交通运输部天津水运工程科学研究院大型土工离心模拟实验室

<正>交通运输部天津水运工程科学研究院(下称"天科院")大型土工离心模拟实验室是天科院港口水工建筑技术国家工程实验室的重要研发平台,实验室拥有土工离心模拟试验厅、大型土工离心机试验系统和大型直剪测试系统、动三轴试验系统、动态循环单剪试验系统等先进的土体试验仪器设备。实验室大型土工离心机试验系统的土工离心机最大容量为500 g·t,最大离心加速度为250 g,最大半径为5 m。离心加速度250 g,最大有效荷重为2 t;离心加速度100g,最大有效荷重为5 t。大型土工离心机试验系统设置了垂直与水平双     

土工试验中的若干问题探讨

土工试验在土工问题工作环节当中是至关重要的。本文对土工试验中的几个常见问题进行了分析和总结，并且比较深入地分析和探讨了实验中的异常现象和偏差，并对提高土工试验成果的措施提出了自己的意见和想法。     

激光粒度分布仪在土工试验颗粒分析中控制参数的研究

激光粒度分布仪在土工试验领域应用目前尚无标准规范可依据。文章以天津港地区的土样为研究对象,通过对试验过程中的遮光率、超声波分散时间、分散剂浓度、离心泵循环转速等控制参数进行比对试验。确定了该方法在土工试验中的适宜性,同时建议了采用该方法进行颗粒分析试验合适的控制参数。     

潜艇专项试验的电磁兼容管理与控制

潜艇专项试验对于武器装备的正式装备至关重要,试验过程中临时设备的上艇势必对原有电磁兼容性能构成影响,为有效降低试验过程中出现试验设备和装艇设备之间发生电磁干扰的概率,本文结合潜艇某专项试验的电磁兼容工程实践经验,以总体电磁兼容设计及试验过程监控为重点,总结提出了潜艇专项试验中电磁兼容管理与控制的方法和要点。     

土工织物加筋垫层稳定性作用分析

分析讨论了土工织物加筋垫层稳定性作用机理,总结了目前加筋垫层稳定安全系数计算方法,并采用原规程法和规范中的新方法对一项现场足尺破坏试验和5项海堤工程实例分别进行了计算分析,结果表明:土工织物加筋垫层可以约束堤体和地基土的侧向变形,减少地基的沉降和不均匀沉降,提高边坡的整体稳定性。采用分担系数的方法计算边坡稳定与实际结果较为吻合。     

取土因素对土工试验成果质量的影响分析

针对目前土工试验中存在的问题,通过大量的土工试验,分析归纳了因取土因素造成土工试验结果偏差的原因,同时提出了解决问题的方法,确保了土工试验结果的可靠性。     

模型螺旋桨唱音消除方法的试验研究

模型螺旋桨噪声试验中.唱音是影响噪声测试与数据分析的主要干扰,必须予以消除.为此,开展了模型螺旋桨唱音消除方法的试验研究.试验中从改变模型螺旋桨叶片表面流态的角度设计了几种消唱方案,并完成噪声测量试验.文中对不同方案的噪声试验结果进行分析,并评估了各方案的消唱效果,为形成模型螺旋桨唱音消除方法建立了基础.     

淤泥质土堤防边坡稳定性硬壳层作用效应分析

为了提高工程进度并保证工程质量,进行了室内土工试验和数值试验研究。依据有限元强度折减理论,提出可用于离散元PFC的细观强度折减法,并分析了堤防边坡的稳定特性,得到了边坡的安全系数。根据工程分层填筑的施工特点,提出了土体复合硬壳层的假设,研究了硬壳层厚度、强度和层数等因素对边坡稳定性和变形特性的影响,硬壳层对提高边坡稳定、改善边坡变形有着重要作用。最后研究了硬壳层对控制边坡坡度的作用,若能形成有效的硬壳层骨架,则能适当提高边坡的坡度,具有一定的工程和经济意义。     

