土工袋防渠道冻胀水-热-力耦合数值模拟

根据水-热-力耦合计算模型,编制相应的有限元计算程序,并结合寒冷地区渠道工程进行数值计算,分析渠道建成后2 a内渠坡的温度场、水分场及位移的分布规律。计算结果表明:渠坡在冻融过程中表现出显著的冻胀、融沉变形特性,且冻胀和融沉变形不可逆;土工袋处理渠道对冻土渠坡具有较好的防冻胀效果,土工袋具有较小的导热性,可以有效减小渠坡内部土体温度受大气温度的影响,从而减小渠坡发生冻胀融沉变化的可能性;土工袋可以抑制毛细水和薄膜水的上升,可减小土工袋层及下部土体中的水分迁移,从而保持渠道内较为稳定的含水量,减小渠坡表层的冻胀量;土工袋具有一定的强度且在自身袋子张力作用下能够抑制部分冻胀变形,从而减小渠道衬砌体由冻胀引起的破坏。同时,渠道表层用土工袋处理后,渠坡内部温度可以较快达到稳定状态,运行2 a后可在地基2 m以下位置形成较为稳定的常年冻结层。     

柠条锦鸡儿细根生长与游离脯氨酸含量关系研究

研究区位于内蒙古敖汉旗黄花甸子流域,在10a生柠条锦鸡儿人工林中分别选取了坡上和坡下样本5丛.通过四分之一圆法采集根系,并将标准丛根系按细根、中根、骨骼根进行划分,并测定长度及游离氨基酸含量.通过比较分析不同土壤含水率条件下的各径级根的长度差异,两样地中各径级根中游离氨基酸含量相关性.得出游离脯氨酸含量百分比在不同土壤含水率条件下变化趋势,和游离氨基酸平均含量与根长的相关趋势.结果表明:(1)细根长度和游离脯氨酸含量均与土壤含水率呈负相关关系.(2)游离脯氨酸含量与根系新生细根存在正相关关系.(3)两样地中各径级根之间游离氨基酸含量具有显著相关性,相关系数均在0.980~0.997之间.(4)游离脯氨酸平均含量与细根比表面积存在正相关关系,且R2=0.9371.研究证明游离脯氨酸对植物对抗干旱胁迫的重要作用,为柠条锦鸡儿复壮和内蒙古农牧交错带植被恢复提供科学依据.     

正交异性钢桥面板闭口加劲肋对接焊缝疲劳性能评价

根据等效应力幅的概念,采用国内2座大桥近半年的交通数据对闭口加劲肋的疲劳性能进行评价.闭口加劲肋对接焊缝处应力影响线较短,通过车型的调查可以将车辆荷载转化为轴型荷载加载应力影响线,从而避免数值模拟实际车流.通过与我国钢桥规范推荐评价方法对比可以看出,采用统计的轴型荷载计算得到的等效应力幅小于规范评价方法得到的计算结果.并对我国钢桥规范中的损伤等效系数的取值进行了讨论.     

正交各向异性板带有一般孔形时应力分析

采用复变函数方法研究面内均布荷载作用下带孔正交各向异性板的应力解析解.对含一个正六角形孔或不规则孔的无限平板进行分析,得到不同工况下(纤维角度、外荷载方向)孔边及部分孔外域的应力分布规律.结果表明,当单向荷载作用方向与孔边尖点指向垂直时,若正交各向异性板的纤维按0°和-90.0°布置,最大切向应力发生在孔边,并且位于尖点位置,但随着纤维角度的旋转,孔边的最大应力点逐渐偏离尖点,并且最大应力值也逐渐降低;因此,正交各向异性板的应力集中可以通过调整材料的纤维方向来改善.除此之外,当单向均布荷载σ的作用方向与坐标轴平行时,该坐标轴与孔边界交点的切向应力均为-σ.     

基于折扣高斯粒子滤波器的桥梁可靠性动态预测

桥梁健康监测(BHM)系统在长期运营中积累了大量信息,如何利用这些信息动态预测结构可靠性已成为BHM领域的关键科学问题之一.为合理预测桥梁的动态可靠性,应用BHM系统日常监测的极值应力数据,建立带有最优折扣因子的动态线性模型,结合高斯粒子滤波器给出折扣高斯粒子滤波器预测算法,分别对日常监测极值应力的一步向前预测分布参数和状态变量后验分布参数进行修正预测,并基于此,采用一次二阶矩(FOSM)方法预测桥梁的动态可靠性,结合桥梁实测数据对所提方法进行了验证分析,为桥梁预防性养护维修决策提供理论基础.     

