大跨机库屋盖结构原型的静力实验

以某机库(100+150)米多级钢桁架屋盖原型为研究对象,采用有限元MIDAS软件建立了整体有限元模型,以悬挂设备和温差为荷载工况,对该大跨钢桁架空间结构进行了现场原位试验.根据试验数据与有限元分析结果的比较,分析了该结构的受力机理.结果表明,多级钢桁架的结构形式能很好满足结构跨度、负荷、屋面荷载悬挂设备运行等方面的要求,结构有较高的安全裕度,研究结果可为进一步评价该类结构可靠性、合理性以及工程设计提供依据.

应用近红外漫反射光谱快速测定土壤锌含量

采用近红外漫反射光谱和偏最小二乘法（PLS）建立了土壤锌快速分析的定量模型，并进行了波段优选。首先，基于单波长模型预测效果将全体样品划分为定标集和预测集；然后，采用多元散射校正（MSC）和Savitzky-Golay（SG）平滑方法对光谱进行预处理。选取全谱400～2500nm，400～1100nm，1100～1900nm，1900～2500nm，580～900nm等5个波段，每个波段分别采用原谱、一阶导数谱、二阶导数谱，共建立了15个定标模型。同时调整SG平滑点数和PLS因子数，每个模型分别进行PLS数值实验，按照预测效果进行优选。结果显示，采用1900-2500nm波段一阶导数谱的模型效果最好，预测相关系数（RP）、RMSEP、RRMSEP分别为0．806，31．0mg／kg和19．96％。这些结果表明，1900-2500nm波段可以代替全谱波段得到更好的预测效果，可为设计专用土壤近红外光谱仪提供依据。

钢渣矿渣复合对海工混凝土耐久性影响的试验研究

通过胶砂试验、混凝土抗氯离子渗透试验和混凝土抗硫酸盐侵蚀试验,研究了钢渣粉与矿渣粉复合掺入对混凝土海工耐久性能的影响。试验结果表明：钢渣粉和矿渣粉具有很好的复合强化效应,复合掺入后对混凝土抗氯离子渗透和抗硫酸盐侵蚀性能都有较好的改善作用。综合考虑钢渣矿渣的活性、混凝土的海工耐久性以及钢渣利用的最大化,海工混凝土中钢渣矿渣复合掺入的总量,可控制在胶凝材料总量的40%~50%,矿渣与钢渣的比控制在6∶4左右。这样可保证钢渣掺量较大的同时,混凝土的海工耐久性亦得到有效提升。

利用混沌振子系统识别超声导波信号的仿真研究

提出一种基于改进型杜芬混沌振子系统的强噪声下超声导波的识别和定位方法。首先,采用(-x^3+x^5)作为杜芬方程的非线性恢复力项,提高了系统的敏感性;其次,利用Melnikov方法、并结合待检测信号频率、噪声水平设置了杜芬系统参数;再次,利用驱动力幅值变化使得杜芬系统产生间歇式混沌,并将系统由大周期态向混沌吸引子过度的临界态作为检测系统。为了说明杜芬系统对噪声信号的免疫力,分析了随机噪声对系统扰动的统计特性。最后,利用导波信号对系统相轨图的显著变化识别导波信号,并提出了二分法用于识别导波发生时刻,并对输入信号的长度影响进行了讨论。仿真算例表明,利用杜芬系统相轨图对噪声和导波信号截然不同的响应特点,可以有效地检测弱导波信号,该方法对于延长导波的检测范围、以及提高微缺陷的检测灵敏度具有重要意义。

焦炭塔瞬态温度场的分析

由于循环的温度变化产生的严重温度梯度是导致焦炭塔出现鼓胀和开裂的主要原因之一.与以往文献的有限元分析不同,从二维热传导理论出发,获得了焦炭塔的轴向和径向二维瞬态温度场的解析解.所考虑的焦炭塔塔体为有限长,并采用迭代法模拟进油阶段和进水阶段中由于液面不断上升引起的动态边界条件.数值结果分析表明,该文理论模型能正确描述焦炭塔瞬态温度场的基本特征.同时,探讨了几何尺寸和冷却水升速对轴向温度梯度的影响.

