配置HRB400钢筋陶粒混凝土梁的试验

为了研究配置HRB400钢筋陶粒混凝土梁的力学性能,采用试验方法,完成了6根受弯梁的试验研究。结果表明:陶粒混凝土梁的开裂荷载大于普通混凝土梁的,极限承载荷载则和普通混凝土梁的相差不大,破坏时具有显著的脆性特征;在相同荷载作用下,陶粒混凝土梁的挠度比普通混凝土梁的大,刚度则小于普通混凝土梁的;裂缝宽度比普通混凝土梁的小。纤维的加入明显提高了陶粒混凝土梁的开裂荷载,减小了陶粒混凝土梁的裂缝宽度。     

多孔陶粒结晶床除磷试验研究

实验以多孔陶粒为载体，在一定条件下，利用非均相及二次成核作用在陶粒表面沉积一层羟基磷酸钙晶体，从而培养出初级晶种．实验将粒径为1．25mm多孔陶粒与石英砂相对比，结果表明采用多孔陶粒作载体形成结晶体效果较好．用该晶种的连续流固定床除磷，获得令人满意的效果．当原水含磷质量浓度在2～5mg/L范围内时，空床线速不大于2．5m/h，水力停留时间不小千12min时, 脱磷固定床除磷率较高且稳定，磷去除率可达90％以上．     

建筑垃圾轻质混凝土的热工性能试验研究

基于一维稳态传热原理,对用建筑垃圾轻质混凝土制作的3个试件进行了保温性能测试。其中用粉煤灰粘土陶粒混凝土制作了1个试件,按照40%的取代率分别用加气混凝土、废弃混凝土作为粗骨料代替陶粒制作了2个试件。通过建筑维护结构测试系统,得到了3种墙体材料的传热系数和热阻,计算出了导热系数。同时制作立方体试件测得了7 d和28 d立方体抗压强度。计算结果表明:7 d立方体抗压强度为28 d的80%左右,两种建筑垃圾轻质混凝土的强度相对陶粒混凝土降低了;陶粒加气混凝土的导热系数和陶粒混凝土接近,均小于陶粒废弃混凝土;陶粒废弃混凝土的导热系数小于普通混凝土。采用200 mm厚的陶粒废弃混凝土按常用复合墙体做法,经过传热系数和蓄热系数计算,均能满足夏热冬冷地区的节能指标要求。     

轻骨料纤维喷射混凝土动态力学特性试验

为提高轻骨料喷射混凝土喷层支护承受动态抗压强度能力,以普通C20喷射混凝土配比为基准,将3种不同掺量的陶粒与聚丙烯纤维进行组合,配制出了9组轻骨料纤维喷射混凝土(lightweight aggregate fiber shotcrete,LAFS),进行了一维分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击及扫描电镜(SEM)试验,同时借助MATLAB数值计算软件,拟合出陶粒-聚丙烯纤维掺量与LAFS动态抗压强度预测模型.研究表明:陶粒掺量与聚丙烯纤维掺量对LAFS动态抗压强度的影响是交互的,同陶粒掺量下,不同的聚丙烯纤维掺量,对LAFS动态压缩性能有很大差异,反之亦然;混凝土基体中均匀分布的陶粒与乱向分布的聚丙烯纤维网,与混凝土基体共同受力,使得LAFS应力-应变曲线屈服平台明显、韧性增强;本试验条件下陶粒与聚丙烯纤维掺量较好的组合为:49.81 kg/m3 +0.91 kg/m3、99.67 kg/m3+ 1.82 kg/m3.拟合得到的LAFS动态抗压强度模型与研究成果可为LAFS推广及配合比确定起到参考.     

