岩溶区隧道排水管结晶规律模型试验

针对隧道排水系统出现的岩溶地下水结晶堵塞问题,设计模型试验,研究了岩溶区隧道排水管结晶规律.首先,基于腐蚀性分析及饱和指数法,测试了隧道岩溶地下水的离子成分和浓度,分析了隧道排水管内结晶物的形成及结晶趋势.其次,基于供水系统、回水系统以及目标管道系统3个部分,设计组装了模型试验装置,模拟了隧道现场结晶现象.通过模型试验...     

高地温区隧道排水管结晶生长室内试验研究

在隧道运营甚至施工过程中常出现排水管结晶堵塞的现象,而我国西藏、云南等地区建设的高地温隧道越来越多,因此需要探究高地温对隧道排水管结晶的影响规律。依据隧道地下水和结晶物的现场取样分析,在实验室配制试验溶液以综合考虑地下水和隧道初支混凝土的相互作用;通过自制水循环和加温试验装置,进行5组水流温度区间的隧道排水管结晶56d生长模拟试验,分析水流温度对宏观结晶体生长规律和微观电镜扫描(SEM)晶体形貌的影响。研究表明:随着水流温度升高,试验管段内的结晶量呈先升高后降低的趋势;当水流温度在40～50℃范围时,试验管段内结晶生成量最多(4.11g)。水流温度高低会对结晶体晶型形貌和晶体间堆积方式产生明显差异,且与温度无明显规律;其中水流温度在40～50℃时,结晶体形态多为规则的块状晶体且晶体尺寸最大,其长边约为7μm。     

岩溶区隧道排水管道结晶沉淀水动力影响因素试验研究

为揭示岩溶区隧道排水管结晶致堵机理,并探究水动力影响因素对管道结晶沉淀发育的影响规律,设计了以管道水动力因素为观察变量的模型试验,具体为:排水管道铺设坡度为3%、4%、5%的对照试验,液面高度为7.2mm、10.2mm、13.3mm的对照试验,管道内壁摩擦系数为0.12、0.21、0.53、0.65、0.69、0.83的对照试验。岩溶区隧道排水管结晶沉淀规律具体表现为:随着管道铺设坡度的增大,结晶沉淀速率逐渐减小;随着排水管道内壁液面高度的增大而减小;随着排水管道内壁摩擦系数的增大而增大,且管道内壁摩擦系数对管道结晶沉淀速率的影响有限。通过试验分析表明:控制岩溶区隧道排水管道沉淀结晶的并不完全是DBL层厚度,而水动力因素中液体流速、液面高度以及排水管道内壁摩擦系数等因素也会对排水管道沉淀结晶速率产生重要影响。     

碱性环境隧道排水管结晶规律室内试验研究

我国西南地区修建的隧道存在着日益突出的排水系统结晶堵塞问题。为研究该环境下排水管结晶规律,基于地下水和结晶物分析结果,在实验室以PVC 管模拟隧道排水管、以纯CaCl2 和NaOH 试剂配制4 种pH 值(8、9、10、11)饱和溶液,分别进行试验管半充水和满充水2 种状态下8 种工况的56 d 结晶生长试验; 通过对晶体质量、XRD 和SEM 图分析,得出结晶规律。结果表明: 排水管结晶量随pH 值增大而增加,但受pH 值和充水状态的耦合影响;当pH 值为8~10 时,半充水管结晶量更高,结晶量受充水状态影响较大;当pH 值为11 时,在试验开始23 d 后满充水管结晶量逐渐高于半充水管,结晶量受pH 值影响较大。结晶体均为方解石,pH 值越大,晶体晶型以纺锤形为主、堆积越紧密、晶粒尺寸越小且均匀。     