地下水渗流对岸坡稳定影响试验研究

从河道地下水稳定渗流的解析解、有限元解出发,分析了河道坡面上的渗透坡降的分布规律,得到了自由出渗坡面上土颗粒的临界渗透坡降计算公式.开展了地下水渗流对岸坡稳定影响的试验研究,分析了地下水渗流作用下的河道崩岸发生、发展机理和演变过程.从防止坡面发生渗透破坏和降低浸润线、减少渗流量两个角度,研究了防治崩岸的渗流控制措施,重点研究了土工织物和排水减压井在降低渗流破坏、增加边坡稳定性的效果.最后介绍了土工织物设计准则和排水减压井渗流计算方法.     

基于遗传算法的边坡关键概率滑面搜索

针对常规优化方法难以在非光滑、非凸且可能存在多个极值的边坡关键概率滑面搜索问题中取得较好效果的问题,研究了采用改进遗传算法来实现边坡最大失效概率和关键滑面的搜索.在简化Bishop法的基础上推导了边坡稳定极限状态方程,提出了基于改进遗传算法的边坡分析优化模型;结合验算点法,在Visual C ++的平台上实现了关键概率...     

大水位差拱形桥梁弧形自浮式防船撞设施运行可靠性强化试验研究*

弧形自浮式防撞设施能够有效解决大水差拱形桥梁的防船撞问题,其运行可靠性关系到防撞设施日常运行的灵活与稳妥,对其进行研究尤为必要。采用性能可靠性评估模型评价防撞设施运行的可靠性,将可靠性量化为防撞设施随水位变化自适应浮动的驱动力值大于浮筒阻力值的概率。为了提高试验的效率,采用强化试验原理,对试验方案进行了优化设计。建立了弧形自浮式防撞设施机构模型,并在防撞带与浮筒连接部布置多个应变测量单元,监测防撞设施随水位自适应浮动过程中的应变变化。强化试验条件下,共进行了25个往复升降试验,结果表明25次试验中均未出应变输出结果异常的现象,说明在25次试验中未出现一次浮筒卡住的情况,证明所设计的防撞设施结构运行可靠度达到设计要求。     

加筋处理碓石体边坡的效果分析

碓石体是山区交通土建工程中常见的一种结构形式,文中结合某土工格栅加固处理高陡碓石体边坡的工程实例,采用ABAQUS有限元软件建模,对比分析了加入筋材对碓石体边坡的工后变形和整体稳定性的影响。分析表明,土工格栅的加入主要限制了碓石体边坡的侧向水平位移,另外增强了碓石体边坡的稳定性,采用加筋方法加固处理堆石体边坡具有显著良好作用。     

土的附着力试验方法

针对JTS/T 247—2023《水运工程土工试验规程》中附着力试验方法的科学编制,通过对以往规范中相关条款内容的的充分研究和调研,从试验方案制定、土样杯、压板及护环等试验设备的定制入手,进行有针对性的探索性试验。采用单一变量分析方法,分别研究土样杯尺寸、压板尺寸、护环厚度等对土附着力试验的影响,总结形成了更贴合实际、更具可操作性、更符合水运工程行业的土附着力试验方法条款,并纳入JTS/T 247—2023《水运工程土工试验规程》章节内容中,推动了水运工程行业中土的附着力试验方法的优化和改进。     

简析土工试验过程中的主要影响因素

对土工试验过程中的影响因素进行总结,依据丰富的生产实践经验分析其对试验结果的影响方向和程度。研究成果可为土工试验人员提供经验参考和方法,以便获得更加准确的试验结果,进而更好的服务于实际工程。     

