对比,来验证本文中所采用计算模型的合理性及软件的可靠性,为今后ANSYS进一步分析异形柱框架结构的抗震性能提供可靠的参考。

全再生骨料地聚物混凝土抗压强度的影响因素分析

为探讨全再生骨料地聚物混凝土抗压强度的影响因素,探寻具有较好抗压强度的配合比,为后续全再生骨料地聚物混凝土砌块研发奠定基础,以硅灰掺量、激发剂用量、搅拌方法和水胶比四个因素设计四因素三水平的正交试验,研究各因素对全再生骨料地聚物混凝土28d抗压强度的影响规律。结果表明:(1)全再生骨料地聚物混凝土28d抗压强度值在30.2MPa~44.6MPa之间,28d抗压强度值的影响因素顺序为:水胶比>硅灰掺量>激发剂用量>搅拌方法;(2)在一定范围内,28d抗压强度随水胶比的增大而增大;(3)硅灰掺量在15%以下时,对28d抗压强度影响不大,超过15%后,28d抗压强度随硅灰掺量的增加而降低;(4)全再生骨料地聚物混凝土的最佳配合比为:单方地聚物混凝土中矿渣463.3kg、水玻璃179.8kg、氢氧化钠43.9kg、水80.6kg,细骨料570kg和粗骨料1110kg,骨料、矿渣粉和硅灰搅拌45s后再加激发剂溶液搅拌45s。

大跨度小净距隧道爆破振动监测与信号特征分析

为提高隧道爆破信号分析精度,基于稳健经验模态分解和同步挤压小波变换理论开展研究。通过集成化振动监测方法,实时监测大跨度小净距隧道钻爆法施工中夹岩的动态响应特点。将采集爆破信号按照稳健经验模态分解为若干本征模态分量,求取得到各模态分量信号的Hilbert时频谱,结合时频谱特征和相关度、方差贡献率综合确定信号的优势分量,通过同步挤压小波变换重构优势分量进而得到优化后的爆破信号及频谱,精细化提取得到隧道爆破信号能量在时频域的分布特征。结果表明:组合分析方法对隧道爆破具有很强的适用性,可准确获得非线性、非平稳爆破信号的时频特征,实现爆破信号特征精细化特征提取过程。爆破引起的岩体损伤与爆破次数具有密切关系,应针对性地制定安全标准,保障大跨度隧道掘进安全。

粮食入仓自动分级现象PFC模拟及定量分析

对粮食入仓自动分级问题进行研究,理论上分析了矩形筒仓装粮过程中产生自动分级现象的主要原因。并采用离散单元法的PFC^(3D)程序建立实际仓体的缩尺模型,通过设置不同的颗粒模拟粮食入仓自动分级的过程,在颗粒流动的动态过程中观察分级形成。在仓内装料完成并达到静力平衡后显示颗粒分级状态,.在仓内设置测量圈,分别监测圈内满仓时和删除完整颗粒时的两种孔隙率,计算出所有测量圈中破碎颗粒的含有率,得到分级情况的定量描述。

自保温再生混凝土砌块砌体抗剪性能数值模拟

为探讨研制的自保温再生混凝土砌块砌体的抗剪性能,选取10.6 MPa和4.5 MPa两种强度砌块及15 MPa、7.5 MPa和5.0 MPa三种强度砂浆,分析了不同材料在ABAQUS数值模拟中本构模型和相应参数的选取,进行了不同强度的砌块与砂浆组合砌筑砌体抗剪性能的数值模拟分析.结果表明:砌块和砂浆的强度较为一致时,有利于砌体发挥较好的受剪性能;单独提高砌块或砂浆的强度,对砌体受剪性能的提升效果有限;但砂浆强度高时,砌体受剪破坏后仍能保持较高的残余应力;砂浆强度过低时,砌体受剪性也随之急剧降低.

内置减压管的筒仓侧壁卸料动态侧压力

以试验结果为依据,利用颗粒流程序(PFC3D),分析了普通筒仓单侧壁卸料的动态侧压力和安装减压管时筒仓单侧壁卸料的动态侧压力。分析结果表明:普通筒仓单侧壁卸料最大超压系数为1.30,安装减压管的筒仓单侧壁卸料在最大超压系数为1.10;减压管的存在使得储料流动形式发生改变,从而使储料在卸料时仓壁受到的动态侧压力明显降低,超压系数及其分布范围显著减小;减压管能够减小筒仓单侧壁卸料时的偏心距,从而减小卸料时储料对仓壁的冲击,能够提高卸料时筒仓的稳定性。通过观察储料流动形式和理论分析,进一步阐释减压管减小卸料时超压系数的原因。

造纸废液和尾矿微粉地聚物性能的影响因素分析

造纸废液具有强碱性,可将其激发铅锌尾矿微粉生产地聚物,为探索该类地聚物密度和28 d强度的影响因素,采用四因素三水平正交试验设计进行试验研究,按0.02025 m^3计算,胶凝材料用量取15.4、14.4和13.4kg,生石灰取4、5和6 kg,造纸废液取9、10和11 kg,发泡剂(双氧水+铝粉)取0.2 kg+20 g、0.3 kg+30 g和0.4 kg+40 g,测试了各组试样的密度和28 d强度,采用扫描电镜和加能谱分析了其微细观结构和成分。结果表明:密度和28 d强度的影响程度依次为发泡剂用量>胶凝材料用量>造纸废液用量>生石灰用量;配合比4和5具有较好的发泡效果;造纸废液和尾矿微粉地聚物密度和28d强度与其微细结构和组分密切相关,不同配合比的地聚物成分有较大差异。