大面积多层地下空间侧墙早期应力分析及抗裂抗渗技术

目的深入剖析超高层建筑中大面积多层地下空间侧墙早期裂缝产生与发展的机理,并据此探讨地下空间侧墙早期抗裂抗渗技术.方法对工程模型进行了基于ANSYS的水化热温度—应力有限元仿真分析,并分析纤维混凝土材料、聚乙烯气垫薄膜覆盖作保温保湿养护的抗裂抗渗原理.在-4到-1层地下空间侧墙工程中应用聚丙烯纤维混凝土以及聚乙烯气垫薄膜覆盖作保温保湿养护.结果 C35混凝土中添加0.9kg/m3的聚丙烯纤维,提高了侧墙的抗裂抗渗性能,保温养护14d降低了内表温差,提高了墙体抵御寒潮的能力.这些措施的实施使得最大拉应力由1.42MPa减少为0.82MPa,并且始终小于容许拉应力.结论大面积多层地下空间工程对抗裂抗渗性能要求极高,混凝土水化热及环境温度突变是导致其开裂的主要原因.纤维混凝土及保温保湿措施的采用,在大面积多层地下空间结构抗裂抗渗方面取得了满意的效果.

桥梁安全监测最新研究进展与思考

分析和总结了桥梁损伤检测方法和安全监测技术的发展状况,并对现有方法进行分类.分析了现有方法在研究与工程应用过程中存在的5个主要问题和挑战.深入探讨当前发展的热点研究问题,同时对下一步的研究工作提出了相关建议和方向,提出基于大数据分析的桥梁安全监测思想,希望能对今后的研究工作有所启发.

双层网格开顶扁球壳的非线性稳定性分析

根据基于等效夹层壳思想的双层网格圆底扁球壳在极坐标下的平衡方程、相容方程,采用修正迭代法,对外边缘滑动固定、内边缘悬空和外边缘夹紧固定、内边缘悬空两种边界条件下,双层网格开顶圆底扁球壳的非线性稳定性进行了分析,得出了非线性载荷-位移关系及临界荷载的解析表达式,并讨论和分析了网壳几何参数对临界屈曲载荷的影响。

硅钙板-聚苯乙烯轻质混凝土实心复合墙板的发展

硅钙板-聚苯乙烯轻质混凝土实心复合墙板是一种新型墙体材料,本文介绍了这种复合墙板在我国的发展历史和现状,列举了一些应用实例,指出了其存在的问题及其改进的建议。

大直径管道磁致伸缩纵向导波传感器偏置磁场的优化设计

偏置磁场的合理设计是磁致伸缩式纵向超声导波传感器设计的关键之一,大直径管道中偏置磁场由于管径较大的原因而呈现磁场强度弱、分布不均匀的特点。通过有限元软件模拟了直径为88mm的大直径管道中各种磁路偏置磁场的分布情况,得到了不同截面磁场分布方差随磁路组个数增加呈现的对数衰减规律,中截面上偏置磁场与磁路组个数呈现线性递增的关系。结果表明5磁路组设计为88mm大直径管道超声导波磁致伸缩传感器偏置磁场的最优化阵列组合。

封面图片说明

港珠澳大桥是世界桥梁史上里程碑式跨海大桥,地处台风多发区,长期服役中的不利载荷将不可避免导致其损伤积累和抗力衰减.因此结合损伤识别、传感测试、信号分析等多学科交叉的桥梁安全监测技术确保其安全运营,是一个重要而紧迫的科学问题.

