酸性环境干湿循环条件下膨胀土的膨胀特性及微观作用分析

弄清酸雨及干湿循环共同作用下膨胀土的膨胀性能及其微结构与矿物成分的变化，对研究酸雨区膨胀土的基本性质劣化及工程问题意义重大。为此，以广西酸雨重灾区百色原状膨胀土为对象，模拟酸雨（pH=3，5，7）与干湿循环（n=1，2，3，4）两者共同作用的环境，开展了无、有荷膨胀率试验，并采用扫描电镜（SEM）、压汞仪（MIP）和X射线衍射仪（XRD）分析了该环境下试样的微结构及矿物成分的演变规律。研究结果表明：酸性环境使试样的膨胀率增大，溶液的pH值越小，膨胀率越大；随干湿循环作用次数的增加，不同溶液环境下试样的膨胀率均先增大后趋于稳定，且2次作用后的增幅最大；经酸性环境与干湿循环共同作用试样的膨胀率增大更多，溶液pH值为3和5，经2次干湿循环后其膨胀率比pH值为7的分别增长了24.7%和7.9%；上覆压力能明显抑制试样膨胀率的增长，设定测试压力越大，该值下降越显著。酸性环境与干湿循环共同作用下膨胀率增大的机理可通过微观结构分析作出解释：酸性环境作用下膨胀土中游离SiO₂，Al₂O₃，K₂O，MgO，CaO等胶结物出现不同程度的溶蚀和淋滤，削弱了叠聚体结构间的联结作用，使面面叠聚结构的排列趋于分散，微孔隙体积及数目不断增大，同时遭受干湿循环作用后，土中微孔隙加速发育，土颗粒与溶液水间化学反应更剧烈，致使其膨胀变形进一步增大。因此，酸雨重灾区的膨胀土工程建设，必须考虑酸性环境与干湿循环共同作用造成的膨胀土基本性质劣化的不利影响。     

火灾工况下地下共用结构中隧道顶板设计方法研究

为研究隧道、地铁和综合管廊合建结构薄弱处的抗火设计理论,保证在火灾情况下地下共用结构的安全性,以义乌商城大道车行隧道发生火灾为例,采用有限元分析软件ANSYS建立全尺寸火灾模型,利用热分析功能,研究不同火灾规模下结构温度场的分布规律,并采用理论分析的方法,对火灾后共用结构顶板极限承载力计算方法进行推导。研究结果表明:1)随火灾规模增加,混凝土径向影响范围逐渐增加,研究明确了不同火灾规模下轻、中、重度受损范围;2)提出了高温下钢筋与混凝土黏结强度、混凝土抗压强度以及钢筋屈服抗拉强度计算公式,并基于此给出了火灾后地下共用结构中隧道顶板极限承载力计算方法。     

川南地区典型砂岩强度特性分析

以四川宜宾市高县的典型砂岩为研究对象，进行基本物性试验、矿物成分分析、饱和与烘干两种状态下的点荷载和单轴抗压强度试验，分析含水状态对砂岩强度的影响和点荷载强度指数I_s(50)与单轴抗压强度UCS间的转换关系。结果表明:饱和状态下砂岩I_s(50)在0.89～1.36 MPa，均值1.14 MPa，UCS为19.98 MPa，烘干状态下I_s(50)在2.07～2.82 MPa，均值2.43 MPa，UCS为43.98 MPa；试样I_s(50) 与UCS在饱和后衰减比例基本一致，约55 %，工程实践中可利用点荷载强度了解其软化特性；公路沿线典型砂岩建议采用UCS=17.53 I_s(50)作为两种强度之间的转换关系。     

海底隧道衬砌混凝土高温后性能试验研究

由于通风条件差,火灾是隧道最严重的灾害之一。海底隧道地处复杂海洋环境,衬砌混凝土性能与普通混凝土相比,存在明显差异。为了研究海底隧道衬砌混凝土高温燃烧后的物理力学特性,参照厦门翔安海底隧道衬砌结构混凝土配合比制作试件,标准养护后,各组试件分别在200,300,400,600,800,1 000℃高温环境下灼烧6 h,采用自然冷却与水喷淋两种冷却方式,分别进行尺寸量测、抗压强度和抗渗试验,分析高温后混凝土的热膨胀、极限压应变、横向应变、抗压强度、弹性模量及抗渗性能等。结果表明:(1)温度低于300℃,热膨胀系数随温度变化不明显;温度高于400℃,热膨胀系数随温度升高迅速上升;与自然冷却方式相比,在水喷淋冷却方式下混凝土高温后热膨胀系数更大。(2)轴向应变相等条件下,温度低于600℃时横向应变随温度升高而增大;温度高于600℃后,横向应变随着温度增高变小。(3)温度低于300℃,抗压强度随温度变化小;温度高于300℃,抗压强度随温度升高降低。自然冷却条件下混凝土抗压强度与温度呈线性关系;而水喷淋冷却条件下,二者为非线性关系。(4)混凝土的弹性模量、抗渗等级均随温度的升高而降低,相比水喷淋冷却方式,自然冷却方式对二者影响更大。     