西部地区钻井法凿井壁后充填模拟试验研究

针对西部富水弱胶结地层中深立井钻井井筒壁后充填技术难题,开展了壁后充填模拟试验,对充填效果、充填层抗压强度和抗渗性能进行了分析。以可可盖煤矿中央回风立井钻井井筒为工程原型,基于相似理论原理构建了变态模拟试验系统,采用高性能微膨胀充填材料进行了钻井井筒壁后充填模拟试验。研究结果表明,高性能微膨胀充填材料整体置换护壁泥浆效果好,模拟试验各段置换率均达到97%以上,平均置换率为99.0%;充填层固结体3d抗压强度大于10MPa, 28d抗压强度大于30MPa,其强度高、充填固井效果好;在流固耦合作用下,高性能微膨胀充填材料相较于传统水泥浆充填材料有更高的抗压强度和更好的抗渗性能,适宜作为深立井钻井井筒壁后充填材料。但模拟试验也发现,在模型最下部出现少量泥浆沉淀,该段置换效果相对较差。在实际工程充填前,调整泥浆参数、优化泥浆性能可以减少泥浆沉淀,提高工程充填效果。     

椭球形单毛细管在材料微区分析中的优化

介绍了旋转椭球单毛细管的传输特性,并围绕其在材料的微区分析领域中的应用进行优化设计.用模拟计算的方法,计算了点光源和面光源条件下椭球管传输性能随管长、截取位置变化的规律,并计算得到300μm 面光源条件下椭球管最佳光强增益条件:椭球管参数半长轴250mm,半短轴0.5mm,管长200mm,会聚光斑40μm,光阑尺寸100μm 时增益为175倍.经椭球管会聚后出射的X射线焦斑尺寸更小,功率密度增益更大,显著提高了分辨率,更有利于材料的微区分析.      

桥梁灌注桩浇注常见事故分析与预防措施

随着合肥市道路建设的发展,普通道路已不能满足城市飞速发展的需要,大量的立交桥建设几经开始。立交桥施工需要大量的桥墩来支撑,因而桥墩灌注桩质量就显得尤为重要。灌注桩属于隐蔽工程,影响灌注桩施工质量的因素很多．浇注水下混凝土是灌注桩施工控制的最重要的一个环节。浇注水下混凝土是用混泥土从孔底开始灌注,将孔内泥浆置换出来,成为混凝土桩。本人结合近几年工程施工管理经验,对浇注灌注桩水下混凝土常见事故做一些分析并提出预防措施。     

某多管火箭炮整体瞬态热特性的数值模拟研究

为了实现了多管火箭炮控制柜内外耦合热作用的解耦计算,在分析多管火箭炮控制柜内外热环境的耦合传热机制基础上,建立了一种求解多管火箭炮控制柜内外耦合热效应的工程计算方法。将多管火箭炮连续发射时控制柜外的燃气流加热作用转化为控制柜内热分析的浮动热边界条件,避免了难以实现的直接耦合求解。利用该方法对某多管火箭炮连续发射时的瞬态热状况进行了数值模拟,获得了控制柜内的瞬态温度场,分析了相关因素的影响,为多管火箭炮设计定型及相关研究提供了重要依据。     

非开挖水平定向钻孔壁稳定性

 基于多孔介质概念,建立了孔隙度、渗透系数与体积应变的动态演化模型,给出了Mohr-Coulomb 准则与Drucker-Prager 准则之间的强度折减系数换算关系,以Abaqus 为平台,将动态演化模型与有限元强度折减系数法相结合,研究水平定向钻孔壁稳定性。结果表明,使用不同屈服准则所得安全系数有差异,但在一定条件下可相互转换,数值分析结果与理论分析一致;研究了不同泥浆压力对孔壁稳定性的影响,指出在一定的泥浆压力下,随着泥浆压力的提高,孔壁安全系数不断降低。扩孔结束时,泥浆压力为2.4 MPa时,最大塑性半径达到2.34 m,孔壁处最大塑性应变达到0.393,极限平衡状态时,泥浆压力2.4 MPa时,孔壁周围的最大塑性应变增加到1.208,远大于扩孔结束时的最大应变值,相应的最大塑性半径达到5.68 m,约为孔径15 倍。     

