隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性影响

在尚家湾隧道施工期间,曾预报并揭露大型溶洞,溶洞的存在给隧道施工带来极大的安全隐患。以尚家湾隧道为背景,开展数值试验。通过对比隧道前方有、无溶洞条件下开挖工况,从位移、应力、塑性区3个方面分析了隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究表明:对于本工程而言,溶洞对隧道底部和左侧拱腰的影响要大于对隧道顶部及右侧拱腰的影响;隧道前方存在大型溶洞条件下塑性区体积随开挖位置呈指数增长。隧道前方无溶洞条件下,塑性区体积随开挖位置呈线性增长,即溶洞的存在大大加速了隧道开挖塑性破坏区的增长。该研究对岩溶地区隧道安全施工具有一定的指导意义。     

水泥混凝土路面接缝传荷能力模型试验研究

为研究正常使用状态下水泥混凝土路面接缝传力杆的传荷性能影响因素及其衰减规律,进行了3组10块带接缝水泥混凝土路面板的室内疲劳试验。试件分别采用不同的传力杆直径、长度和混凝土板厚度,考虑了3种不同因素对传荷能力的影响,后续建立的ANSYS有限元模型也对试验结果进行了验证。通过分析不同工况下路面板接缝两侧的弯沉值及传荷系数表明:水泥混凝土路面板的传荷能力在最初加载的7万次过程中衰减明显,之后衰减缓慢;传力杆直径、长度及混凝土板厚度的增加,能够提高接缝的传荷效率,但十分有限。     

热力压缩海水淡化系统中低温蒸汽喷射器的实验研究

海水淡化过程需要消耗大量的能源。采用较低热源温度驱动的海水淡化技术将是未来的发展方向。针对热力压缩海水淡化系统,设计了可在低温热源驱动下工作的蒸汽喷射器。通过实验分别研究了蒸汽喷射器的工况参数、横截面的面积比和喷嘴类型等对蒸汽喷射器性能的影响。结果表明:当发生温度为40℃、蒸发温度为25℃时,蒸汽喷射器的性能系数(cofficient of performance,COP)可达到3.06;面积比对蒸汽喷射器的COP有较大的影响,而对临界冷凝温度的影响不大;渐缩型喷嘴的性能略优于渐缩渐扩型喷嘴的性能。研究为今后进一步开展低温热源驱动海水淡化技术奠定了基础。     

VOLVO PENTA柴油发电机组双层隔振降噪系统设计与验证

针对某钻井井场内的单层隔振的柴油发电机组振动噪声过大,提出双层隔振的方案来降低井场噪声与振动。首先对双层隔振系统进行数学建模分析,得出双层隔振比单层隔振具有更好的隔振降噪的效果。为验证双层隔振比单层隔振效果更好,对井场内柴油发电机组进行双层隔振的具体方案实施;并对施工完成后的双层隔振的发电机组进行噪声与振动的现场测试。测试结果表明,柴油发电机组采用双层隔振后,隔振效果比原有的单层隔振措施有一定的提高,噪声最大减小了13.5 dB(A)。研究结果表明VOLVO PENTA柴油发电机组采用双层隔振措施可以降低井场噪声与振动。     

冲击荷载下钙质砂侧限压缩及颗粒破碎试验研究

海洋动力环境中钙质砂受荷载时的压缩变形特性是工程建设考虑的重要因素。对1~2 mm粒径钙质砂在侧限条件下进行静荷加载、冲击加载、冲击后静荷加载试验,分析试样在三种加载方式下的e-P曲线,运用Hardin模型中的相对破碎率Br值对其颗粒破碎进行度量。试验结果表明:相同荷载幅值水平下,相对静荷加载,试样对冲击加载较为敏感,其压缩变形更加明显,颗粒级配变化更显著;冲击加载时,存在临界冲击次数N_(cr),此时试样孔隙比趋于稳定;且冲击荷载幅值越大,相应临界冲击次数N_(cr)值越大;同时发现冲击加载会影响试样压缩性,冲击加载时试样颗粒破碎程度越高,冲击加载后静荷加载时表现的压缩性越低,颗粒相对破碎率B_r值变化越小,试验结论对工程建设具有一定参考意义。     

不同侧限条件下红黏土竖向压缩性能响应试验分析

以江西省南昌市典型红黏土为研究对象,通过控制侧限条件和试样含水率实施竖向压缩试验。系统研究了各侧限工况下红黏土强度和变形特征的响应规律。研究结果表明:无侧限、单面、邻面和对面侧限状态的应力-应力关系可划分为四个阶段:(1)压密和弹性变形阶段;(2)非线性强化阶段;(3)软化阶段;(4)稳态流变阶段。抗压强度、残余强度、峰值应变都随着初始含水率的增大呈非线性增加。而三面和四面侧限条件下红黏土抗压强度整体上试样的抗压强度随含水率的升高而降低。在竖向压缩下,裂纹扩展、贯通,形成宏观纵向裂缝,呈现出明显的劈裂破坏特征。含水率一定时,红黏土峰值强度在各侧限条件的大小关系是:单面侧限无侧限邻面侧限对面侧限三面侧限四面侧限。     