冻融循环作用下高黏高弹沥青混凝土动力学特征及损伤演化行为

长期冻融循环损伤作用严重影响高黏高弹沥青混凝土服役安全性与耐久性，依据动力学性能研究其冻融损伤特性、损伤机理及发展规律具有重要现实意义。为此，采用宏细观方法从动力学性能衰减角度研究高黏高弹沥青混凝土的冻融循环损伤问题，通过室内冻融循环试验、动态力学行为分析、沥青流变和黏附性测试及内部细观结构观察明确了其性能衰减规律和冻融损伤机制，优化了性能评价指标和损伤演变模型。研究结果表明：2S2P1D模型的拟合优度在0.98以上，能够较好地反映冻融循环损伤对动态力学性能的影响规律。沥青硬化效应和沥青-集料交互作用劣化的相互竞争机制使得高黏高弹沥青混凝土冻融损伤表现复杂，但冻融损伤后能够在常见缩减频率[10^-3 Hz, 10³ Hz]中频(中温)区交通荷载和气候环境下保持较好的动态力学性能。高黏高弹沥青混凝土动态力学性能在高频(低温)和低频(高温)区表现出“保持-加速-平衡”的冻融损伤趋势，高频(低温)、低频(高温)极限模量比能够反映内部结构冻融损伤特征，据此建立的损伤演变模型能够较准确地反映内部材料结构劣化规律(判定系数R²>...     

戈壁盐渍土地区水泥稳定碎石击实特性研究

戈壁盐渍土地区具有年温差较大、集料和拌合用水含盐量高等特征。为了分析温度、硫酸盐含量对水稳碎石击实特性的影响,首先通过击实试验分析了温度、硫酸钠含量对最佳含水率、最大干密度影响。其次,采用极差法分析了温度、硫酸钠含量对最大干密度的影响程度。基于此,通过SEM电镜扫描试验分析了击实后水稳碎石的微观结构。结果表明：温度<32.4℃且逐渐减小,最大干密度减小,最佳含水率增大;温度>32.4℃且逐渐增大,最大干密度增大,最佳含水率减小。硫酸钠含量增大,水稳碎石湿润性减小,最大干密度减小,最佳含水率增大;极差分析表明最大干密度受温度(0.055)影响比硫酸钠含量(0.016)大;温度>32.4℃,水稳碎石结构密实,孔隙最少,易击实;温度<32.4℃且逐渐减小,水稳碎石结构复杂,难击实。因此温度、硫酸钠含量可通过改变硫酸钠3种状态(Na₂SO₄溶液、Na₂SO₄·10H₂O、无水Na₂SO₄晶体)所占比例来改变水泥稳定碎石...     

车载T-BOX通信系统的集成天线设计

针对车载T-BOX通信系统需求,提出一款集成4G、全球定位系统(GPS:L1/L5)与WLAN的天线设计。4G天线与WLAN天线使用低剖面结构的平面倒F天线(PIFA)来设计。GPS天线采用两块高介电陶瓷基板堆叠、单馈入点结构设计,配合低噪声放大器(LNA),可工作于高精度导航定位。4G/GPS/WLAN集成天线通过优化的结构布置,整体外观尺寸为125×46×20 mm,具有低剖面、体积小的特点。对天线的回波损耗、隔离度、辐射方向图和增益等特性进行量测,确定可应用于智能车载终端T-BOX通信系统中。     

盾构隧道管片混凝土-加固体界面高温后拉伸性能试验

借助火灾试验,对盾构隧道管片混凝土-加固体界面经历高温后的拉伸性能进行研究。试验温度等级为50、100、200、250、300℃,试验测试高温后盾构隧道管片混凝土-加固体界面的破坏形式、荷载-位移关系及温度-破坏荷载。试验结果表明:1)高温后混凝土-加固体界面拉伸破坏形式分为Ⅰ型破坏和Ⅱ型破坏2种,较低温度(20、50、100、200℃)下主要发生Ⅰ型破坏,较高温度(250℃和300℃)下主要发生Ⅱ型破坏。2)混凝土-加固体界面的抗拉刚度随温度升高而降低,在较低温度和较高温度下,影响混凝土-复合腔体界面抗拉强度的主要因素分别是混凝土的抗拉强度和混凝土-复合腔体粘结界面的抗拉刚度。     

