基于CPTU的黏性土超固结比计算方法的对比分析

以江苏滨海某海上风电项目为背景,采用孔压静力触探(CPTU)技术对土层进行测试,并对土样进行标准固结试验.首先,将基于CPTU技术的土体超固结比计算方法分为基于归一化锥尖阻力和净锥尖阻力的经验方法以及基于临界状态土力学理论与圆孔扩张假设的理论方法.然后,以静探孔JT21的CPTU测试数据为例,采用CPTU技术计算黏性土超固结比,并与试验值进行对比.最后,将纳什效率系数、决定系数、均方根误差作为评价因子,采用非线性规划求解方法对原有公式经验参数进行优化处理,建立了预测江苏海域黏性土超固结比的修正预测模型.结果表明,修正预测模型的计算结果相比于初始预测模型结果更接近试验值,归一化锥尖阻力与超固结比存在线性关系.计算超固结比时推荐优先采用修正NGI模型,其决定系数为0.486,纳什效率系数为0.974.     

基于CPTU的土-膨润土隔离墙墙体材料抗剪强度评估方法

针对传统基于CPTU测试计算土体不排水抗剪强度su的方法在土-膨润土竖向隔离墙中难以适用,以及圆锥系数的取值存在较大经验性的问题,通过引入圆锥系数Nke与孔压参数比Bq的关系,以及三轴试验中不排水抗剪强度su与有效固结压力p'的比值,提出了改进的计算方法,并且通过对文献案例的计算比较验证了该方法的可靠性.通过对国内首个土-膨润土隔离墙试验段的现场CPTU测试,采用该方法计算不排水抗剪强度su,得到了墙体中su随深度的分布规律,即su随深度增长到一定程度后便不再继续增加,甚至会随深度增长而略有减小;通过比较工后8个月和15个月的测试结果,发现整个墙体深度范围内的不排水抗剪强度随时间推移而增长,但总体上仍较小.     

考虑土塞效应的开口管桩承载力CPTU计算方法

为了完善考虑土塞效应的开口管桩承载力计算方法,采用孔压静力触探(CPTU)技术与静载试验对崇启大桥北岸接线工程中的预应力高强度混凝土开口管桩(PHC)场地进行了现场测试.基于CPTU测试数据,结合锥尖阻力与桩端阻力的相关性关系,提出了一种开口管桩承载力的CPTU计算新方法.结果表明:当沉桩深度小于15 m时,土塞增长率随桩深增加呈线性下降的趋势.下卧层为硬土层,当沉桩深度由20 m增加到25 m时,土塞增长率从0逐渐增长到10%.管壁环面端阻计算值与CPTU测试结果的比值稳定为0.68.基于所提方法计算的管桩承载力与静载试验结果平均误差仅为4.5%,远低于国内其他规范法的计算结果,计算精度较高,值得在桩基工程中推广使用.     

锂离子电池容量动态测量研究

为提高锂离子电池容量动态测量的准确性,利用单片机系统处理采集到的电路开端电压和回路电流,根据最小二乘法得到电动势与内阻.实验数据表明,电动势并不是与荷电状态(SOC)成线性关系,但是在较小的区间内可用线性方法处理.由于锂电池的化学特性,在温度较高或较低时,电量测量误差较大,并且随着电池的老化,内阻对电量测量影响也会变得明显.在考虑温度补偿和老化修正的基础上,对测量结果进行校正.     

SPT-CPT相关关系及影响因素分析

根据多个实际工程中的标准贯入试验(SPT)和静力触探试验(CPT)数据,确定了SPT-CPT对比孔的选择原则及SPT参数N值和CPT参数锥尖阻力qc值的读取方法。采用统计学方法对N值和qc值形成的散点图进行了拟合分析。分析了土性类别、平均粒径、黏粒含量三个影响因素对SPT-CPT相关关系的影响。结果表明,拟合直线斜率随土颗粒粒径的减小而增大,随小颗粒含量的增大而增大,三个影响因素具有内在统一性。所提出的相关关系可以进一步应用于地基土液化判别等岩土工程问题。     

沥青混合料抗压模量温度修正系数研究

大量的试验数据表明,某一温度下沥青混合料的抗压模量同基准温度(20 ℃)下抗压模量的比值(温度修正系数)与温度之间呈线性比例关系.通过收集我国194个气象观测站点50年的日平均气温资料,根据壳牌沥青路面设计方法,考虑不同地区日气温变化情况和沥青粘滞度性质,采用克里金插值法绘制出全国年有效温度分布图;同时考虑路面温度随深度方向上的变化,绘制出全国沥青混合料温度修正系数分布图,以该系数修正不同地区抗压模量的取值.     

