带U形连接件的加强式梁柱弱轴端板连接节点抗震性能研究

对带U形连接件的肋板加强式钢梁-H形钢柱弱轴端板连接节点的抗震性能开展数值研究。在验证有限元模型准确性的基础上,分析了U形连接件厚度、加强肋板长度、加强肋板高度和梁端端板厚度对该节点破坏模式、抗弯承载力及抗震性能的影响。结果表明:该节点属于典型的梁柱半刚性连接节点,具有较好的转动能力;在H形钢柱弱轴设置U形连接件可使其与柱腹板和翼缘形成箱形节点域,增大节点域体积和抗剪切变形能力,提高节点抗弯承载力。U形连接件厚度取为0.83tf~1.16tf(tf为柱翼缘厚度)时,梁端形成塑性铰并先于U形连接件发生破坏;设置端板加强肋板可使梁端塑性铰远离节点区,避免钢梁与端板连接处焊缝应力集中,满足“强节点、弱构件”的抗震设防目标。同时提出了梁端端板厚度和加强肋板构造的建议取值,可供工程设计参考。

中国低纬度地区的夏季太阳总辐照度研究

目前GB 50736—2012已给出中国北纬20°~50°地区的夏季太阳总辐照度,尚缺少北纬10°~20°之间低纬度地区的规范值。为解决该问题,对处于低纬度地区的永暑、西沙的太阳辐射数据进行统计整编,并根据中国太阳辐射基础数据的确定原则,在现行规范的基础数据上补充太阳高度角为3°、大气透明度等级为4时的太阳辐射基础数据;然后通过插值法与理论计算生成中国北纬10°和15°地区、大气透明度等级为4时的夏季太阳总辐照度表,为低纬度岛礁地区太阳辐照度研究和太阳能应用提供规范数据。

极端热湿气候区建筑外壁面总换热系数研究

统计中国不同气候区主要代表城市冬、夏季室外平均风速及逐时降雨情况,采用理论研究和数据统计相结合的方法,分析对流、辐射和蒸发换热系数的理论计算方法,进而计算各城市外壁面总换热系数。结果表明:极端热湿气候区风速远大于内陆地区且壁面潮湿概率可达0.042;中国北方地区及南方部分风速特别小、壁面潮湿概率相对较小的城市,总换热系数可按规范忽略蒸发换热,但南方风速大、降雨多或风速相对较小、降雨特别频繁的城市,则需要计算蒸发换热部分。极端热湿气候区建筑夏季潮湿外壁面总换热系数经计算可达39.0 W/(m^2·K),远高于规范值。

CFRP筋-低强度珊瑚混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对6根CFRP筋-低强度珊瑚混凝土试验梁进行抗弯试验,研究不同CFRP筋配筋率的珊瑚混凝土梁的受力性能,分析其破坏形态、裂缝发展情况与挠度变形。试验结果表明:CFRP筋-低强度珊瑚混凝土梁破坏前产生裂缝和大的弯曲变形,有较为明显的预兆,类似于适筋梁破坏,具有较好的延性;在一定范围内提高珊瑚混凝土梁CFRP筋的配筋率,可以提高其抗弯、抗裂性能;试验梁裂缝开展机理与CFRP筋-混凝土梁基本相同,裂缝条数较多且分布均匀;在剪跨区斜裂缝分布较为密集,卸荷后裂缝基本闭合,挠度恢复显著。使用时应注意珊瑚混凝土强度过低不利于CFRP筋强度的发挥,此外,对于CFRP筋珊瑚混凝土受弯构件,应当增加CFRP筋的锚固区长度,避免发生滑移破坏。

矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响研究

通过抗压强度、氯离子扩散系数和干燥收缩试验,探讨分析不同矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响。结果发现,单掺15%矿粉和5%偏高岭土可以提高珊瑚砂混凝土的最终强度,降低氯离子扩散系数、减少珊瑚砂混凝土的干燥收缩;单掺15%粉煤灰的珊瑚砂混凝土的强度出现倒缩、渗透性能变差。

