中空圆环形冻结管单管冻结温度场数值分析

为了解不同几何尺寸的中空圆环形冻结管在使用相同盐水降温计划时(通入相同体积的盐水)经过40 d积极冻结后其温度场的发展规律,使用有限元软件进行数值分析,采用单因素法进行模拟,数值模型选取瞬态温度场模型,得到最终的温度场发展变化规律.主要结论:在使用相同体积盐水的情况下,中空冻结管的冻结面面积较大,因此冻结效果较实心冻结管好;对空心冻结管来说,不同进水及出水口厚度对中空管的冻结效果有一定的影响,-1℃和-10℃的等温线相比较,几何尺寸对-1℃等温线的影响更大,每减小5mm进水管厚度,-1℃等温线半径增大0.199 mm,-10℃等温线半径增大0.112 mm;以冻结管轴心为中心,半径1.32 m及更远处的冻结效果不明显.     

海南热带雨林原生植被与槟榔树种植的固坡阻滑效果对比研究

通过实地考察和调研海南热带雨林原生植被以及槟榔树种植基地发现:在原有热带雨林山坡地上改种经济作物槟榔树之后,滑坡发生的规模及频率在近几年显著增加,造成严重的生态破坏,不利于热带森林公园旅游资源的开发与利用.为此,本研究对比分析了热带雨林原生植被和经济作物槟榔树在林冠层、树干以及地表落叶、植株密度和根系分布等在生态固土护坡方面的差异,简要阐述了槟榔树种植基地频繁发生滑坡的原因.     

有机质浸染砂-水泥土微观结构的定量分析

为了研究有机质存在对砂-水泥土力学特性的影响,本文首先对不同养护龄期(7d、14 d,、21 d、28d)下的有机质浸染砂-水泥土和标准砂-水泥土进行了SEM试验,然后采用Image Pro-Plus软件对水泥土的微观结构图像进行定量分析.结果表明:1)随着养护龄期的增加,有机质浸染砂-水泥土微观结构的孔隙逐渐减少,胶...     

玻纤增强柔性管结构敏感性研究与数值分析

针对在海洋油气开采中传统钢管质量大、易腐蚀老化等问题,亟需找到一种质量小、强度高且耐腐蚀的新型柔性管道,选用玻纤增强柔性管开展了研究,基于复合材料层合板理论建立了玻纤增强柔性管的理论模型,采用ABAQUS建立了管道整体的有限元模型,通过相关文献验证了模型的准确性,分析了缠绕角度在拉伸、压缩、弯曲、拉伸-弯曲以及压缩-弯曲5种荷载工况下对管道应力的影响,并着重分析了拉伸工况下增强层缠绕层数对管道应力的影响.结果表明：柔性管增强层是管道主要的承载结构.综合5种工况模拟结果,得到柔性管增强层最佳缠绕角度为（±45°）～（±55°）,增强层缠绕层数在4～16层时,柔性管承载能力有较大提高,超过16层后,承载能力无明显提高.     

台风风特性现场实测与数值模拟研究综述

台风风特性的现场实测与计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟是研究台风作用下结构风效应和城市地形风场特性的主要方法。采用综述形式,对当前台风风场特性现场实测与数值模拟研究的基本方法、主要内容、待解决问题及未来发展趋势进行了归纳及总结。现场实测台风数据为台风风特性的研究提供有力的科学根据,在数值模拟软件中对台风风场进行模拟极大方便了对台风风特性的研究。目前,台风实测数据还十分有限,台风非平稳性和地域性差异等因素导致难以用数值模拟的方式准确描述城市地形风场环境。未来,需以现场实测和数值模拟相结合的方式,总结风场特性,对城市地形风场建立适配的台风数学分析模型,得到合适的结构设计风参数选值方法。     