桩腿变化对装配式高架栈桥静力特性的影响

为了分析桩腿长度对装配式高架栈桥桩腿屈曲和静力特性的影响,在静载作用下计算了不同桩腿长度的装配式高架栈桥的上部结构挠度值和下部桩腿应力值,并分析了桩腿长度变化对栈桥桩腿轴力、平台挠度和桩腿屈曲的影响。计算结果表明,桩腿长8m及以下的装配式高架栈桥,在设计荷载静载作用下,上部结构挠度值和下部桩腿应力值的计算结果在工程允许范围内。桩腿长度变化对上部结构的挠度值和桩腿的轴力影响较小,而对装配式高架栈桥的桩腿的屈曲破坏临界荷载影响较大,尤其是当桩腿长大于5m后,桩腿的屈曲破坏临界荷载急剧下降。装配式高架栈桥在设计200kN轮式荷载和300kN履带荷载作用下会发生桩腿屈曲破坏的桩腿临界长度分别为6.95m和7.63m。     

多孔吸声陶粒的制备及孔结构可控研究

多孔陶粒具有较好的吸声降噪效应,陶粒的孔径、显孔率及孔的形貌特征等微观结构决定着其吸声性能的优劣。为实现对陶粒孔结构的调控,该研究以碳酸氢铵为发泡剂,通过探索热处理机制、发泡剂用量、养护时间等因素对孔结构的影响,制备出具备特殊孔结构的免烧结多孔陶粒,并对陶粒的显孔率、孔微观结构、吸声性能进行表征。结果表明:当发泡剂用量为2. 0%、升温速率为20℃/min、养护时间为0 h时,可制出显孔率高达32. 67%、平均孔径为0. 36μm、孔结构有序均匀排列的多孔陶粒,该陶粒宽频吸声效果良好,在200～2000 Hz范围吸声系数0. 33,平均吸声系数为0. 54,并能有效改善低频吸声性能。     

富水砂卵石地层冻结孔钻进泥浆配比优化研究

在富水砂卵石地层地铁联络通道近水平冻结孔钻进时,因泥浆黏度低,稳定性差,护壁及润滑作用弱造成泥浆损失及钻头磨损严重、塌孔、卡钻和断杆等问题。为了优化富水砂卵石地层下冻结孔钻进泥浆配比,通过单因素试验以及响应面分析法中的Box-Benhnken(中心组和)正交试验方法进行试验设计与数据分析,得出适用于富水砂卵石地层冻结孔钻进泥浆优化配比。基于北京地铁12号线的工程应用表明：采用优化泥浆配比,即膨润土含量为7.18%,水解聚丙烯酰胺含量为0.20%,钠羧甲基纤维素含量为0.19%,硫酸铝的含量为0.03%时,泥浆黏度提高32%,泥皮厚度增加了20%,滤失量减少了30%,润滑系数减少了60%,冻结孔钻进泥浆主要性能指标明显改善,冻结孔打钻时的减阻效果显著,钻杆所受轴力平均减少15%,所受扭矩平均减少13%,泥浆的膨润土用量和回流损失量减少了30%,材料成本明显降低,未发生塌孔、断杆和卡钻等工程事故,冻结孔钻进效率及成孔质量明显提高。     

用陶粒处理含铅废水

研究用陶粒处理含铅废水。探讨了陶粒用量、废水酸度、接触时间、温度等因素对除铅效果的影响。结果表明：在废水pH=4—11、Pb^2 浓度为0—100mg／L范围内，按铅与陶粒质量比为1：200投加陶粒进行处理，铅的去除率达98％以上，处理后的废水可达排放标准。     

大位移井下套管受力分析和计算

通过分析套管柱在下入过程中的受力 ,导出了套管柱在大位移井中的三维力学模型 .该模型综合考虑了井斜角和方位角的变化、套管柱内外密度的不同、内外泥浆的压力以及套管自身的几何参数、物理参数等因素的影响 .通过对模型的求解 ,可以得到不同井眼类型、泥浆密度、悬浮长度以及不同下套管方案下的套管受力 ,为大位移井下套管作业提供了力学参考 .该模型所开发的软件可用于大位移井下套管摩阻预测和下套管方式的选择 .用该软件对两实例加以验证 ,预测结果与实测结果吻合较好 .     