60 m钢板组合梁桥钢梁施工稳定性分析

钢板组合连续梁桥因自重轻、截面较薄，在施工过程中受外荷载影响存在整体失稳和局部屈曲风险，影响桥梁施工安全。以交通部钢板组合梁桥60 m跨径进行参数分析，研究其施工阶段整体及局部稳定性。同时，对比分析了不同跨径、高跨比和横梁间距下稳定性变化规律。结果表明：（1）随着节段跨径增大，钢梁稳定系数下降，跨径每增大5 m，稳定性降低40%左右，40 m跨径时处于规范限值临界状态；（2）相同跨径下，钢梁稳定性随着梁高增大而减小，梁高超过3.5 m时，40 m跨径单梁稳定系数低于规范临界限值，结构稳定性较差；（3）横梁间距超过10 m时，缩短横梁间距可以提高结构稳定性，间距小于10 m时改变横梁间距对结构稳定性提升不大。     

MICP加固页岩填筑体最优注浆间距试验研究

为摸清微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术大尺寸填筑体最佳灌浆间距及胶结深度，设计不同间距双孔灌浆模型试验，利用超声波检测技术研究不同间距双孔灌浆模型土体横向胶结距离及竖向胶结深度。试验结果表明:在灌浆过程中，填筑体模型超声波逐渐增大，不同灌浆间距模型各行测点波速变化趋势大致相同，且对经过20次灌浆循环得到的微生物注浆填筑体进行超声波检测，得到最优模型试验方案为灌浆孔间距10 cm，胶结深度13 cm。     

电化学整治铁路路基基床病害试验研究

为探究电化学加固整治铁路路基基床翻浆冒泥病害技术可行方案，构建1∶1模型试验槽，埋设电极管对翻浆冒泥土样进行电化学排水胶结。分析典型位置土样的物理力学性质变化、排水速率以及电流强度变化，结果表明:电极对间距选用1.2 m可使土体加固效果较均匀；当电极对埋深30 cm，至少可有效处理40 cm深土体；处理1.0 m长路基所需电能不超过120 kW·h；通电结束条件，以排水速率降低至不足初始排水速率的1/10为宜。     

公路隧道施工成洞段LED照明优化设计研究

为合理选取与布置公路隧道施工成洞段LED照明灯具，采用DIALux照明模拟软件得到泛光灯、球泡灯与灯带3种常用灯具照明效果与各影响因素之间的关系，并依托重庆红岩村桥隧项目进行相关应用验证。结果表明： 1）相同布灯情况下，利用系数由高到低依次为泛光灯、灯带、球泡灯，而路面照明均匀性由好到差依次为灯带、球泡灯、泛光灯； 2）球泡灯、泛光灯利用系数受布灯间距影响很小； 3）断面大小对利用系数影响同样较小，而反射系数越高则路面照明效果越好； 4）成洞段照明建议以球泡灯和泛光灯为主，且应结合利用系数、光效、布置间距、价格等因素综合选取布置。     

在建隧道排水系统结晶堵塞试验

为了探究在建公路隧道排水系统结晶堵塞机理，分析隧道排水系统结晶堵塞的发展过程，自主研制了可模拟隧道初支混凝土、地下水渗流过程、隧道排水系统的试验装置系统。通过该系统模拟了富水隧道排水系统渗流结晶过程；通过检测隧道排水管排出溶液的pH值、总碱度、Ca²⁺浓度以及排水管内的结晶量等，研究了速凝剂掺量、地下水水质对生成结晶体的影响。结果表明：结晶体的主要成分为CaCO₃，结晶体中的钙元素主要来源于水泥；地下水的渗流过程会致使混凝土中的Ca²⁺析出，最终流出排水管或以CaCO₃结晶体形式沉积在排水管内；排水管流出溶液的pH值和总碱度变化曲线基本呈现先快速下降，后缓慢下降趋于稳定的趋势，结晶体生成的溶液环境pH值和碱性较高。对于一般水质：4种速凝剂掺量条件下排水管流出溶液pH值变化范围在11.4~12.6之间，初始总碱度最高达12 650 CaCO₃ mg·L^-1，稳定后溶液碱度均大于500 CaCO₃ mg·L^-1；对于碳酸氢钠型水质：4种速凝剂掺量条件下pH变化幅度在9.62~12.25之间；初始总碱度最高达1 252 CaCO₃ mg·L^-1，稳定后溶液总碱度均大于550 CaCO₃ mg·L^-1；0%和6%速凝剂掺量下结晶体生成量明显大于10%和20%掺量，10%掺量下结晶体生成量最小；碳酸氢钠型水质条件下，水泥水化产物Ca （OH）₂会直接和HCO₃^-发生化学反应，生成CaCO₃结晶体，较一般水质结晶体的生成速率更快，生成量更多。     