-30至50℃车辆工况下CO2喷射器的适应性研究

为推动喷射器回收膨胀功技术的实车应用,本文开展了-30～50℃宽温区运行工况下车用压缩-引射式CO₂热泵系统制冷制热性能及喷射器膨胀功回收特性研究,重点分析了工作喷嘴对固定尺寸喷射器变工况适应性的影响。结果表明：制冷工况下随着环境温度升高,喷射系数递减,而升压比递增;制热工况下随着环境温度降低,喷射系数和升压比均先增大后减小;制冷工况下喷射器回收膨胀功占最大可回收膨胀功的16.7%～37.2%,制热工况下为9.9%～41.3%;以高温制冷工况设计的固定尺寸喷射器难以适应低温制热工况,偏离设计工况时,喷嘴出口过膨胀会造成激波能量损失,而低温制热工况下喷嘴出口因欠膨胀会导致喷射器无引射效果。     

拱脚不同时机封铰对钢管砼拱桥受力影响分析

钢管砼拱桥施工中,拱脚不同阶段封铰的选择很大程度上决定其缆索吊装施工的成败,且对桥梁施工过程及成桥后受力、线形都有极大影响。文中以张花(张家界—花垣)高速公路古丈连接线唐家河特大桥为工程背景,借助有限元软件MIDAS/Civil 2015对其拱肋吊装过程进行正装模拟分析,拟定4种封铰方案对施工中的结构受力进行对比分析,确定较理想的封铰方案。     

改性乳化沥青纤维同步碎石封层技术的应用

结合改性乳化沥青纤维同步碎石封层技术在俄罗斯的实践应用,详细论述了纤维封层技术的特点、施工设备和材料、施工工艺,证明纤维封层能够提高路面抗拉、抗剪、抗冲击等性能,可有效延长其使用寿命,值得推广应用。     

UHPC直剪性能试验与直剪承载力计算方法

针对超高性能混凝土（UHPC）直剪性能研究较为缺乏的现状,开展24个“Z”形UHPC整体浇筑试件和24个“Z”形UHPC平接缝试件（用高压水凿毛先浇界面）的直剪试验,以得到钢纤维特性以及浇筑方式对UHPC （直剪）初裂强度、峰值强度、破坏模式以及直剪承载力的影响;并基于试验结果及UHPC细观本构模型开展了UHPC直剪承载力的理论分析研究。结果表明：无纤维UHPC整体试件和钢纤维掺量未超过3.0%的平接缝试件直剪破坏模式均为脆性破坏,纤维掺量达到2.5%的整体试件具备剪切延性破坏的特征;纤维掺量达到2.5%的平接缝试件界面处新老UHPC结合紧密;整体界面和平接缝界面直剪的初裂强度与峰值强度均随纤维掺量增加而显著增加,且峰值强度随纤维掺量几乎呈线性变化;纤维形状与长径比对整体界面初裂强度和峰值强度的影响不大,对平接缝界面则长纤维优于短纤维,异形纤维优于平直形纤维;整体界面和平接缝界面直剪的峰裂比（峰值强度与初裂强度之比）为103.5%~166.7%,整体界面峰裂比均显著大于纤维掺量相同的平接缝界面,2种界面的峰裂比均随钢纤维掺量增加而增加。建立了平接缝界面与整体界面直剪峰值强度之比η（简称直剪强度比）与纤维特征参数λ_f之间的高精度拟合公式。此外,还分别提出了高精度的UHPC整体界面和平接缝界面的直剪承载力计算公式。     

红谷沉管隧道GINA止水带数值模拟分析

沉管隧道接头结构复杂,相对于预制管段,管段接头是沉管隧道的薄弱环节。管段的不均匀沉降会导致接头处的张开与错动,引起GINA止水带的变形,造成接头防水能力的降低甚至丧失,从而对隧道的安全运营造成极大的危害。采用有限单元法针对沉管接头GINA止水带进行建模,对多工况下GINA止水带的受力变形机制进行系统化研究,以期对沉管隧道接头的防水设计和施工提供参考。主要结论如下： 1）运营工况下,GINA的压缩量不宜小于90 mm,接头张开量不宜大于35 mm; 2）设计条件下管节相对水平错动20 mm,相对竖向错动35 mm时,不会影响GINA止水带功能; 3）运营工况下,GINA止水带两肩部的差异变形对其止水功能影响较小。     

