淮河入海水道深淤土基础穿堤涵闸设计与地基处理

介绍淮河入海水道工程淮阜控制境内深淤土基础上4座穿堤涵闸建筑物的结构设计，以及采用真空联合堆载预压方法使淤土加快排水固结的地基处理方案。     

真空堆载预压技术在公路工程中的应用

真空堆载联合预压法由真空预压和堆载两种方法组合而成。它是先对软土地基进行真空预压,当膜下真空度稳定后,再按照堆栽预压法的要求在薄膜上堆载进行预压。本文首先介绍了该技术的加固机理和优点,然后对主要的施工工艺做了较为详细的探讨和阐述。     

真空-堆载联合预压法加固机理讨论

根据真空-堆栽联合预压现场试验及孔压、沉降测试结果，对真空-堆栽联合预压法加固机理中一些有争议的问题，如抽真空时地下水位的变化过程和加固深度范围等，进行了探讨。结果表明：真空预压的直接作用范围可达地表以下18m；真空预压期间地下水位是下降的，且下降幅度小于2m；停止抽真空使地基横向约束放松，从而导致向外变形，且此变形会消除卸真空引起的回弹现象；负孔压的恢复如同正超孔压的消散一样，需要一个过程，即不会瞬时完成。     

真空预压和堆载预压下软土微观结构的变化

为揭示真空预压和堆载预压加固软土地基过程中土体微观结构的变化,进一步探究软土加固机理,对温州海底吹填土进行了真空预压试验和堆载预压室内试验,采用电子显微镜研究了2种方法加固软土前后土颗粒的数量、圆形度、直径、丰度及定向性等微观参数的变化.试验结果表明:在真空预压和堆载预压加固软土的过程中土体结构不断调整重组,但加荷方式的差异引起土体结构调整方式不同;真空预压时,土体颗粒重新排列;而堆载预压时,土体颗粒破碎后排列.通过对真空及堆载预压固结过程中土体微观结构变化规律的研究,有助于了解真空预压和堆载预压加固软土的机理与效果.     

匀速等量堆载的真空联合堆载预压下吹填土工程特性试验研究

针对温州滩涂围垦区吹填土处理难度大、强度低、工期长等问题,在真空-堆载联合预压下,采用5 k Pa/d匀速堆载的方式进行室内模型试验;同时设立真空预压对照组。对真空度、孔隙水压力、表层沉降进行监测并分析变化原因。通过加固后的土体含水率和十字板剪切强度对加固效果进行对比分析。试验结果表明:真空-堆载联合预压处理技术能够又快又好地加固温州吹填土。匀速堆载时真空度、孔压和土体表面沉降有明显变化;但随着时间推移而减弱。加固效果优于真空预压。     

真空-堆载联合预压处理地基的沉降特性

通过现场试验和理论分析计算,对堆载预压法和真空-堆载联合预压法2种方法处理相近地质条件软基的沉降特征、沉降计算理论和结果等进行了对比研究。结果表明：真空荷载能够加速地基沉降、增加地基的总沉降量,但等效真空荷载引起的沉降增量要小于真实的堆载荷载;真空-堆载联合预压下的加固区沉降比堆载预压更加均匀;将真空荷载等效为正荷载,按照分层总和法和Hansbo解进行真空-堆载联合预压沉降和固结计算,经修正后结果令人满意。真空-堆载联合预压计算时的沉降修正系数m_s小于堆载预压;真空荷载可有效地消除工后沉降。     

真空-堆载联合预压技术经济分析

针对目前真空-堆载联合预压造价分析中,真空预压工艺缺少定额的现状,参照收集资料,整理分析出堆载真空预压补充定额,供造价分析时参考。     

真空联合变堆载预压下竖井地基固结分析

为了得到真空联合变堆载预压下竖井地基沉降随时间的发展规律,考虑真空度沿竖井线性减小,堆载单级线性施加,还考虑了地基的径竖向渗流以及扰动区土体水平渗透系数呈抛物线变化,推导了真空联合变堆载预压下竖井地基固结度的一个解析解.并分析了地基固结性状.结果表明,荷载逐渐施加时,采用真空联合堆载预压比只采用堆载预压固结要快,真空度越大,沿深度衰减越慢,固结越快.在地基井径比和水平渗透系数与竖向渗透系数之比较小时,地基的竖向渗流对地基的固结度有较大的影响.     