装配式木结构钢夹板螺栓连接抗剪性能（双语出版）

为深刻认识装配式木结构钢夹板螺栓连接的抗剪性能,准确计算其抗剪承载力,针对装配式木结构中胶合木-钢夹板螺栓连接件的构造特点,考虑胶合木厚度与螺栓直径之比（厚径比）、螺栓间距及螺栓并列、错列布置3个因素的影响,设计了3类17组共51个推出试件,并进行了纵向荷载作用下胶合木-钢夹板螺栓连接件的抗剪性能试验。采用推出试验与有限元数值模拟相结合的方法,探讨了胶合木-钢夹板螺栓连接件的剪切破坏机理和螺栓垫片对其抗剪性能的影响。结果表明：胶合木-钢夹板单螺栓连接中,随厚径比的增大,螺栓连接的破坏模式逐渐由"单铰"向"双铰"转化,最佳厚径比为7.5;在多螺栓连接中,螺栓从上至下的弯曲程度呈递减规律,且部分胶合木出现销槽承压破坏;随着螺栓布置间距的增大,连接件的抗剪承载力呈增大趋势,而初始刚度呈减小趋势;随着螺栓布置列数的增加,连接件的胶合木由沿中间单列螺栓劈裂破坏向两边列螺栓劈裂破坏转变,2列布置构件的延性最佳;在螺栓数目相同时,螺栓错列布置的抗剪承载力比并列布置的高,但并列布置的延性性能优于错列布置;钢夹板螺栓连接件抗剪承载力的有限元计算结果与试验结果吻合良好,而各国规范公式计算结果则偏于保守;螺栓垫片对连接件抗剪性能的影响较小。     

公路桥梁T梁钢筋间距控制措施的研究

通过大型通用有限元软件ansys分析公路桥梁T梁钢筋间距为20Cnl及10cm＋30cm2种工况时的应力及应变，得出钢筋间距在符合设计规范时其应力及应变要合理得多，进而通过多次现场试验设计出一种砼芯胎具，对提高T梁的质量及进度有重要意义。     

强降雨条件下岩溶地质环境因素对隧道安全性的影响序列研究

为探究岩溶地质环境因素对隧道工程安全性的影响序列问题,采用室内模型试验方法,考虑岩溶隧道的溶洞布置形态、节理面倾角、溶洞直径、溶洞与隧道间距等地质环境因素,以湘粤岩溶地区典型公路隧道为依托进行试验研究。主要结论如下： 1）隧道衬砌表面孔隙水压力主要受到节理面倾角和溶洞布置形态的影响,且节理面倾角的作用要强于溶洞布置形态,竖向正交布置溶洞截面孔隙水压力变化区间约为斜向布置截面的10倍,而衬砌0°测点位置孔隙水压力变化区间约为180°测点位置的10倍; 2）衬砌表面土压力的影响序列为溶洞布置形态、节理面倾角、溶洞直径、溶洞与隧道间距; 3）节理面倾角和溶洞直径的增大均导致土压力的减小,溶洞距离和倾角之间符合l<-0.4θ+30时,衬砌顶部有明显的受压增大趋势。研究结果对岩溶区隧道灾害的研究具有一定的参考意义。     