0.7～1.8GPa,室温～1120℃条件下α-β石英相变的弹性参数

为了解高温高压条件下,α-β石英相变过程中的弹性性质,在0.7～1.8GPa,室温～1120℃条件下,利用多顶砧波速测量装置,采用脉冲反射-透射法,测量了α石英以及相变为β石英的纵波速度.弹性纵波穿过单晶α石英的方向为平行结晶轴X方向.实验结果表明,随温度升高,α石英的纵波速度开始非线性降低,之后,快速升高.这一现象是由于α-β石英相变引起的.依据晶体对称性与弹性参数的关系确定了α石英的弹性参数(C 11 ),及其随温度和压力的变化关系.同时获得了β石英的弹性参数(C 11 ).实验证实,测量α-β石英相变时的纵波速度,不仅是确定α-β石英相变温度和压力的一种方法,也是校正高压腔体温度和压力的有力手段.     

修正参数的安时法估算锂离子电池剩余电量

安时法是目前估算锂离子电池荷电状态(SOC)最常用的方法之一.由于安时法不能估计初始荷电状态(SOC0),且难于准确测量库仑效率和电池可用容量变化,会造成累计误差,影响SOC估算精度.考虑锂离子电池的可用容量会随环境温度、放电电流以及电池老化等性能影响,结合开路电压法和安时法,对比实验数据进行误差分析与校正,提出了一种提高SOC估算精度的修正参数方法.仿真结果表明,用修正参数的安时法估算电池剩余电量可以减少误差,提高精度.     

投弃式温深测量仪高精度测温电路设计

为提高投弃式温度深度测量仪(XBT)的测温精度,本文利用电桥测温的方法设计了高精度测温电路,提出了新的校准方法,并应用软硬件结合设计了可靠的入水检测模块。海试结果表明,该XBT测量的温度剖面与标准CTD剖面曲线相似度在0.9以上,测温平均误差小于0.2℃,在允许误差范围内,测温精度达到预期目标。     

ADCP方向谱估计的倾斜修正算法研究

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)是用来测量不同深度上海水流速的仪器,在测流基础上可以通过速度测点组成阵列反演海洋表面波浪。当ADCP倾斜时,速度测点位置发生偏移,导致方向谱估计出现误差,为提高测量精度,有必要对测点位置进行修正。本文在引入旋转矩阵的基础上给出了当ADCP倾斜时的测点位置修正方法,通过仿真和实测数据分析表明,当ADCP倾斜时,方向谱估计误差不仅和俯仰角横滚角有关,同时与ADCP安放深度有关。该倾斜修正算法,同时考虑姿态角和安放深度,提高了ADCP倾斜状态下的方向谱估计精度。     

静力触探在海底土层工程性质评价中的应用研究

随着海底隧道建设、海岸带开发、港湾建设和其他海洋资源的开发,静力触探技术(CPT)作为原位测试技术的一种,在海洋工程地质勘查中发挥着越来越重要的作用。现场进行静力触探试验以及室内试验,分析某海上场址工程中土的物理、力学性质的特点,通过对比分析对土层的抗剪强度、灵敏度和超固结比(OCR)进行评价。CPT测试数据显示当地层发生变化时,锥尖阻力(qc)和孔隙水压力(fs)会发生较大变化。对于较硬的黏土层,静力触探结果可能出现较大误差,土性参数评价时需要予以剔除。使用CPT测试数据对该场址地基土不排水抗剪强度、灵敏度和超固结比(OCR)进行评价时,其各自参数分别为:Nkt取15,Ns取6以及k值取0.3时,CPT测得不排水抗剪强度、灵敏度和超固结比与室内试验吻合较好。     

深基坑开挖卸荷对既有桩基侧摩阻力影响分析

基坑开挖卸荷导致工程桩桩侧极限阻力降低.建立单桩模型,用Mindlin应力解考虑开挖引起的竖向有效应力变化,分别计算开挖前后的桩侧极限阻力.通过某工程案例,将理论结果与其他结果相对比.最后分析了桩侧阻力降低系数随基坑开挖深度、边长、长宽比及桩长的变化规律.结果表明:桩侧阻力降低系数随开挖深度增加先减小而后缓慢增大,存在谷值临界深度,随开挖边长、长宽比增加先减小而后趋于稳定;增加桩长导致桩侧阻力降低系数增大.     

声强干涉结构监测浅海温跃层深度起伏

浅海声场声强谱存在干涉结构,在声源和接收器固定的情况下,声强干涉谱与海洋环境参数存在对应关系.应用声强干涉结构信息监测浅海温跃层深度起伏,在温跃层初始深度已知的情况下(温盐深仪或声速仪测量得到),利用单水听器记录宽带信号干涉谱的时变结构反演得到浅海温跃层深度随时间变化.数值仿真验证了方法的有效性并应用于05黄海内波与锋面声传播起伏实验(AEYFI-05:Acoustics Experiment of Yellow Sea Oceanic Front and Internal Waves2005)数据.考虑传播路径的水平变化特性,引入绝热近似修正使得反演精度明显提高,温跃层深度起伏反演结果与温度链实测结果吻合良好.该方法可用在夏秋季环境下的强温跃层深度时变特征监测.     

利用电感测量金属的线膨胀系数实验设计

根据线圈自感系数(L)随铁芯插入的深度变化而变化,从而可由线圈自感系数的变化知道铁芯长度的变化,进而由长度变化得到线膨胀系数.提出了一种新的测量金属线膨胀系数的方法,介绍了利用交流电桥来测量线圈的自感系数,进而测量金属线膨胀系数(α)的基本原理、实验方法和实验结果.     