真空预压法处理吹填超软地基10a进展及展望

近十年来,大量围填海等吹填造陆工程相继开展,真空预压是处理吹填超软地基的主要方法。由于吹填超软地基的性质比一般软基更差,真空预压处理中遇到了一系列新问题,研究和解决这些新问题推动了技术的持续发展。总结了真空预压法处理吹填超软地基的进展,各项改进措施及其对加固效果、经济、环境、工期的影响。超软地基表面施工用泡沫浮桥法搭建作业面的成本仅为传统真空预压成本的58. 8%、对相邻排水体采取异步真空吸水预压,排水量较传统真空预压法提高了29. 3%;采用沉降自适应排水通道连接排水体,降低了排水体的弯折。真空堆载联合预压最终沉降量比传统真空预压增加30%、电渗用在真空预压最后阶段,含水率下降了25%,能耗占真空预压能耗的8%、加入SS-331H试剂真空化学联合预压使抗剪强度增加了4～5倍。建议完善相关技术规程,便于方法推广应用;研发耐腐蚀的电渗阳极,防淤堵排水板,降低成本;对其他如S320等试剂进行研究,提升土体性能的同时,充分考虑对环境的影响。     

真空-堆载联合预压软基中PVD单元的构造及应用

根据真空-堆载联合预压软基中塑料排水板的作用特点,提出了PVD单元的概念以及有限元格式、矩阵表达式,并将其结合到三维Biot固结有限元程序中.对真空-堆载联合预压计算例题,用PVD单元有限元法、常规有限元法进行了计算、比较,结果表明PVD单元有限元法能较好地模拟塑料排水板在真空-堆载联合预压地基中的应用.     

温度影响的轴承动态预紧耦合降维方法

机床主轴承预紧状态随运行工况动态变化,但预紧力与轴承动力学特性非线性相关,根据轴承动态特性变化对预紧力实施动态优化是提高球轴承综合性能的关键.为提高主轴轴承综合性能,提出一种新的预紧力优化准则.构建了温度影响的球轴承动力学模型,分析变转速、变预紧力和变温升综合影响的球轴承动力学特性变化规律,采用主成分分析法对预紧力与轴承动态指标间的耦合关系实施动态降维优化.MATLAB仿真结果表明,在恒速和温升状态下轴承动态预紧状态与滚动体-内滚道接触载荷关系密切,其贡献率高达95.8％,该方法为球轴承动态预紧优化提供重要理论依据.     

预应力钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固持荷RC梁数值分析及承载力计算

建立预应力钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固钢筋混凝土(RC)梁的有限元模型(FEM),并利用已有的试验数据验证模型的准确性.基于有限元模型,进行不同持荷比下加固梁的力学性能研究.结果表明:建立的有限元模型可较好地解决持荷条件下钢丝绳-聚合物砂浆面层与RC梁之间单元不协调变形等问题;随着持荷比的提高,加固梁的极限承载力提高幅度逐渐减小;当预加载低于未加固梁极限承载力的20%时,混凝土损伤较小,不考虑预加载的影响;当预加载高于未加固梁极限承载力的20%时,需考虑加固材料滞后应变对加固试件极限承载力的影响.基于平截面假定和钢丝绳滞后应变,提出抗弯加固持荷RC梁的极限承载力计算公式,其计算结果与数值分析结果吻合良好.     

负载下碳纤维布约束混凝土圆柱轴压应力-应变关系试验研究

通过32个碳纤维布约束混凝土圆柱的轴压试验,研究了圆柱在不同的负载水平、混凝土强度和碳纤维包裹层数下的破坏特征和力学性能,并对负载导致约束混凝土峰值点应力和应变下降的原因进行了分析.试验结果表明,负载水平的大小对于碳纤维布的约束效果有明显影响.随着负载水平的提高,第2阶段刚度、峰值点应力和应变均逐渐下降;而碳纤维包裹层数的增加,则放大了这种效应.在已有未负荷状态下碳纤维布约束混凝土的相关研究成果的基础上,根据试验结果,首次提出了考虑负载影响的第2阶段刚度、侧向膨胀系数、峰值点应力和应变的计算公式,并提出了考虑负载影响的碳纤维布约束混凝土圆柱的应力-应变关系计算模型.     