基于新型磁流变阻尼器的汽车防侧翻研究

为提高车辆防侧翻性能，提出一种新型磁流变（MR）阻尼器，并对其蓄能器的弹性力进行了分析。在假设该MR阻尼器磁流变液（MRF）不可压缩，且在同一腔室内压力均匀分布的基础上，对其粘性力及受磁场强度控制的阻尼力进行推导分析，并仿真分析了MR阻尼器总阻尼力。最后，在CarSim中建立整车模型，在Simulink中通过PID控制进行联合仿真，结果表明，装备新型MR阻尼器的车辆可以在急转弯工况中使侧倾角减小近20%，在鱼钩试验工况中使轮胎最大垂直位移减小约50%，具有很好的防侧翻效果。     

装配式木结构钢夹板螺栓连接抗剪性能

为深刻认识装配式木结构钢夹板螺栓连接的抗剪性能,准确计算其抗剪承载力,针对装配式木结构中胶合木-钢夹板螺栓连接件的构造特点,考虑胶合木厚度与螺栓直径之比(厚径比)、螺栓间距及螺栓并列、错列布置3个因素的影响,设计了3类17组共51个推出试件,并进行了纵向荷载作用下胶合木-钢夹板螺栓连接件的抗剪性能试验。采用推出试验与有限元数值模拟相结合的方法,探讨了胶合木-钢夹板螺栓连接件的剪切破坏机理和螺栓垫片对其抗剪性能的影响。结果表明:胶合木-钢夹板单螺栓连接中,随厚径比的增大,螺栓连接的破坏模式逐渐由"单铰"向"双铰"转化,最佳厚径比为7.5;在多螺栓连接中,螺栓从上至下的弯曲程度呈递减规律,且部分胶合木出现销槽承压破坏;随着螺栓布置间距的增大,连接件的抗剪承载力呈增大趋势,而初始刚度呈减小趋势;随着螺栓布置列数的增加,连接件的胶合木由沿中间单列螺栓劈裂破坏向两边列螺栓劈裂破坏转变,2列布置构件的延性最佳;在螺栓数目相同时,螺栓错列布置的抗剪承载力比并列布置的高,但并列布置的延性性能优于错列布置;钢夹板螺栓连接件抗剪承载力的有限元计算结果与试验结果吻合良好,而各国规范公式计算结果则偏于保守;螺栓垫片对连接件抗剪性能的影响较小。     

近海T形梁桥上部结构极端波浪作用试验

飓风引起的极端波浪是影响近海桥梁结构安全的重要灾种之一，曾在美国墨西哥湾沿岸造成了大量已建低矮跨海桥梁损毁。探究台风波浪对桥梁上部结构的作用机理，发展波浪作用力计算方法，对保证中国近海地区桥梁结构安全具有重要意义。为准确考虑台风极端波浪的频谱特征，使用连续聚焦波作为入射波，开展了不同波幅、峰值频率和净空的模型试验。试验基于Froude准则采用1∶25缩尺比进行设计，研究对象为T形肋梁桥，试验过程中观测了聚焦波作用下T形梁桥受到的水平和竖向波浪作用力。研究结果表明：采用连续聚焦波作为入射波，通过设置合适的聚焦波周期可以避免二次反射波对入射波的污染，确保试验结果的可信性；波浪作用力中包含了低频准静力和高频砰击力，砰击力峰值一般出现在波浪与结构接触的初始阶段；一般情况下波浪作用力随波幅增大而增大，但存在明显的非单调特征；T形梁桥波浪力随净空增大有明显的先减小后增大的趋势，但峰值频率为0.4 Hz的大波幅聚焦波在净空为2.0～3.0 cm时波浪作用力最大；基于试验结果拟合出的波浪力简便估算方法能够有效计算波浪作用力，可为T形梁桥抗波浪设计提供参考。     

