海洋疏浚泥混合集料混凝土性能试验研究

采用疏浚泥陶粒和碎石配制了海洋疏浚泥陶粒混合骨料混凝土并研究了力学性能。试验表明:混合骨料混凝土的表观密度、抗压强度、抗折强度以及比强度都随着陶石比的增加而减小,陶石比为1/1时,混合骨料混凝土的性能最好。     

海洋疏浚泥陶粒混合骨料混凝土关键问题研究

海洋疏浚泥陶粒混合骨料混凝土有两个关键问题对其推广应用至关重要,一是陶粒强度对混凝土强度的影响,二是新拌混凝土离析问题。文中针对上述问题,提出了解决办法。由于混合骨料混凝土的力学性能和工作性能远比单一骨料混凝土要复杂,因此本文利用细观模拟方法,通过将混合骨料混凝土划分为五相有限单元网格,通过数字试验对不同强度混凝土进行模拟,分析了陶粒在混合骨料混凝土破坏中的表现,结果认为,采用疏浚泥陶粒,制备出的MC40混凝土,其破坏断裂主要发生在水泥石部分。另外,文中通过理论与试验研究,给出了新拌混合骨料混凝土离析现象的分析方法,结果表明混合骨料混凝土抗离析能力较高。本研究为加快疏浚泥陶粒混合骨料混凝土的应用提出了新大方法和思路。     

基于混凝土三维球形随机骨料模型的氯离子扩散细观数值模拟

当前对于海洋环境下混凝土结构中氯离子的扩散问题的数值模拟研究大多停留在宏观层面,没有考虑混凝土细观结构的影响。针对这一问题,建立了混凝土三维球形随机骨料细观模型,并基于该模型提出了混凝土中氯离子扩散细观数值模拟方法。混凝土三维球形随机骨料模型以随机过程理论为依据,考虑了骨料粒径大小和位置分布的随机性,更接近实际情况;基于该模型的氯离子扩散细观数值模拟方法能够从细观层面反应混凝土中氯离子扩散规律,可以作为混凝土中氯离子扩散研究的重要手段。在此基础上研究了混凝土细观结构对氯离子扩散的影响,结果表明:界面过渡区厚度和扩散系数越大时,经扩散进入混凝土中的总体氯离子含量越多,但混凝土浅层区域内的氯离子含量越少;随着粗骨料体积分数的增加,混凝土中相同深度处的氯离子浓度降低。     

考虑荷载作用效应的混凝土中氯离子扩散细观数值模拟

混凝土结构在海洋环境中不只遭受氯离子的侵蚀,并且还承受荷载作用。文章将混凝土看作由固化水泥砂浆、界面过渡区与碎石粗骨料构成的三相复合材料,认为氯离子传输扩散行为只发生在固化水泥砂浆和界面过渡区中;基于荷载作用使混凝土孔隙率发生变化、孔隙率变化导致氯离子扩散系数变化的假设,提出了考虑荷载作用效应的混凝土中氯离子扩散系数模型,并用物理试验实测值对细观数值模型进行了验证。通过对受荷简支梁氯离子扩散细观数值模拟,分析了荷载水平对氯离子扩散规律的影响,为研究荷载作用下混凝土内氯离子扩散特性提供了一种有效手段。     

大坝混凝土二维随机骨料的数值模拟

为了在细观层次上对大坝混凝土进行数值模拟,进而从机理上认识其力学性能和宏观实验现象,利用MATLAB脚本编程自动生成大坝混凝土二维细观几何模型,然后将圆形、凸多边形两种剖面形状的随机骨料细观几何模型导入ANSYS有限元软件进行网格剖分。最后分别使用三级配和四级配大坝混凝土算例进行验证。结果表明：此方法所建的随机骨料模型能够很好的模拟天然骨料和人工骨料而且原理简单、快捷、高效,为进一步对大坝混凝土细观力学数值研究奠定基础。     

海洋环境下港口工程混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型

通过现场暴露物理试验,实测得到了港口工程混凝土及相对应的水泥砂浆试件中氯离子的浓度分布结果,经回归分析分别得到了这两种试件的氯离子扩散系数。以此为基础,定量评估了粗骨料的稀释、曲折和界面过渡区效应对混凝土中氯离子扩散系数的影响,并建立了混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型。基于混凝土中氯离子扩散的细观数值模拟方法,验证了所建立的混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型的正确性。对细观数值模拟结果的分析可知:界面过渡区对混凝土中仅考虑粗骨料的稀释和曲折效应的氯离子扩散系数的提升效应不可忽略,应充分考虑界面过渡区的存在对混凝土中氯离子浓度分布和扩散特性的影响。     