混合陶瓷球轴承油气润滑与预紧力的实验研究

对混合陶瓷球轴承的油气润滑和预紧进行了试验研究。具体测试了轴承预紧力、油气润滑供油量以及主轴转速对主轴温升的影响关系，确定了混合陶瓷球轴承合理的油气润滑参数和预紧力，并与钢轴承进行了试验对比。     

空间滚动轴承预载能动可调技术研究

滚动轴承是航天器及其有效载荷转动部件的关键部件,其工作时需要加载一定的轴向预紧力。但空间复杂工况对轴承实际应用的选择提出了可调预载的要求。提出一种可在轨调节航天轴承预紧力的方法,可同时满足发射时高预紧力和在轨工作时低预紧力的要求,可有效提高轴承在轨工作寿命。     

过盈配合量和预紧力对高速角接触球轴承刚度的影响

以滚动轴承拟静力学分析和滚道控制理论为基础,给出了计及轴承安装时的过盈配合量、预紧力等因素的影响,以及计算高速角接触球轴承中钢球与内、外圈的接触刚度和轴承整体的径向刚度、轴向刚度和角刚度的完整方法和相应的程序.对B7004轴承的分析表明:配合过盈量增加,钢球与内、外圈的接触刚度以及轴承的径向刚度增大,而轴承的轴向刚度和角刚度减小;预紧力增加,钢球接触刚度、轴承刚度随之增加;预紧力较小,特别当旋转速度较高时,应仔细选择合适的预紧力,否则轴承刚度会出现不稳定的波动.     

纵弯复合模式直线型超声波电机研究与实验

研究了纵-弯模式直线型超声波电机的驱动机理,设计制作了一台输出大力矩的纵-弯复合模式直线型超声波电机样机,并进行了实验测试,绘制了在一定的预压力、预紧力和驱动电压时候激励频率与速度的关系曲线,在一定的预紧力、预压力和激励频率下驱动电压与速度的关系曲线以及预紧力、激励频率和驱动电压一定情况下预压力与速度的关系曲线,并对实验结果进行了分析。实验结果表明,这种新型结构电机充分体现了超声波电机良好的性能特点,特别是能输出较大的转矩,具有良好的应用前景。     

玄武岩残积土的崩解性试验

论述了残积土的崩解性,并对两种不同风化程度下的玄武岩残积土进行了室内崩解试验,试验在原状土、烘干、风干三种条件下进行。试验结果表明,原状土样崩解速度较慢,风干土样崩解速度最快,烘干1h土样次之。同时,土样本身的矿物成分、颗粒大小、含水率等是影响土样崩解的重要因素,棕红色土样由于含有游离态氧化铁等因素,崩解速率大于黄褐色土样。     

发动机配气机构凸轮-从动件接触应力分析

配气机构中凸轮与从动件是一对重要的摩擦副,较易出现磨损、擦伤、劈裂等破坏。针对凸轮与从动件之间容易产生破坏的情况,通过改变气门弹簧的预紧力与刚度,以降低凸轮与从动件之间的接触应力,减少凸轮从动件间的接触破坏。利用AVL EXCITE Timing Drive建立某发动机配气机构单阀系动力学模型,对不同转速下的模型进行动力学分析。在Design Explorer中进行拉丁超立方试验设计,再通过Nelder-Mead算法对得到的试验数组进行优化,得出最佳的接触应力、弹簧预紧力与刚度的组合。试验与优化过程中,通过设置接触损失角和气门落座速度两个约束条件对优化结果进行约束,以防止弹簧预紧力与刚度的变化对机构整体的影响。优化得到的弹簧预紧力与刚度使得不同转速下最大接触应力均有所降低,且未出现飞脱现象。     

填料密封预紧应力与磨损量和泄漏量的映射模型

核电因其辐射性,对相关设备密封要求高。填料密封是广泛用于核电机械中孔轴配合之间的动密封方式。填料密封的预紧力越大,密封效果越好,但磨损速度也会增大,使用寿命随之降低。因此通过研究预紧力与密封介质泄漏率和密封材料磨损率之间的关系,建立不同预紧应力对密封介质泄漏和密封材料磨损的映射关系模型,基于实验数据对该模型关键参数进行识别,得到磨损量和泄漏量的最终模型,通过实验对修正模型的准确性进行了验证。