新西海桥的振动特性及舒适性评价研究

以日本首座公路钢管混凝土拱桥——新西海桥为对象,进行该桥的自由振动特性分析,采用考虑路面不平整的桥梁与车辆相互作用力学模型,分析了在移动车辆作用下该桥的动力特性,包括冲击系数和舒适度评价。研究结果表明,在移动车辆作用下钢管混凝土拱桥主跨的拱肋和桥面冲击系数都较小,钢管混凝土拱肋的振动小于主桥桥面的振动。从振动舒适性的观点看,采用纵横梁格构桥道体系的新西海桥在车辆荷载作用下拱肋、桥面和人行桥均满足舒适性要求,具有较好的行车性能。

中国钢拱桥发展现状调查与分析

该文简要回顾了中国钢拱桥的发展历程,收集了大量中国已建和在建的钢拱桥的基本资料,对其数量、跨径、结构形式、主拱构造、施工方法等方面进行分析与总结,并将其与混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥进行对比。分析结果表明:2000年以来中国钢拱桥发展很快,数量迅速增加,且以大跨径为主。从总体数量来看,跨径在200 m以下的建得最多,但与钢管混凝土拱桥和钢筋混凝土拱桥相比,跨径350 m以上有较强的竞争力。结构方面基本上为无铰拱,中下承式达80%以上。矢跨比以1/4～1/5最多,拱肋以箱形为主,桁肋为辅,桁肋的杆件也以箱形截面为主,没有型钢或钢管杆件。施工方法以悬臂和支架法为主,也发展了其他的施工方法。

杆状支护系统的耦合模型及应用

锚杆/锚索等杆状支护系统在土木工程界的应用很广。但到目前为止,杆状支护物与被支护体之间的耦合机理却尚未十分清晰,有关支护效果的可靠合理的评价方法也并未成熟。基于Shear-Lap理论,提出一种改良的计算分析方法来描述杆状支护材料、交界面和被支护体之间的耦合作用机理。分析锚杆拉拔试验中由耦合到破坏的整个过程,提出一个计算交界面真实粘结强度的新方法。普通拉拔试验中,交界面的平均剪切强度低于其真实强度。二者的差别受支护杆的锚固长度和试件材料的物理力学性质的影响。若忽略试件材料的变形模量,可能导致试验的计算值与真实强度之间出现很大的偏差。分析不同变形模量试件体的拉拔试验过程,对于软岩支护中金属体的室内拉拔试验,建议试件材料的变形模量和相应的锚固长度。圆形隧道周边锚杆的受力状态分析表明,锚杆受力后存在拉拔区、中性点和锚固区。中性点的位置不但和隧道的几何尺寸有关,还与岩石的物理力学性质有关。计算结果和实测结果进行了对比,二者较为接近。

地下洞室围岩裂隙开裂判断方法及其应用

针对深部地下施工过程引起结构围岩损伤的现象,提出了可模拟裂隙开裂的新方法。根据断裂力学Griffith理论和经典的强度理论Mohr-Coulomb准则,得出材料在剪切和拉伸条件下裂隙开裂的判据;并且以离散元程序UDEC3.1为基础,应用其内嵌的FISH语言对软件进行二次开发,将该判据耦合到计算过程中。数值计算中,在UDEC块体(BLOCK)内部预设潜在节理面,根据潜在节理面的受力状态,依据判断准则判断节理面的开裂与否,节理开裂后利用其内嵌的节理模型(库伦滑动模型)模拟岩体中节理面的变形性质。把上述计算方法应用于某地下洞室群稳定性分析中,模拟在洞室开挖过程中,洞室围岩的裂隙扩展过程及其扩展状态,根据裂隙扩展情况来分析地下洞室围岩和结构的稳定性,有效的进行围岩支护,以确保洞室结构的稳定性;并将最终计算的位移结果与现场多点位移计的监测结果进行对比,二者吻合良好,验证了该计算方法的有效性。

大深度地下储能海水淡化技术的节能潜力

海水淡化作为淡水资源的开源增量技术,已成为解决全球水资源危机的重要途径。近年来,热法和膜法海水淡化技术的应用日益广泛,然而在海水淡化中仍存在着能耗大、运行成本高等突出问题,节能、高效海水淡化技术的研究和应用已受到普遍重视。综述了压缩空气储能发电技术(CAES)、大深度反渗透海水淡化技术(ROID)以及CAES和ROID集成海水淡化技术的发展现状,提出了大深度CAES和ROID集成海水淡化系统的设计方案,并对大深度CAES和ROID集成海水淡化和传统海水淡化系统的能耗进行了对比分析,淡水产量相同时,大深度CAES和ROID集成海水淡化系统的能耗仅为传统海水淡化系统的20%。