基于随机骨料模型的混凝土劈拉破坏数值模拟

从三级配混凝土细观尺度出发,将其看成由骨料、界面、砂浆组成的三相复合材料,通过自编程序建立混凝土随机骨料模型进行劈裂抗拉力学性能研究.利用有限元技术数值模拟混凝土劈裂试件的损伤断裂,讨论了不同骨料分布、骨料形状对劈裂抗拉强度的影响.结果表明：不同骨料分布和骨料形状对劈拉极限强度稍有影响,但数值模拟结果与试验结果基本吻合.     

不同骨料高强混凝土自收缩试验研究

以2种细骨料（机制砂、天然砂）与2种粗骨料（石灰岩碎石、花岗岩碎石）分别组合配制4组高强混凝土为研究对象，进行混凝土自收缩性能对比试验研究。分析细骨料和粗骨料对高强混凝土自收缩性能的影响规律，并提出自收缩变形的预测计算公式。     

疏浚砂混凝土的压剪性能和破坏准则的试验研究

以长江下游疏浚砂为原材料，制备了4种不同疏浚砂掺量的混凝土试件，对疏浚砂混凝土试件的压剪复合性能进行研究。1）进行了5种不同轴压比下的压剪复合试验。试验结果表明：疏浚砂混凝土的压剪界面摩擦系数在疏浚砂含量较高时会下降，而试件内部黏聚力则随疏浚砂含量的增加而增加；同时试件压剪峰值位移随疏浚砂含量的增加呈现先增大后减小的趋势。2）对试件破坏界面进行SEM形貌分析，研究疏浚砂影响试件性能的微观机制。3）结合试验结果和已有文献研究，提出了基于八面体空间应力和基于Ottosen模型的破坏准则，并给出了准则方程中的拟合参数。试验数据与拟合结果吻合程度良好。     

一种用于疏浚泥沙分离的水力旋流器效率分析

研究用于疏浚泥沙分离的短柱型水力旋流器性能,应用FLUENT软件建立水力旋流器内两相湍流三维模型。主要分析了短柱型旋流器对疏浚泥的分离效率,并给出不同颗粒直径与旋流器直径之间的关系公式,得到最佳旋流器几何尺寸,为用于疏浚泥水力分离旋流器的设备选型提供依据。     

考虑损伤滑移效应的钢护筒-混凝土模型界面研究

针对钢护筒钢筋混凝土组合结构的界面力学特征,开发了考虑损伤滑移效应的钢护筒-混凝土界面模型。在分析钢筋混凝土结构受力机理的基础上,对钢护筒和混凝土在三维尺度上的相对运动进行分解,进而建立钢护筒-混凝土界面模型的三维本构关系。选取混凝土的压缩应变作表征混凝土损伤程度的定量指标,并提出量化的计算方法来考虑混凝土的局部受压和滑移的耦合效应对界面荷载传递性能的影响。进行钢护筒-钢筋混凝土组合构件的受压性能试验,通过对比试验结果和模拟结果验证模型的适用性。     

泥泵的水力性能预测和优化设计

为提高疏浚泥泵的效率,降低设计制作成本,根据给定参数对泥泵进行水力设计、建立三维实体造型和对实体进行网格划分,运用软件采用控制体积法和紊流模型,对泥泵进行数值分析和性能预测,根据预测结果反复优化设计泥泵,以达到设计要求.     