考虑抗震性能的低层轻钢密柱框架支撑拓扑优化

提出了一种新思路,用于得到抗震性能优良的带支撑框架。首先,对低层轻钢框架进行非线性动力时程分析,通过对结构的最大地震效应进行静力等效,获得地震作用的水平等效静荷载。其次,将水平等效荷载与竖向荷载进行组合,利用BESO（双向渐进结构优化）方法对一榀密柱框架进行支撑分布的拓扑优化,得到一种应力分布较均匀且抗震性能优良的带支撑框架。优化中,梁柱位置单元保持不变,通过单元增减的双向进化获得传力骨架,再用等截面杆件将该骨架重构成带支撑框架。同时,利用由优化结果得来的结构概念设计多种密柱框架支撑分布方案。最后,以顶点侧向位移为性能指标,通过非线性动力时程分析,比较了这些带支撑框架的抗震性能。结果表明,拓扑优化得到的带支撑框架性能优于通过结构概念得到的带支撑框架。据此,给出了低层轻钢建筑密柱框架支撑分布的设计建议。     

海口红粘土大型单剪试验研究

利用自制的大型单剪仪对海口红粘土重塑土样进行了不同含水率条件下的大型单剪试验,并用所获得的抗剪强度指标与直剪进行比较,大型单剪仪能更好的观察土体的变形特征及剪切破坏带。分析了红粘土抗剪强度指标在直剪、大型单剪试验中的异同,及其与含水率的变化关系。结果表明,海口红粘土的抗剪强度及其抗剪强度指标与含水率呈负相关,且含水率与粘聚力、内摩擦角的关系均能用二次函数进行拟合。其中,含水率对粘聚力的影响较大。此外,红粘土在单剪试验中的剪切破坏带随含水率的变化而变化,而直剪试验中的剪切面是人为固定的,这是造成红粘土单剪抗剪强度与内摩擦角低于直剪的原因。     

桥梁结构优化的评价指标

为了从优化程序所给出的一系列优化结果中找出最优设计,本文提出了一个从桥梁结构优化结果中寻找最优设计的评价指标(GOI).该指标将体积挖空率(VR)作为节省材料的量化值,同时将应力指数RI(σ)和变形指数RI(d)作为结构受力的量化值,以此来建立数学公式,然后计算出每个优化结果的具体指标值,进而找出最优设计.最后通过钢拱...     

盾构隧道端头垂直冻结板冻结加固温度场数值分析

为探究盾构隧道端头垂直冻结板的冻结加固效果、优化冻结板冻结加固方案,首先介绍了盾构隧道端头垂直冻结板冻结加固结构,然后运用有限元软件进行分析,数值建模分析该垂直冻结板冻结加固温度场的发展规律,最后结果表明:冻结板板厚对于最终冻结效果影响较小,板厚最佳为200 mm;增加冻结板与地连墙距离能显著增加最终有效冻结厚度,但冻...     

热带地区典型人群的基础热反应

同属于夏热冬暖地区的海南与广州的室内人体热舒适现场研究结果显示其热中性温度差异大。为探寻其原因,分别征集海南两个地区的典型人群进行了人工气候室的高热湿反应实验。较于边缘热带(海南北部气候区)区人群,中热带气候区(海南南部气候区)人群对高湿热环境的生理、心理反应都略低;中热带气候区人群热中性温度(ET~*)为28.2℃,边缘热带区受试者的热中性温度(ET~*)为27.6℃。与同属于夏热冬暖地区的广州和严寒地区的人工气候室研究结果比较,人体达热中性温度时,海南人群的平均皮肤温度更高;在低温及接近热中性环境时,实际热感觉投票值(thermal sensation vote, TSV)与理论预测值(predicted mean vote, PMV)、实际不满意百分比(percent dissatisfied, PD)与预测不满意百分比(predicted percent dissatisfied PPD)相差较小;而在高温且高湿的环境,两者差距大。长时间生活于持续高湿热环境的人群,其心理和生理都更适应高湿热环境;基于PMV-PPD的国际标准得到的热舒适区域和热中性温度并不完全适用于热带地区,热带地区人群的可接受温度范围更宽。