钢筋混凝土桥墩残余位移概率分析

为了评估强震后桥梁结构的通行功能,选择钢筋混凝土桥墩残余位移率为设计参数,对276个弯曲破坏为主的钢筋混凝土桥墩拟静力试验结果进行统计分析。采用A-D法对统计分析得到的桥墩极限残余位移率的概率分布模型拟合优度进行检验。结果表明,钢筋混凝土桥墩残余位移率限值概率分布模型接受对数正态分布,拒绝正态分布、威布尔分布和极值分布。从工程设计角度,给出了具有95%可靠性保证的残余位移率限值,并与日本设计规范中相关规定进行对比。得到给出的具有95%可靠性保证率的残余位移率限值与日本设计规范规定的容许值基本一致。可见,钢筋混凝土桥墩残余位移率概率模型可用于震后桥梁通行功能的地震易损性评估。

水泥和固化剂稳定铁尾矿砂用于公路底基层的研究

采用水泥与固化剂对铁尾矿砂进行固化,对一系列配合比进行击实试验与7 d无侧限抗压强度试验,选择满足二级及二级以下公路底基层强度要求的最佳配合比,进行延迟试验、不同龄期的抗压强度试验及水稳定性试验,对比分析水泥与固化剂对铁尾矿砂强度及路用性能的影响。结果表明水泥稳定铁尾矿砂、固化剂稳定铁尾矿砂、水泥和固化剂综合稳定铁尾矿砂满足设计强度要求的经济掺量为10%;固化剂对铁尾矿砂的早期加固效果及水稳定性不及水泥,但对材料的中后期强度及水稳定性的提升效果优于水泥;以固化剂作为结合料能够降低材料的水敏感性和延迟效应,对施工有利。

装配式梁桥概率地震需求分析

装配式梁桥在公路桥梁系统中应用广泛,其概率地震需求分析对实现桥梁基于性能的抗震设计与评估至关重要。采用增量动力分析(IDA)方法,选择阻尼比为5%、与结构基本周期对应的谱加速度作为地震动强度指标,选择墩顶侧移率作为工程需求参数,提出装配式梁桥概率地震需求模型建立方法。利用典型装配式梁桥为计算实例,通过有限元软件OpenSees建立了分析模型。根据场地类型,选取20条地震波进行非线性时程分析,通过调幅得到380个计算工况。利用回归分析建立工程需求参数和地震动强度指标关系,并获得给定地震动强度指标下地震需求易损性。

深浅仓卸料压力离散元数值模拟研究

筒仓卸料时贮料作用在仓壁上的动压力出现骤然增大及震荡分布的现象,采用室内模型试验法和离散单元法,通过改变筒仓高径比来研究贮料在静态储粮状态和卸料过程中的力学行为,从宏观流态和细观颗粒层次研究贮料颗粒物质的力学行为及二者的本质联系。采用锥形漏斗筒仓,贮料为小麦,装料高4.4 m,直径1.5 m,漏斗高0.7 m,在室内模型试验验证的基础上,利用离散元PFC2D软件分别建立6个不同高径比的深浅模型仓,对筒仓卸料过程进行数值模拟,对静压力、动压力以及超压系数进行对比分析,并从宏观流态和细观动力拱两方面来探究筒仓侧壁动压力增大的原因。结果表明:试验最大动压力发生在筒仓下部约1/3处,模拟最大动压力发生在筒仓下部约1/4处;相同高度、较大直径的筒仓最大动压力随直径增大呈整体上升趋势,但非线性;流态不同、动力拱发生时间不同是深浅仓动压力不同的重要原因。

造纸白泥资源化利用的可行性途径初探

为探索造纸白泥资源化利用的可行性途径,对某纸厂白泥试样进行了成分分析、筛分析、水洗、热重-热差分析和X射线衍射分析等试验,并基于试验结果,探讨了其资源化利用的可行性途径,结果表明:堆场取样造纸白泥的主要成分为有机质和CaCO_3,其粒径主要分布在0.05~0.6mm区间,以0.065~0.1mm粒径为主。白泥溶液的pH值随清洗次数增加而降低,但降低幅度逐渐减小,白泥溶液pH值与清洗次数关系可由二阶指数衰减拟合。生产现场白泥的CaCO_3含量较少,而堆场白泥中CaCO_3含量较多,生产现场和堆场白泥热分析后的残渣均含较多的CaO。造纸白泥可广泛应用于建材和肥料制造行业,也可以合成人工沸石或生产固化剂,具有较好的经济、社会和环境效益。上述结论可为造纸白泥的资源化利用提供参考。

基于Midas/GTS的某高速公路边坡稳定性分析

某高速公路段边坡治理工程采用锚杆、锚索、喷混面层、抗滑桩、挡土墙作为支护形式,锚杆的水平间距为2.4 m,竖向间距为2.0 m,锚索与抗滑桩上部连接。数值模拟以Midas/GTS有限元强度折减法(SRM)原理为计算基础,分析边坡的稳定性,计算得出边坡的安全稳定系数、变形位移与剪切滑动面,并综合分析采取支护措施后的计算结果。分析结果显示,基于弧长法分析的SRM能有效模拟边坡破坏形式,直观反映滑动面及土体位移;边坡稳定安全系数因支护措施得以提高。该支护方法可为类似工程提供参考。