基于PSpice的OCT光电探测系统设计

从OCT输出微弱信号的特点出发,设计一种抗干扰能力强、信噪比高的光电探测系统。为了追求高信噪比和大带宽,在设计过程中借助PSpice对电路进行性能分析,并对电路元件进行优化。仿真结果表明所设计的光电探测系统不仅能准确探测有效信号,而且具有很高的信噪比。

条纹计数法干涉型光纤液位传感器的电路法判向及其温度补偿

提出利用RC移相电路获得相位差为90°的输出信号,以取代相位差为90°的双光路,对干涉条纹计数时做正确判向,可以简化条纹计数法光纤Fabry-Perot腔干涉型液位传感器的结构,使之更实用和集成化。分析了F-P腔长与温度变化的关系,说明选择合适的腔体材料以及波纹管的热膨胀系数和初始长度,可在温度变化时保持腔长的较小变化。提出在传感器上安置温度传感器,预先测出F-P腔长与温度变化的关系,然后利用软件法对传感器输出进行温度补偿。实验表明:该软件补偿法能够较好的补偿温度变化对液位测量时造成的影响。

用于测量印刷机套印误差的光电检测系统

为测量高速运动状态下印刷机滚筒表面位移偏差,采用了黑白条形码编码为基础的光电检测方法,设计并实现了一套非接触式光电检测系统。通过精确设计的检测条形码,得到了系统在高速测量情况下的工作状态和测量精度,测量误差低于±3μm。结果表明,系统工作稳定可靠,检测速度快,满足套印误差测量的精度要求,为有效解决印刷机套印误差提供了全新的技术手段。

大跨机库桁架屋盖结构原型动力特性的实验研究

通过对跨度为(100+150m)的机库桁架屋盖结构的现场环境激励结构动力特性测试,利用谱分析方法对实测数据进行了分析,得出了结构的自振频率和振型。采用结构分析软件Midas建立屋盖的空间模型,采用特征向量法,得到了该结构的动力固有特性。有限元计算结果与动力试验结果在前3阶基本周期有相同的差异,各自所对应的振型吻合较好。结果表明环境激励下识别出该屋盖的低阶模态,可作为该机库的有限元模型修正和健康监测的基础。

层状地基中水平受荷桩-土相互作用试验

为了深入研究侧向受荷桩的承载特性及抵抗变形的能力,结合实际工程中天然土体的成层特性,开展了侧向受荷桩的室内模型试验,研究了不同粒径土层厚度及相对密实度对桩土相互动态耦合作用的影响,并结合PIV图像技术,分析了桩周土体位移场的发展趋势,为水平受荷桩的设计提供了理论依据。试验结果表明:①土体刚度与较小粒径土层的厚度呈正相关关系,而较大粒径砂土层厚的增加则对整个桩土体系的刚度产生了弱化作用;②当桩顶位移相同时,随着较小粒径砂土层厚的增大以及相对密实度的提高,土抗力随之增大,在深度为5~6倍桩径范围内达到最大值,且相对密实度对土抗力的影响更大;③水平受荷桩的桩前和桩后砂土表面均形成了一个纺锤形的位移影响区域,且此区域与水平加载方向的最大夹角随土层条件和相对密实度的变化很小,其值均为45°左右;④在相同的桩顶荷载下,砂土相对密实度的增大约束了桩体的运动趋势,使得桩体的水平位移减小,例如,当桩顶荷载均为30 N,密实度为0.5时桩前砂土的最大位移影响范围比密实度为0.3时普遍减少了约1倍桩径的距离;⑤桩身弯矩值随着较小粒径土层厚度的增大而增大,最大弯矩约出现在0.15 m深度(5倍桩径)处;随着砂土相对密实度的提高,桩身弯矩也逐渐增大,最大弯矩所在的位置逐渐上移。

基于侧边抛磨光纤光栅双反射峰的折射率传感器

介绍了一种利用具有双布拉格反射峰效应的侧边抛磨光纤光栅(sPFBG)进行折射率测量的新型光纤折射率传感器。该传感器基于由轮式侧边抛磨法加工而成的侧边抛磨光纤光栅,通过将折射率液覆盖一部分抛磨区的方法在一根光纤光栅上获得两个布拉格反射峰。这两个布拉格反射峰差值与覆盖材料折射率有关,而与光纤光栅所受应力与环境温度无关,因此用这两个布拉格反射峰差值作为测量量对折射率测量,可减小应力与环境温度的影响,实现高精度的折射率传感测量。实验表明,当维持环境温度恒定时,光纤光栅轴向应变在线性变化范围内,该传感器测量折射率时不受应力与温度变化的影响。折射率液在1.4298～1.4479范围内,该传感器的折射率测量分辨率为0.0001。