基于FDR的土冻结过程介电常数影响因素研究

为探究土冻结过程中介电常数(ε)随不同因素影响的变化规律,以哈尔滨市郊的黄土为研究对象,通过改变质量含水率、干密度、含盐量等因素,利用基于频域反射原理(FDR)的传感器测量土壤冻结过程中的ε变化,分析各因素对土ε的影响。结果表明：温度对土壤ε的影响主要存在于土壤液态水相变阶段,常温范围内ε随温度的变化很小,可不考虑FDR传感器测量土壤体积含水率时引起的误差;随着含水率或干密度的增大,土壤ε均会相应增大,总体趋势符合Topp公式及传感器自带公式;含盐量的增加会引起ε急剧增大,此时直接利用传感器测量含水率会出现较大误差,需要额外进行校正。     

基于频域反射原理的土冻结过程介电常数影响因素研究

为探究土冻结过程中介电常数(ε)随不同因素影响的变化规律,以哈尔滨市郊的黄土为研究对象,通过改变含水率、干密度、含盐量等因素,利用基于频域反射原理(FDR)的传感器,测量土壤冻结过程中的ε变化,分析各因素对土壤ε的影响。结果表明:温度对土壤ε的影响主要存在于土壤液态水相变阶段;常温范围内ε随温度的变化很小,可不考虑FDR传感器测量土壤体积含水率时引起的误差;随着含水率或干密度的增大,土壤ε均会相应增大,总体趋势符合Topp公式及传感器自带公式;含盐量的增加会引起ε急剧增大,此时直接利用传感器测量含水率会出现较大误差,需要额外进行校正。     

Hastelloy G3管材热挤压模具磨损有限元分析

基于修正的Archard磨损模型,利用DEFORM-2D有限元软件分析了镍基耐蚀合金(Hastelloy G3)管材热挤压成形时挤压工艺参数对模具磨损的影响规律. 结果表明,挤压模具的磨损主要集中在锥模出口处. 模具最大磨损深度随着挤压速度、坯料预热温度的升高而降低,随摩擦因数的增大而升高. 模具表面磨损深度随着模角的增大而升高. 最佳热挤压工艺参数是:挤压速度200mm·s-1,坯料预热温度1180℃,摩擦因数0.05,界面换热系数5N·mm-1·s-1·℃-1. 此时,模具最大磨损深度为0.0515mm,模具可重复使用20次.     

多深度随钻电磁波电阻率测量系统设计

多深度随钻电磁波电阻率测量系统由电磁波发射接收线圈系和电子线路两部分组成.分析线圈系设计中需要考虑的各种影响因素,介绍以数字信号处理器为核心的测最系统基本构成.测量系统采用24位∑-△模数转换器实现幅度衰减测最,采用复杂可编程逻辑器件实现高精度相位差测量.系统采用双频率、双源距实现径向上多个探测深度的电阻率剖面测量,能够在地层钻遇的第一时间伞面、真实地获取地层电阻率数据,为钻井地质导向及地层评价提供重要地质参数.     

罗家寨高产能气井测试井口压力异常分析

高产能气井测试时井口压力表现异常,开井压力“跳跃下降上升下降”,关井压力“跳跃上升下降”,与井底压力变化规律完全不同。罗家寨高产气井测试分析结果认为井筒的温度效应是影响井口压力的关键因素。通过Hasan & Kabir的非稳态井筒温度模型,计算出非线性井温剖面,修正井筒流体压力计算,并将非线性温度剖面预测方法融合到井筒油藏耦合机制的测试模拟器中,模拟井口压力异常现象,发现高产气井的测压点在相当大的深度范围内均表现出“异常”,认识到利用温度数据校正压力,恢复出正常形态是提高解释分析技术重要途径,为高产气井的测试方案设计与压力校正方法的研究提供工具。     

基于改进卡尔曼滤波算法的路面构造深度计算方法

为了提高路面构造深度的测量精度,提出了基于改进卡尔曼滤波算法的路面构造深度计算方法.首先,利用统计检验法对高精度激光距离传感器获取的路面高程值进行异常值筛选及插值修正.其次,基于改进卡尔曼滤波算法对修正后的数据进行滤波,并建立平均剖面深度模型来计算路面剖面深度值.随后选取AC-13沥青混凝土和SMA-13沥青混凝土2种路面作为试验样本,对改进卡尔曼滤波算法与滑动滤波算法和铺砂法进行了对比验证,并建立了2种路面类型的构造深度转换模型.研究结果表明:对于AC-13和SMA-13两种路面类型,改进卡尔曼滤波算法的均方误差分别为0.001 3和0.002 0,平均绝对百分比误差分别为2.92%和3.85%,与铺砂法的相关系数大于0.95,重复性标准偏差及变异系数均小于5%.所提方法具有更高的测量精度和良好的稳定性,能够准确地测量计算路面构造深度.