基于聚能水压光爆技术的周边眼装药结构优化研究

为获得聚能水压光爆技术周边眼的最优装药结构，基于聚能水压光爆机制，采用基于LS-DYNA的数值模拟试验和现场试验，分别对聚能水压光爆的围岩动力响应特性及光爆效果进行对比研究，优化周边眼装药结构。数值模拟试验表明，采用装药结构4时，聚能方向上有效应力值最大，裂隙区范围最大，超过50 cm，且聚能效果及控制爆破振动效果较好。现场试验表明，周边眼按照组4的结构进行装药时，眼痕率达到95%以上，超欠挖值最小，炮眼利用率最高，光爆效果最好。综合分析，确定装药结构4，即底部加强药×30 cm+聚能管装置×100 cm×3（间隔装药）+水袋×30 cm +空气间隔×40 cm+孔口水砂袋×30 cm为同一地质条件下6种试验方案中的最优方案。     

隧道爆破对不同埋深的埋地管道动力响应研究

以西成客专仙女岩隧道出口段爆破作业为背景，运用LS-DYNA建立有限元模型，模拟埋地管道在爆破振动下的动力响应，并与地表测点测得振动数据进行比对。研究结果表明:正对爆心的埋地管道背面会产生轴向拉应力；随着管道埋深增加，管道的动当量应力增加，管道破坏风险提升，但是叠加当量应力依旧小于允许应力437.3 MPa；管道振速随着埋深增加而增大，相反地表峰值振速减小、从9.55 cm/s减小到7.02 cm/s。     

高落差自密实混凝土防离析装置试验研究

张靖皋长江大桥南航道桥主塔直径3.6 m的钢管混凝土采用大节段浇筑工艺，管内C60自密实混凝土浇筑采用“导管+缓冲装置”。最大浇筑高度为43 m,混凝土易离析，浇筑质量控制难度大。设计了内置式与外置式两种防离析装置，通过对比试验分析了两种不同形式的防离析装置在混凝土浇筑质量上的控制效果，建议在大节段钢管混凝土浇筑工艺中采用3 m布置间距的内置式防离析装置，可大幅减小浇筑过程对混凝土工作性能的不利影响，保证混凝土浇筑质量。     

酸性溶液作用下砂岩损伤时效特性机制分析

为探究酸性溶液作用下砂岩损伤时效特征，以高黎贡山隧道岩溶段砂岩为试验研究对象，借助扫描电镜和XRD衍射试验分析酸性溶液对砂岩宏观形貌、缺陷形态、孔隙结构、矿物组成成分以及孔隙率的改造作用，在不同浸泡时间节点对不同溶液中砂岩试件的质量、尺寸及三轴抗压强度等进行测量。试验结果表明： 1）溶液pH越低，同一时间节点内试件的孔隙率、质量和尺寸相对变化越大，且在各溶液中初期变化速率达到最快，后期均呈平稳趋势； 2）在围压20 MPa条件下，与pH=7的溶液中49 d的岩样相比，pH=1的溶液中试件的三轴峰值抗压强度累计降低20.98%，其下降速率随时间推移而减缓，黏聚力与内摩擦角均随时间增加呈下降趋势，且黏聚力对酸性溶液的敏感程度高于内摩擦角； 3）在酸性溶液侵蚀作用下，试件内长石与方解石等组成成分大量消耗致使试件微观结构改变，且随着溶液pH值降低，试样孔隙间距增大，胶结物消耗加剧，溶蚀孔洞及微裂隙发育较好。     

低温和常温环境下 EGR冷却器积碳台架试验对比研究

为研究发动机低温和常温环境下EGR冷却器积碳的差异性，以两台相同型号和配置的国Ⅵ柴油机为试验对象，设计了常温 （25 ℃）、低温 （-8 ℃） 两种不同环境温度下EGR积碳发动机896 h台架试验。结果表明，低温环境下EGR冷却器的积碳程度和速度均大于常温，换热效率下降幅度和压力损失增大幅度均大于常温；EGR冷却器积碳导致的换热效率下降是试验后NOx、PM排放增大，HC排放减小的主要原因，冷却器换热效率下降越严重排放变化越明显；HC的冷凝会导致废气中 HC浓度的下降，排气温度和冷却介质的冷却能力都对 EGR管道内 HC浓度的下降有影响，但是冷却介质的冷却能力起主导作用。