基于井筒-地层定压实验的重力置换窗口研究

为了处理重力置换引起的溢漏事故,首先需要了解重力置换发生的条件,分析重力置换窗口,判断井下是否发生重力置换,并采取对应的处理方法。本文通过自主研制的井筒-地层重力置换实验装置,开展气液、液液重力置换临界点实验,基于理论及实验分析,定量计算地层重力置换窗口,并拟合了重力置换窗口临界点压力曲线,拟合公式与实测值误差小于10%。在该实验条件下,当钻井液密度为0.998g/cm3时,气液重力置换窗口为-5800Pa~10.6Pa,液液地层重力置换的窗口为-1192Pa~16.6Pa。结果表明,气液、液液重力置换窗口与流体密度差基本呈线性关系;现场实际井下重力置换窗口远高于此,所以需要在钻进时考虑重力置换窗口的影响。据此,本文提出了预防重力置换发生的方法,以及发生重力置换溢漏事故后对应的处理方法。     

自动灌浆式浮箍浮鞋的设计

常规下套管过程中采用人工灌泥浆方式实现套管内外压力的动态平衡，这种方法延长了下套管时间。自动灌泥浆能自动实现套管内外压力动态平衡，节省施工时间。理论计算和试验证明，自动灌浆型浮箍浮鞋性能是可靠的。     

大位移井下套管受力分析和计算

通过分析套管柱在下入过程中的受力,导出了套管柱在大位移井中三维力学模型,该模型综合考虑了井斜角和方位角的变化、套管柱内外密度的不同、内外泥浆的压力以及套管自身的几何参数、物理参数等因素的影响,通过对模型的求解,可以得到不同井眼类型、泥浆密度、悬浮长度以及不同下套管方案下的套管受力,为大位移进下套管作业提供了力学参考,该模型所开发的软件可用于大位移井下套管摩阻预测和下套管方式的选择,用该软件在两实例加以验证,预测结果与实测结果吻合料好。     

采用套管式微反应器臭氧氧化降解苯酚水溶液的研究

将新型套管式微反应器应用于苯酚溶液的臭氧氧化处理体系,考察了套管式微反应器微孔孔径、内外管环隙、苯酚溶液初始质量浓度、温度、pH值和气液比等因素对苯酚去除率的影响。结果表明,苯酚去除率随着套管微孔孔径、内外管环隙和苯酚溶液初始质量浓度的增大而减小;随着气液比和温度的增大而增大;而随着溶液pH值的增大,苯酚去除率则先增大后减小。初始质量浓度为100 mg/L的苯酚溶液在pH为11,气液比为13,套管内管孔径为10 μm,内外管环隙为250 μm,温度为25 ℃的条件下,苯酚去除率可达99%以上。     

加载速率对实时高温花岗岩三轴力学特性影响的实验研究

以未风化花岗岩为实验对象,在高温高压三轴力学实验系统上开展三轴压缩实验,分析了三种加载速率下岩样温度、围压对峰值强度、弹性模量的影响,探讨了岩样热损伤演化规律的加载速率效应,建立了花岗岩冷损伤方程。结果显示:在100℃时,加载速率增大,低围压区岩石由延性转向脆性,渐进破坏向突发失稳转变;在500℃时,加载速率增大,低围压区弹性模量硬化明显,失稳模式为准突发失稳;随着加载速率的增大,在低温30～200℃时峰值强度的增加显著,在较高温度200～500℃时峰值强度的增加幅度降低,随着围压的升高,加载速率使峰值强度增强作用降低;各级岩石温度条件下,加载速率与弹性模量相关性不显著;低围压时弹性模量增幅较大,高围压时弹性模量增幅较小;随着加载速率的提高,弹性模量损伤与岩石温度的关系由线性转变为非线性的临界围压降低。     

富水区隧道排水网络体系卸压能力研究

为研究富水区隧道排水网络体系对地下水的卸压能力,以豹狸岗隧道为研究背景,基于Flac3D软件进行三维差分建模,探讨水头高度与环向盲管间距对地下水渗流场的影响。结果表明：(1)环向排水盲管可显著削减二次衬砌上部背后水压,但对仰拱处水压力的削减作用可忽略不计;(2)提出了平均减压系数概念,盲管间距对二次衬砌上部平均减压系数影响显著,但对仰拱处平均减压系数基本无影响;(3)保持盲管间距不变时,平均减压系数基本不受水头高度影响。分析二次衬砌平均减压系数与盲管间距关系,揭示不同盲管间距对排水网络体系的卸压效果,确定最优环向盲管间距为5 m。