基于层间接触含AR-SAMI复合路面的力学响应分析

目的通过设置库伦摩擦接触和粘聚接触建立含橡胶沥青应力吸收层(ARSAM I)复合路面的有限元模型,对其进行非线性力学响应分析.方法通过对ARSAM I进行界面拉伸实验得出材料的抗拉强度及变形,为ABAQUS道路模型的建立提供合理的参数,验证了考虑非线性接触的必要性.然后,利用非线性力学响应分析裂缝长度对应力强度因子的影响以及AR-SAMI的合理厚度、模量进行了设计.结果铺设AR-SAMI后应力强度因子下降47%,面层底部拉应力下降了17%~35%,AR-SAM I的模量和厚度建议设成600 M Pa和2.5 cm.结论铺设AR-SAM I能很好地延缓反射裂缝的发生,并且在很大程度上提升路面结构整体性能,使路面使用时间得以延长.     

有机改性水泥基透水混凝土的性能研究

目的研究骨料级配、骨胶比、矿物掺合料、树脂对透水混凝土性能的影响,解决其高强与多孔的矛盾和易开裂不耐久的问题.方法通过粗骨料的空隙率找出最佳级配,利用减水剂与矿物掺合料的双掺技术,掺加一定量的砂,采用水泥与水性环氧树脂复配的技术来提高透水混凝土的性能.结果两种骨料质量比m(A)∶m(B)=1.5∶1时,骨料的紧密堆积空隙率最小;骨胶比为3.9时透水混凝土的性能较好;0.8%的减水剂与三种矿物掺合料的双掺技术可有效提高透水混凝土的抗压强度,且硅灰掺量为6%时效果最佳;加砂10%和掺入5%的水性环氧树脂能有效地解决透水混凝土的开裂,提高透水混凝土耐久性.结论骨料级配决定透水混凝土的强度;减水剂与适量的矿物掺合料进行双掺能显著提高透水混凝土的性能;掺加适量的砂和水性环氧树脂可略微提升强度,并能有效减少裂纹的出现,提升透水混凝土的耐久性.     

矿物掺合料对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系凝结时间及强度的影响

目的研究硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复掺后的凝结时间及力学性能.方法分别测试不同硅酸盐水泥、矿物掺合料掺量下硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间及胶砂强度,并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行矿物组成和结构分析.结果硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间随硅酸盐水泥掺量的增大先减小再增大,随掺合料掺量的增大先减小再增大.硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的强度随着硅酸盐水泥的增加先减小后增大,硅酸盐水泥掺量为10%时,3d抗压强度减小10.67%;随着掺合料的增大而降低,掺合料掺量为40%时,矿粉、粉煤灰3 d抗压强度分别减小44.5%和47.9%.结论两种水泥复掺会缩短凝结时间,降低强度,水化产物减少,结构疏松;粉煤灰和矿粉的掺入会延长凝结时间,减小强度,水化产物减少.     

基于微震监测技术的岩爆预警研究

目的通过微震监测系统(MMS)对锦屏二级水电站施工排水洞进行微震监测,对比分析"11·28"极强岩爆灾害实际情况与微震监测结果,探讨岩爆发生的前兆特征及预警预报方法.方法首先对监测隧洞复杂条件下进行微震系统构建,然后进行数据采集、信号过滤与分析,总结微震事件多种指标演化规律.结果提出"多指标、多步骤"综合评价强岩爆、极强岩爆微震预警机制:第一步,确定有效数据,事件数10次/d,能量0.1 k J/次、位置距离临空面小于10 m;第二步,事件聚集度;第三步,突增事件,超过50次/d,能量超过10 k J/次、累积能量超过100 k J/次,是极强岩爆前兆.结论发生强、极强岩爆前具有明显微破裂前兆特征,微震事件空间分布规律由无序、随机分散向有序、集中自组织演变;有效微震事件数目、集中程度、单个事件能量大小及其累计能量释放速率等多个指标是强、极强岩爆预警机制的重要依据.     

基于δ~(15)N、δ~(18)O及质量平衡混合模型对浑河沈抚段氮素溯源研究

目的研究浑河流域沈抚段氮污染现状,分析区域内氮污染来源,并估算其贡献率,实现准确追踪和定量外来性氮的目的,从而更好控制进入浑河流域的氮负荷.方法应用氮、氧同位素技术结合质量平衡混合模型,以浑河流域沈抚段地表水作为研究对象,分三个水期对研究区域内的水体样品和周边主要污染源样品进行采集及检测分析,并通过质量平衡混合模型对区域内几个重要端元的贡献率进行定量化估算.结果在枯水期、平水期、丰水期,水体样品中δ~(15)N值分布范围分别为0.231%~1.511%、0.102%~1.364%、0.309%~1.788%,δ~(18)O值分布范围分别为-0.343%~0.766%、-0.526%~0.404%、-0.461%~0.838%;综合污水、农业化肥和大气降水对氮污染的贡献率分布范围分别为12%~83%、4%~76%和2%~22%.结论浑河流域沈抚段大部分水域氨氮和总氮超出地表水Ⅳ类标准的限值,氮污染严重.干流水体氮污染源主要来自周边综合污水的排放,其次来自化学肥料的淋洗和大气降水.     