节点域尺寸对H型钢截面局部钢框架塑性损伤规律影响的分析

为了研究节点域尺寸对H型钢截面局部钢框架塑性损伤规律影响,以常见的梁、柱及节点域组成的十字形钢框架结构为分析对象,以H型钢柱截面类型、轴压比、节点域高宽比、节点域宽度与层高比、节点域高度与跨度比及结构跨高比等为主要研究参量;基于力学平衡准则进行分析。结果如下:如果用不考虑节点域尺寸时构件的强度来判断柱、梁及节点域组成的框架节点的破坏机制(塑性铰形成位置),可能会出现误判;H型钢截面局部钢框架的节点域与柱强度比,随轴压比和节点域高宽比的增大而增大,而随跨高比的增大而减小。柱为宽翼缘H型钢时,节点域先于柱形成塑性铰;柱为中或窄翼缘H型钢时,轴压比为0.6及节点域高宽比等于2时以外,基本上节点域先于柱形成塑性铰;轴压比小于等于0.4时,H型钢柱强度是节点域强度的1~5倍,可能导致实现"强节点域"的构造处理施工的困难。     

不同干密度粗粒土抗剪强度特征试验研究

剪切试验中,试样的形变特征决定了剪切强度特征,而干密度,含水率和围压都会影响试样的形变特征。因此通过开展不固结不排水三轴剪切试验,用实测的办法在不同轴向应变时对试样直径的增量进行量测。试验结果表明,剪切过程主要由体压缩阶段、鼓状变形阶段和剪切破坏面发展阶段组成,其中鼓状变形阶段是试验剪切过程的主要变形阶段、干密度的增加表现出试样的鼓状变形与剪切破坏阶段较为明显;含水率的增加提高了试样的塑性,增加了实测直径增量值;围压与端部效应共同作用,围压越大,鼓状变形越明显,实测直径增量就越大。通过形变特征计算剪切强度,分别以试样直径最大增量值和中部1/3部分平均直径值计算剪切强度,结果表明两者应力应变特征基本一致,但最大直径所得剪切强度值相对较小。     

桩板墙在泥石流治理工程中受力模式试验研究

近年来,每当我国进入雨季后都会有由于强降雨形成的泥石流灾害的出现;这种情况已经造成了大量的人员伤亡和财产损失,例如2016年福建泰宁泥石流灾害造成34人遇难,2010年甘肃舟曲特大型泥石流造成了千余人遇难;因此对泥石流的治理和防范工作成为了地形地质复杂地区的重中之重。泥石流具有爆发突然、冲击能量大、破坏性强等特点,又受地形、地质以及降雨情况等复杂情况的影响,对治理工程的强度要求较高。近年来,常用于边坡工程中的桩板墙结构被广泛的应用于泥石流治理工程中,由于泥石流冲击力为动荷载,其受力模式与在边坡工程中截然不同由于桩板墙造价较高,在实际工程中往往需要配合其它附属工程共同使用。以桩板墙泥石流拦挡结构为研究对象,设置了桩板墙模型,同时配合柔性网、格宾,放置在溜槽中模拟泥石流冲击桩板墙的过程,通过布置在桩板墙模型后部的压力传感器来分析桩板墙的受力情况;并综合桩板墙的拦挡效果、排水效果和坝后淤积等情况进行研究。得到:1在模型试验中桩板墙的拦挡效果良好,可以将大部分体积较大的固体物质拦下。2在桩板墙后部设置格宾和柔性网均可以有效降低泥石流对桩板墙的冲击力,格宾和柔性网各有优点,柔性网的排水效果相较于格宾要好,格宾相较于柔性网可以更有效的降低泥石流的冲击力。3桩板墙后部易形成漩涡,对坝后地基造成严重的侵蚀。4当坝后淤满固体物质后,会将排水通道堵塞,应当加强排水措施。     

空腹式钢筋混凝土板拱桥荷载横向分布研究

为了进一步探究空腹式钢筋混凝土板拱桥的荷载横向分布规律,简化桥梁计算,通过改变空间模型中虚拟横梁的间距及抗弯刚度,分析了主拱圈拱顶截面的横向分布规律;并通过荷载试验结果对分析的结论进行验证。结果表明:当虚拟横梁间距取虚拟纵梁间距的1.5倍及虚拟横梁抗弯刚度调整为主梁的5倍时,计算出空腹式板拱桥跨中横向分布理论值与实测值最大误差在1.2%以内,具有一定的精确性,可为实际工程设计提供参考依据。