高精度数字梯度敏感法测量PMMA板的转角场

用数字梯度敏感法(DGS)测量聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板的应力梯度(偏转角)。首先,利用数字图像相关方法(DIC)测量了PMMA板在三点弯曲作用下应力集中区域的全场位移,再根据光弹效应建立PMMA板的应力梯度与光线穿过透明件后的偏转角之间的关系,得到PMMA板的转角场。将直接测得的转角场与解析值进行对比,发现存在误差。这是由于试验中不可避免地存在面内刚体平移及离面位移,导致试验中得到的转角场产生误差。通过补偿区域法消除上述影响因素,并讨论了面内刚体平移和离面位移对试验的影响。最后,与解析值对比,结果表明,通过补偿区域法降低了测量误差,得到高精度的转角场。x和y方向转角场的平均相对误差分别为4.90%和5.89%。     

含位形权重的磁流变液孤立链流变剪应力模型

为降低采用标准孤立链理论模型计算高体积分数磁流变液流变剪应力时的计算误差,提出一种通过距离权重系数评价磁链间相互作用的流变模型.编写Monte Carlo仿真程序计算颗粒位置与磁矩方向矢量、同时输出与系统颗粒间距有关的距离权重系数.按标准和距离权重这两种链结构模型计算磁流变液剪切应力数值,并和4种磁流变液(30.58%~44.79%)的流变仪剪应力测试数据进行比较,结果显示,权重模型在磁场全范围内具有更高的计算精度,并且和流变试验实际结果基本符合,证实了磁链微观结构间的相互作用力是影响磁流变液流变特性的主要因素之一.     

考虑表面应力的微悬臂梁质量传感器的建模与仿真

为了考虑悬臂梁谐振器表面吸附层或者不同材料涂层引起的表面应力的影响,进而提高质量传感器的精度和性能,基于瑞利-里兹法提出了考虑表面应力的悬臂梁质量传感器的理论方法.在悬臂梁振动的控制方程中引入应力系数对其振型函数进行修正,并系统地分析对悬臂梁振动频率的影响,再根据瑞利法建立微悬臂梁质量传感器的理论模型.应用该方法,纳米颗粒的位置和质量可以通过颗粒吸附前后悬臂梁的频率移动来精确确定.该方法的准确性和可行性通过有限元仿真进行了验证.     

南宁市4种绿化树种的滞尘效益评估

【目的】研究常见道路绿化植物的滞尘能力和对粉尘污染的抗性能力,并对植物滞尘效益进行评价。【方法】选取南宁市4种常见行道绿化树种:扁桃(Mangifera persiciformis)、鱼尾葵(Caryota ochlandra),朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)、黄金榕(Ficus microcarpa),在南宁市交通繁忙区、建筑工地、工业密集区和相对清洁的对照区对树种叶片的滞尘能力进行测定,选择植物的叶绿素含量变化、净光合速率、蒸腾速率3个光合生理指标分析其抗性。【结果】鱼尾葵的滞尘能力在交通繁忙区和建筑污染区中最强,黄金榕在各污染区中受到的影响相对较小。工业污染区中黄金榕的滞尘能力最高;交通繁忙区中,鱼尾葵的净光合速率和蒸腾速率受影响较大,朱槿的叶绿素含量下降率最高;在建筑污染区和工业污染区,扁桃受到滞尘的影响较大。综合评价4种绿化树种的滞尘效益,交通繁忙区和建筑污染区最高为黄金榕,工业污染区最高为朱槿。【结论】同种植物对不同污染源的抗逆性不同,其滞尘能力也不同。通过综合评价,能较为客观地为南宁绿化树种选择和配制提供参考依据。     

基于三点弯曲试验研究合金化镀层剥落机制

通过三点弯曲试验,利用电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)及金相显微镜(OM)研究了合金化镀锌板(GA)不同应力状态(压应力、拉应力)下裂纹的扩展、延伸及镀层的剥落.结果表明:锌层从合金化炉出来冷却过程中锌层中的裂纹产生于δ和Γ相中.在变形过程中,压应力和拉应力侧裂纹的扩展和锌层的剥落机制不同.在拉应力一侧,裂纹沿着垂直板面的方向延伸,到达Γ-αFe界面,沿着平行于Γ-αFe界面继续延伸,与第二条裂纹接触后,锌层剥落;在压应力一侧,裂纹沿着与板面成一定角度的方向扩展,最后镀层剥离或者在δ相内或者与拉应力一侧相同,到达Γ-αFe界面后,沿着Γ-αFe界面延伸最后产生破坏.实验结果还表明,镀层在压应力条件下更容易产生粉化现象.