掺偏高岭土-珊瑚礁石粉的水泥砂浆性能研究

为了缓解远海工程建设中原材料短缺的问题,该研究探讨了掺珊瑚礁石粉砂浆的力学性能和耐久性以及偏高岭土对上述材料性能的改善作用。研究结果表明,礁石粉的使用不会明显影响新拌水泥基材料的流动性。由于礁石粉对水泥的稀释作用,单掺礁石粉对水泥基材料力学性能和耐久性较为不利。偏高岭土与礁石粉复合使用时,可促进碳铝酸钙的形成,显著增强掺礁石粉与水泥浆体的界面,砂浆的力学性能和耐久性指标得到改善。

K0状态下含砾无黏性土剪切波速特性试验研究

剪切波速是评估无黏性土力学性质的重要参数。为探究现行剪切波速液化判别方法不适用于砾性土场地的原因,利用自主研发的无黏性土剪切波速与相对密度联合测试系统,以汶川地震液化场地实测资料为参考,通过对福建标准砂和花岗岩圆砾按比例混合配制不同含砾量的砾性土试样在控制相对密度下的K0状态剪切波速试验,研究其含砾量对含砾无黏性土的剪切波速影响规律。试验结果表明:相对密度相同的砾性土剪切波速大于砂土,二者剪切波速比值与砾性土的含砾量成指数函数关系,两者比值最大为1.4;对于砾性土试样,在含砾量40%-60%间存在阀值,当含砾量小于该值,剪切波速随含砾量的增加明显增大,当含砾量大于该值,剪切波速的增长趋势放缓。试验研究指出了现行剪切波速判别方法不适用于砾性土场地的原因,揭示了含砾量与砾性土剪切波速的相互关系,提出了相同相对密度砾性土相对砂土的剪切波速修正公式,为建立新的判别方法提供了理论基础,也为岛礁珊瑚吹填土等宽级配无黏性新工程材料的性能研究拓展了技术手段。

平台式消浪结构试验研究及工程应用

针对台风期青岛燕儿岛护岸越浪破坏问题,进行了原因分析,提出了以消耗波能为目的的设计原则和设置消浪平台结构为主的修复设计方案,并通过试验对初始计方案进行了验证和优化,确定了关键设计参数。最终方案付诸实施,经历多年台风期检验,证明效果理想。本文对护岸平面布置和现行行业规范未涉及的直立堤消浪平台宽度和高程等关键参数确定原则进行了初步探讨,为解决类型工程问题提供参考和借鉴。

海水-珊瑚砂混凝土力学性能及微结构演变

以珊瑚砂为细集料,采用海水拌合,制备海水拌合珊瑚砂混凝土。针对珊瑚砂特殊物理化学特性,采用合理配合比设计,制备出工作性能优异的海水珊瑚砂混凝土。采用XRD、TG-DSC和SEM等微观测试技术,揭示海水拌合珊瑚砂混凝土力学性能发展及微结构演变规律。

三相泡沫灭火剂油面热稳定性试验

针对复配的三相泡沫灭火剂的黏度和粉体颗粒之间黏着力比较低的问题,构建了较为系统的三相泡沫油面热稳定性试验台架和三相泡沫发生器,着重研究含膨润土作为稳泡剂的三相泡沫灭火剂的热稳定性。膨润土自身对三相泡沫热稳定性的提升效果有限,且形成的粉体壳层并不致密均匀,容易被破坏,但膨润土具有较强的黏结补强作用,添加有膨润土的三相泡沫常温稳定性大大增强,可将其作为稳泡剂进行添加。同时,试验选取7种常见的稳泡剂,讨论了不同稳泡剂对空心玻璃微珠、石墨粉复配三相泡沫体系的发泡性能和油面热稳定性的影响。稳泡剂的加入并非均对泡沫稳定性产生积极影响,加入不合理的稳泡剂反而会影响泡沫的发泡性能和稳定性。

浅海浮式栈桥锚碇系统布链方式比较

为确定锚碇系统的布链方式,使用ANSYS下高度集成的AQWA软件,根据远海岛礁的风、流、浪荷载情况,模拟多种浅海浮式栈桥的布链方式,并进行比较分析。研究揭示其位移和锚链力因布链方式不同而变化的情况,比选出以45°交叉布链为最优的布链方式。