影响UASB厌氧氨氧化反应器脱氮性能的因素研究

目的研究溶解氧(DO)、温度、pH值和水力停留时间(HRT)对UASB厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响,寻找快速有效的脱氮处理途径.方法试验进水以人工配水的方式模拟城市生活污水,分别考察UASB反应器在不同的DO、温度、pH值和HRT反应条件下,通过检测进、出水中NH_4~+-N、NO_2~--N与NO_3~--N的质量浓度,分析UASB厌氧氨氧化反应器的脱氮性能,并确定最优环境因素.结果在进水中NH_4~+-N和NO_2~--N质量浓度分别为50 mg/L和66 mg/L、ρ(DO)1 mg/L、温度为30~35℃、pH=7~8、HRT=12 h的反应条件下,该反应器中的菌种具有最大的生物活性,污水的脱氮效果最优,总氮(TN)去除率维持在80%以上.结论厌氧氨氧化反应最佳条件的确定,为厌氧氨氧化工艺脱氮性能稳定性的控制起到关键作用.     

桥面铺装对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响

目的研究沥青混凝土桥面铺装对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响,提出合理的铺装层厚度与弹性模量.方法建立正交异性钢桥的有限元模型,并与试验结果进行对比,验证正交异性钢桥有限元模型及其边界条件的有效性;选取易产生疲劳裂缝4个典型位置的构造细节进行有限元分析,从而找到桥面铺装层厚度、弹性模量等铺装层参数对正交异性钢桥面板疲劳细节处应力幅的影响趋势;验算疲劳细节应力幅值是否小于《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)中疲劳S-N曲线中相应疲劳细节的200万次循环疲劳强度35 MPa.结果当铺装层厚度自60 mm增加到100 mm时,疲劳细节的等效应力幅值逐渐下降,且呈线性递减趋势;铺装层厚度为70 mm时,其弹性模量应不小于5 000 MPa为宜;当其模量自1 000 MPa增加到10 000 MPa时,不同疲劳细节的等效应力幅值呈非线性下降趋势.当其模量增加到8 000 MPa时,疲劳细节的等效疲劳应力幅趋于稳定;铺装层材料的模量为3 000 MPa时,其铺装层厚度应不小于80 mm为宜.结论 4种疲劳细节中,与钢桥面板接触的疲劳细节其疲劳性能受铺装层厚度、铺装层模量影响比其他疲劳细节大.桥面铺装层能有效地降低疲劳细节的等效疲劳应力幅,改善正交异性钢桥面板的疲劳性能.     

基于累积法的GM(1,1)模型在桥梁施工监控上的应用

目的研究桥梁施工监控过程中预测标高的方法,并对现有的理论模型进行改进,提高预测精度,弥补现有预测模型的不足.方法将累积法计算通式结合到灰色理论模型的参数估计中进行改进,从而得到一种新的理论模型来对桥梁施工进行标高预测,并以疏港大桥为工程背景进行实例应用,检验模型预测效果.结果在对疏港大桥标高预测中,传统GM(1,1)模型预测的相对误差平均值为0.044%,经改进后基于累积法的GM(1,1)模型预测的相对误差平均值为0.033%.结论基于累积法的改进后的预测模型一定程度上解决了现有模型的问题,在桥梁施工监控中的线性误差分析过程中具有更好的应用效果.     

钢蜂窝梁-混凝土楼板组合梁抗火性能研究

目的研究钢蜂窝梁-混凝土板组合梁的抗火性能,分析不同参数对蜂窝组合梁临界温度的影响,为蜂窝式钢结构的抗火设计提供参考.方法分别对3根腹板为实腹、圆形开孔、正六边形开孔的蜂窝组合梁进行抗火试验;对比分析组合梁在火灾条件下的时间-位移曲线及临界温度;建立有限元计算模型,对火灾下的蜂窝组合梁进行数值模拟研究,对比不同开孔率、孔间距、腹板高厚比以及是否设置加劲肋等因素对蜂窝组合梁抗火性能的影响.结果加劲肋是影响蜂窝梁临界温度的重要参数;开孔率和孔间距对蜂窝梁的临界温度有一定影响;当腹板高厚比过大时,蜂窝梁很容易发生火灾下的腹板屈曲破坏,腹板高厚比越小,蜂窝梁临界温度越高.结论与开孔率和孔间距相比,加劲肋和腹板高厚比对蜂窝组合梁的临界温度影响更大,通过设置加劲肋及调整腹板高厚比,蜂窝组合梁的抗火性能可以得到有效改善.     

预制装配式建筑物化阶段碳排放评价研究

目的对预制装配式建筑与传统建筑在物化阶段碳排放的差异进行分析,评价前者的减排情况,为制定建筑减排方案提供依据.方法根据预制装配式建筑物化工厂生产、物流运输、装配施工三个分阶段碳排放的影响因素,构建预制装配式建筑物化阶段的碳排放评价指标体系,并根据层次模糊综合评价法,构建了评价模型.结果以沈阳市洪汇园项目为例,根据综合评价结果可以得到,该项目碳排放处于中等水平.结论采用预制装配式建造方式,能有效地降低建筑物化阶段的碳排放量,但是目前的技术和施工所达到的碳减排效果有限,还未真正发挥预制装配式建筑的环保作用,为了更有效地发挥其碳减排价值,还需各方对物化各阶段采取有效的碳减排控制和管理手段.