土工离心机水平垂直双向振动台

大型土工离心机水平垂直双向振动台可在水平和垂直两个方向上激发振动,模拟地震波作用对岩土工程和结构物的影响,其原理复杂且实现难度大,世界范围内数量较少。文章依托交通运输部天津水运工程科学研究所已建成的大型土工离心机水平垂直双向振动台,分析了大型双向振动台的研制难点,并对其相应的机械设计方案和控制策略进行了介绍。本振动台的建造经验表明:采用层压橡胶轴承替代普通轴承可承受巨大的振动负载,将层压橡胶轴承布置在合适的位置可以保证台面只在水平和垂直两个方向运动;使用气缸补偿振动台和模型的静态载荷,垂直作动器只负责振动加载;振动台底部设置隔振层可大大减弱主轴受到的冲击;合理的油路布置方案和伺服阀的选型保证激振效果;使用剪切模型箱可减小模型的边界效应,使用期望响应谱RRS和测试响应谱TRS相比较的判定准则进行波形迭代,可保证波形的准确性。合理的机械设计方法和控制策略保证了振动台的使用效果。     

舰艇编队组网试验中数据链模拟器技术研究

在舰艇编队组网试验中，涉及多军兵种，组织协调困难、耗费大，采用数据链模拟器技术进行先期试验是有效的解决途径。首先介绍了数据链模拟器在舰艇编队组网试验中的地位，通过数据链模拟器进行舰艇编队组网的试验方法，说明数据链模拟器的构建思想和各功能模块的设计方法，阐述数据链模拟器实现过程中涉及到的无线信息组织、通信信道建模、多种协议自动识别及时钟同步等关键技术，最后介绍了数据链模拟器在舰艇编队组网试验中的具体应用。该技术已成功地应用于某系统鉴定试验上，取得了较好的试验效果。     

波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤性状试验研究

箱筒型基础防波堤是一种新型的防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基的筑堤情形.然而,这种新型防波堤出现时间较短,对其性状表现的认识尚在积累中,采取何种破坏模式进行设计计算是一个关键难题.为此,开展了土工离心模型试验,探讨了波浪荷载强度、波浪作用持续时间、结构下筒长度和压载等因素对防波堤结构位移模式的影响.试验在离心机高速运转条件下模拟了周期性循环波浪荷载,观测了箱筒型基础防波堤的水平变位、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等反应.结果发现,修建于给定条件地基上的箱筒型基础防波堤能够很好地抵抗设计荷载强度波浪作用,所发生的沉降、水平变位和倾斜度均不会超出相应的控制值,其主要位移破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳或水平变位超出容许值而发生侧向滑动破坏.     

降雨入渗的边坡非饱和渗透性试验研究

非饱和渗流虽然经过半个世纪的发展,但至今在岩土工程中的应用还是不成熟,不普遍.本次试验研究是依托云南省水麻高速公路建设工程,选取了一残积土公路边坡进行了现场人工降雨诱发滑坡试验,并对公路边坡的非饱和渗流进行了数值模拟,以达到有效控制和防治公路边坡滑坡的目的.此试验方法为降雨入渗的边坡非饱和稳定性评估提供了一条新途径.     

柴油机抗冲击性能实船水下爆炸冲击试验研究

柴油机是现代舰船主要动力源之一,其抗冲击性能直接影响舰船生命力.舰用柴油机具有体积重量大、附属设备多、运行维护要求高等特点,难以在陆上进行抗冲击台架试验.实船水下爆炸冲击试验是发现舰用柴油机抗冲击薄弱环节,检验舰用柴油机抗冲击性能的有效手段.通过试验中对舰用柴油机进行运行监控、实时测量,以及试验后对柴油机进行拆检分析,初步总结出舰用柴油机的抗冲击薄弱环节,提出舰用柴油机冲击防护设计建议,研究成果可应用于舰船动力设备抗冲击防护措施设计中.     

腐蚀和裂纹损伤下海洋平台极限强度试验研究

根据墨西哥湾某一典型固定式海洋平台为原型,按照刚度相似性和几何相似性,分别设计并制作了完好模型、腐蚀模型、裂纹模型,并对三个试验模型开展极限强度试验研究,试验结果表明腐蚀、裂纹损伤严重影响试验模型极限承载力,且试验模型失效模式各不相同.同时,采用非线性有限元方法,分别对三个试验模型进行计算,将计算结果与试验结果对比分析,验证了该方法在固定式海洋平台极限强度计算方面的有效性.