特种车辆非接触式油耗实时监测系统设计

针对目前特种车辆因附带油箱多而油量检测传感器少的结构,而存在感知不精确、测量不实时的问题,采用超声传感、北斗卫星导航系统(BDS)、无线通信与单片机控制等技术,在不破坏现有装备结构的情况下,开发了特种车辆非接触式油耗实时监测与定位系统。系统通过设置多个超声油位传感器,准确检测各油箱剩余油量;运用北斗定位模块,实现定位系统的完全自主化;通过专用无线传输模块和专网节点的设置,确保数据传输的安全性和保密性;自主开发远程监控中心,使整个监测系统具有独立性、便捷性、针对性和实用性。样机在四种不同路况下进行了测试试验,在路况较好的高速公路上油量检测误差率为3.92%,测得的油耗值与厂家标称值相近。试验数据分析表明:该监测系统设计合理,油耗检测算法正确、可靠,能够实现对特种车辆的油耗实时检测与定位。

再分析风场驱动下的南海波浪模拟误差

本文采用国际上广泛应用的3种再分析风场驱动WAVEWATCH III模型得到了南海波浪后报数据,并基于全球卫星高度计波高数据和我国沿海浮标实测数据对不同的风场计算结果进行了对比分析,分析表明3种风场的误差特征相差明显,其中ERA-40风场偏小,CFSR风场非常适合模拟常见天气的波浪过程,NCDC风场适合模拟大浪过程。论文重点以NCDC风场后报波浪数据分析了波浪模型模拟误差特点,发现在台风频发的的南海北部海域,再分析风场易低估大值波高,而在季风影响明显的南海南部海域,再分析风场易高估波高。浮标周边2°范围海域内的卫星高度计波高模拟误差趋势与浮标波高模拟误差趋势相似,浮标波高数据的统计特征值与“2度法”提取的卫星高度计数据统计特征值具有较高一致性。

珊瑚土工程场地地震液化特征解析

通过剖析近期大地震珊瑚土液化震害调查资料,对比陆相土液化研究成果,取得珊瑚土工程场地液化特征的一些基本认识,并指出珊瑚土液化研究的关键问题。分析表明:珊瑚土工程场地在遭遇强地震作用时会出现与陆相砂土、砾性土场地一样的液化及破坏现象,且会成为人造岛(礁)地震破坏的主因;地表峰值加速度0.10g(地震烈度七度)为目前触发珊瑚土层液化的最小地震强度,液化可发生在珊瑚土吹填层或泻湖沉积物中;实际工程场地中的珊瑚土层为由砾到粉土的宽级配无黏性土组成,并非砂土,发现的已液化珊瑚土与已液化陆相砾性土的颗粒级配类似;高剪切波速珊瑚土层会发生液化,触发渗透性较好的珊瑚土层液化需要特殊埋藏条件,现有砂土液化判别方法不适于珊瑚土工程场地;我国南海地区岛礁工程存在遭遇强地震客观风险,且其珊瑚吹填土级配与历史地震液化珊瑚土和砾性土级配接近;珊瑚土场地液化风险研究的关键是珊瑚土液化性态的实验室复现、现场珊瑚土层密实程度界定技术和液化判别技术。

油品在土壤中的运移特性

随着中国人口的增长和工农业生产规模的持续扩大,土壤污染问题日益严重,石油类污染物对土壤的污染是当前土壤污染的突出问题。通过模拟野外土壤密度和含水条件,开展了室内土柱实验,分别研究了0^#柴油在含水土壤中毛细上升、下渗及水平运移的特性,为全面了解石油类污染物在土壤中的运移行为,石油泄漏后的污染控制与治理提供依据。研究结果表明:柴油在土柱毛细上升的过程中,运移初期和末期上升高度的平方均与时间呈线性关系;油品泄漏后,污染土壤的主要运移方式是重力下渗,大颗粒土壤条件下,柴油的运移以重力下渗为主要运移方式,而对于小颗粒土壤,毛细作用将显著影响柴油的运移;柴油下渗运移速率明显高于毛细上升的速率;柴油水平运移的初始阶段,运移速率明显高于毛细上升速率,在末期两者运移速率趋于一致,说明分子级别的铺展作用受重力的影响较小。