硫酸盐侵蚀下自密实混凝土的性能分析

模拟水利与水运工程混凝土结构在硫酸盐介质侵蚀下的工作环境,通过试验研究了自密实混凝土抗压强度和耐磨性能。利用孔结构分析法从细观方面对硫酸盐侵蚀下自密实混凝土性能变化的内在机理进行分析,发现自密实混凝土内部的孔结构得到较大改善,这使得自密实混凝土在硫酸盐侵蚀状态下具有良好的耐久性能。     

基于智能疏浚模式的滨州港产能与控制模型

高效疏浚是疏浚施工一直追求的目标,也是研究的热点。基于智能疏浚模式的控制原理,对智能疏浚模式下"航浚6008"轮的滨州港工程施工数据进行分析,建立产能与控制模型,并对该耙吸挖泥船在滨州港工程的产能做进一步优化计算。结果表明,生产率受流量、浆体相对密度与泥泵特性等因素的影响和制约;疏浚过程中,智能疏浚模式主要依靠活动罩控制器与泥泵控制器的相互配合,当实际泥浆流速高于(最佳)设定值时,在其他边界条件不变时,活动罩自动控制器将活动罩下压,使耙头生产率与泥泵汽蚀控制相匹配;检测到泥泵汽蚀时,泥泵控制器通过降低泥泵转速而降低泥浆流速,以达到最佳混合物流速。     

耙吸挖泥船溢流损失估算的一种方法

结合国外相关领域的研究资料,从耙吸挖泥船疏浚机理出发,通过对泥舱系统动态建模,预估了泥舱溢流量与溢流密度,对溢流损失做出了定量分析,并利用实船实测数据进行验证,效果良好。溢流损失大小的确定对于挖泥船决策支持和自动控制是至关重要的,也为开发有效的辅助疏浚决策软件提供了理论依据。     

软岩-混凝土界面剪切力变化规律及预测模型

修筑在软岩地基上的港口工程钢筋混凝土嵌岩桩,其在上部荷载作用下的荷载传递规律与软岩-混凝土界面(岩-砼界面)的力学特性息息相关,研究岩-砼界面的受力特征有利于合理评估软岩嵌岩桩的承载性能。通过开展4组饱和状态下岩-砼试件的界面剪切试验,实测得到饱和软岩-混凝土界面的剪切力-位移曲线,岩-砼界面剪切力随位移的增加呈现出"先增、后减、终平"的变化规律。基于桩侧摩阻力退化模型并结合试验实测数据回归得到了模型中的计算参数,建立了无因次化的岩-砼界面剪切力预测模型。模型预测值与试验实测值二者吻合良好,验证了模型的正确性。     

应用有限元对钢-轻骨料混凝土组合梁剪力连接件非线性分析

运用ANSYS有限元软件分别建立三种剪力连接件形式的钢与轻骨料混凝土组合梁模型进行非线性分析。分析了三种不同剪力连接件的应力分布变化规律,同时对不同剪力连接件形式下的钢与轻骨料混凝土组合梁的交界面滑移规律进行了分析。     

混凝土双轴力学性能的细观数值模拟

目前混凝土和钢筋混凝土建筑物多是以单轴强度为标准设计的,但实际上,大多数建筑物均处于多轴应力状态.文中从细观层次上分析了混凝土的内部结构,对混凝土试块在双轴应力作用下的力学特性进行了较为全面的随机骨料模型数值模拟.试验成果表明,试件的双轴强度与单轴强度相比有显著区别,而且与应力比有很大的关系,混凝土的非均质性表现的更为突出.通过模拟试件在双轴应力作用下的强度包络图可以看出,常规混凝土的薄弱环节是骨料与砂浆基质之间的粘结面,裂纹沿界面扩展并最终导致试件的破坏,这与室内实验所得结果是相似的,试件的破坏形态也基本与实验中观察到的一致.因此在结构设计中如果考虑到这些情况,则可以避免浪费材料或者受力考虑不足造成结构处于危险状态.     

连云港港30万吨级航道一期工程疏浚工程水下排泥管线铺设和控制

针对连云港港30万吨级航道一期工程疏浚工程H1.1标段工程特点,论述水下排泥管线铺设方法以及铺设过程中管路破损或堵管后的处理措施,对绞吸船水下排泥管铺设具有指导意义,可减少因管线问题造成的绞吸船停产,加快工程进度.     

渤海湾海洋疏浚泥的药剂絮凝与固结特性

海洋疏浚泥一般具有颗粒细、含水率高、渗透性差等特点,药剂真空预压法能够大幅提高海洋疏浚的加固效果,但是,目前关于渤海湾海洋疏浚泥的药剂絮凝与固结特性不甚清楚.为此,基于东营吹填土的矿物成分与物理性质,对经过CaO与APAM两种絮凝药剂预处理后海洋吹填土的絮凝特性与固结特性进行研究.研究结果表明:该地区疏浚泥为淤泥质粉质...