成都蜀龙五期预制装配式综合管廊拼缝橡胶密封件形式研究

为使橡胶密封件在拼缝处张开量为10 mm、错位量为12 mm以及在闭合压缩力尽可能小的情况下仍能够满足成都市蜀龙五期预制装配式综合管廊0.21 MPa的防水要求,建立3次Ogden橡胶本构模型,对圆形孔洞和类三角形孔洞2种形式的橡胶密封件进行数值模拟,比较2种形式下橡胶密封件的装配力大小,选择装配力小的橡胶密封件进行防水性能和闭合压力试验。结果表明： 1）圆形孔洞橡胶密封件能够满足蜀龙五期综合管廊的防水要求,密封件闭合压缩力为28.55 kN/m。2）当预制块拼装间隙张开量（错位量）较小时,错位量（张开量）的增大会迅速减小橡胶密封件的耐水压力,且张开量对橡胶密封件耐水压力的影响比错位量大。3）预制块拼装间隙张开量越接近0 mm,加载等间距张开量所需装配力越大。     

水泥混凝土路面填缝料封水试验方法研究

水泥混凝土路面填缝料发生接缝破损或密封性不好时地面水会从接缝处渗入基层进而产生唧泥、错台、不平整和板块断裂,导致水泥混凝土路面破坏.国内还没有相关规范验证填缝料的封水性能.基于水泥混凝土路面填缝料封水性能的室内试验及现场试验,研究并提出可检测水泥混凝土路面填缝料封水性能的试验方法,为填缝料的开发、设计、施工与验收提供依据.     

浅谈摩托车减震器油封与防尘封的匹配

防尘封对油封有正负两方面的作用,因此有必要对油封和防尘封进行匹配使用。通过产品结构和橡胶的改进,减小油封与连杆之间的摩擦力,在减震器连杆上形成尽可能薄的油膜,避免被防尘封刮去;增加防尘封的防尘能力,在薄的油膜条件下,避免假性漏油的产生。通过油封与防尘封匹配耐久漏油试验及耐久泥水试验,选出匹配效果最佳的油封与防尘封,并按此种匹配进行生产。     

Cape结构路用性能调查和试验研究

通过现场调查得出Cape结构试验路的主要病害,并根据调查结果确定试验内容,分别研究了Cape结构的防水性、低温抗裂性、高温抗车辙性和层间粘结性能。试验结果表明:Cape结构防水性能良好,但用规范关于稀浆封层渗水系数的标准检测过于严格;Cape结构低温抗裂性能较沥青混凝土差,与沥青碎石相近,SBR改性剂可明显改善其低温抗裂性能;Cape结构高温抗车辙性能良好,层间粘结性能随温度的升高而下降,并且与基层表面处理措施密切相关,当温度较高时容易发生剪切破坏。     

武汉长江隧道管片接缝防水密封垫设计与试验研究

盾构隧道管片接缝防水是隧道防水的关键,直接影响到隧道的防水效果和隧道的耐久性。采用国内外理论与实践经验,进行管片接缝防水密封垫初步设计,然后模拟施工极限装配误差,对初步设计进行防水性能与装配性能实验。根据实验结果对防水密封垫断面尺寸与结构形式及材料进行优化,并最后确定最优的防水密封垫设计。因此,对于管片接缝密封垫设计,通过防水性能与装配性能实验优化设计应该成为设计中的重要步骤,对保证管片密封垫防水性能及管片拼装质量具有重要的意义。     

水泥混凝土桥面铺装防水黏层材料优选与性能评价

针对桥面铺装防水黏层渗水、黏结力不足引起的沥青铺装层过早脱落、耐久性不足的问题,选取SBS改性沥青碎石封层、环氧沥青碎石封层、水性环氧乳化沥青三种防水黏层材料,分别研究黏层材料类型、掺量、适用温度对防水黏层斜剪强度、直剪强度和拉伸强度的影响,并优选油-脂比、防水黏层撒布量和防水黏层类型。结果表明:环氧改性沥青最佳油-脂>比为9 %,水性环氧乳化沥青最佳油-脂比为6 %;SBS改性沥青碎石封层、环氧沥青碎石封层和水性环氧乳化沥青最佳撒布量分别为1.6、1.2、1.0 kg/m2。在常温环境下,优先选用环氧改性沥青碎石封层作为桥面铺装防水黏层,而在高温条件下可优先选用水性环氧乳化沥青,此时防水黏层具有优异的剪切强度和拉伸强度。     

纤维封层层间粘结强度形成机理

分析纤维封层层间粘结强度变化机理,阐述纤维封层的应用和开放交通后纤维封层面层的变化,对改性乳化沥青破乳后和集料的粘结机理进行分析。理论分析表明,纤维封层层间粘结强度在铺设初期成非线性增加并趋于稳定值,而后层间粘结强度受交通荷载和环境影响逐渐减小,并进行了相关的试验分析。机理分析为粘结强度试验方案、纤维封层施工后的初期养护和后期的养护方法提供了理论根据。