钢纤维掺量及规格对桥梁用超高性能混凝土性能影响的研究

为了探究钢纤维掺量及规格对桥梁用超高性能混凝土施工性能和力学性能的影响,通过设置不同钢纤维掺量(0%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%)和长径比(65、80、90、100)进行对照试验,分别得到试件的扩展度、抗压强度、抗折强度。试验结果表明:当钢纤维长径比为65时,随着掺量的增加,超高性能混凝土扩展度呈降低趋势,抗压强度呈增加趋势,抗折强度呈先增加后降低的趋势,抗压强度、抗折强度最大值分别为166.84、43.74 MPa,对应的钢纤维掺量分别4%和3.5%。当钢纤维为2.5%时,随着长径比的增加,超高性能混凝土扩展度呈降低趋势,抗压强度、抗折强度均呈增加趋势,抗压强度、抗折强度最大值分别为164.89、42.05 MPa。在满足桥梁用超高性能混凝土工作性能的前提下,适当提高钢纤维的长径比,较少桥梁结构裂缝的出现,提高耐久性。     

梁拱组合体系桥梁荷载分配分析研究

我国已建成较多预应力混凝土梁拱组合体系桥,但对梁拱组合体系桥梁的受力特征研究不足。现采用结构力学方法,以三跨连续梁拱组合桥为研究对象,提出了计算梁拱组合体系主梁、主拱和吊杆荷载分配的理论公式,将理论计算结果与有限元计算结果进行对比分析,对理论公式进行了修正,分析梁拱弯曲刚度比和边中跨跨径比对荷载分配的影响。研究结果表明:梁拱弯曲刚度比越小,拱肋所分担的荷载越多。而边、中跨比对拱肋荷载分配影响较小。梁拱弯矩分配比与梁拱弯曲刚度比、边中跨跨径比及拱肋矢跨比有关。     

新型油页岩弃渣路基土的动强度冻融特性分析

油页岩弃渣改良土是处治页岩油伴生废渣的一种有效方式。为评价其在季冻区的使用效果,特开展冻融循环条件下的动强度冻融特性分析。通过破坏动应力比,对不同应力条件(围压、竖应力)和多次数冻融循环后动破坏特征的变化规律、衰减趋势及影响因素进行分析。结果表明,油页岩弃渣改良土的动破坏特征在首次冻融循环后显著下降,随后趋于稳定,并以小幅度波动。围压及冻融循环都是影响动破坏特征的重要因素,单指数模型和3项多项式模型都可用于改良土冻融循环后的动破坏特征趋势预测,且前者的适用性更好。     

车辆振动模型作用下不平整沥青路面的动力响应

由于受到车辆荷载的影响,沥青路面出现了各种形式的破坏。为研究沥青路面的动力响应,明确其破坏机理,采用二自由度1/4车辆振动模型模拟车辆荷载,依据弹性层状理论体系,建立沥青路面三维有限元模型,通过车辆-路面相互作用系统分析动态车载作用下沥青路面不同深度的动力响应,并对车速的影响效果进行了研究。结果表明:(1)由应力随深度变化来看,最大竖向、纵向与横向应力均出现在面层表面,三向应力在面层与基层的衰减现象明显;最大水平剪应力出现在面层与基层的交界处。(2)从应力的时程变化来看,竖向与横向应力均以受压为主;纵向应力的拉-压状态变化明显,容易造成疲劳破坏;水平剪应力处于正负变化状态,容易造成剪切破坏。(3)当车速在5～10m/s区间时,车辆荷载对沥青路面影响最大;随着车速增加,竖向位移与压应力急剧减小,至15～20m/s区间时荷载的影响最小,之后以缓慢增长趋势发展。     

小矢跨比上承式混凝土连拱拱桥设计方案优化

井田大桥为74m+128m+74 m小矢跨比上承式钢筋混凝土三孔连拱拱桥,采用Midas/Civil软件建立全桥三维有限元模型分析结构在全施工过程中的受力状态,探寻小矢跨比连拱拱桥的合理成拱方案,优化主拱拱圈的拱轴系数与局部构造.结果 表明,缆索拼接方案的拼接界面不能满足小矢跨比拱桥的弯矩需求,挂篮悬浇方案则可以保证结构的整体性、安全性及美观性;增加拱轴系数能减小拱脚负弯矩,增加拱顶正弯矩,对L/4截面的弯矩影响不显著,综合平衡全拱圈正负弯矩,井田大桥主拱圈拱轴系数取2.6;优化拱圈截面形式后,主拱圈最大压应力处于相对均衡水平,且拱顶负弯矩大幅降低,使全桥内力分布更为合理.     

基于能量理论的岩溶隧道超前钻探精细预报方法

旋推功率比(RTPR)可以从钻进破岩机理角度描述破碎不同岩土层所需切应力与正应力的差异,通过与钻进比能(SED)指标的预报效果进行对比研究发现:钻进参数的同步变化对RTPR指标定位软硬界面位置无显著影响,相比可知钻进比能可以得到更精确的预报效果.因此,应用RTPR指标对广西某大型岩溶隧道进行充填溶腔与硬质灰岩区域界面识别,并一步根据曲线特征判断传统预报中缺失钻孔排渣与返液的预报不确定区,最后通过掌子面已知条件预测未知地层的岩性.此方法在实际钻探预报中准确预测了前方地层的岩性,可以为隧道地质的精细化预报提供有效的参考.     

基于便携式排放测试系统与BP神经网络的大型客车排放预测

以大型客车为研究对象,在长沙市的不同道路工况下进行了车载排放测试,借助道路测试得到的数据,利用BP神经网络,以逐秒的速度、加速度、比功率和油耗数据为输入,建立CO2、CO和NOx的排放预测模型,并用部分试验数据进行了验证。结果表明,CO2、CO和NOx预测结果的总体相关系数R为0.9167,线性高度相关,在整体误差水平上,CO2、CO和NOx排放因子的相对误差分别为0.0378%、0.3767%、3.7860%,该模型对大型客车尾气排放的预测效果较好。     

上拔、水平联合荷载对桩基承载性能影响的现场试验及数值模拟

通常桩基受力作用分别确定上拔、水平2个方向的承载力,不考虑其相互影响,不能准确反映桩基的真实受力状况。为研究桩基上拔、水平荷载的耦合作用对桩基上拔、水平向承载性能的影响,开展了大型现场试验及数值模拟研究。研究结果表明：上拔、水平联合荷载对桩基承载性能的影响与上拔、水平向荷载的比例有较大关系,当该比例小于2时,联合荷载作用对桩基水平承载能力影响较小,不小于2时,桩基的水平承载能力明显被削弱,且被削弱的程度随着该比例的增大而提高;联合荷载下桩基的上拔荷载位移曲线与单独上拔时基本重合,但在加载比例较小时,桩基在水平方向会先达到破坏标准,从而导致桩基上拔承载能力不能充分发挥。联合荷载下,水平承载能力被削弱的原因在于桩基带动桩周土体的一起上拔导致了地基土抗力系数比例系数的减小和桩身弯矩的增大;联合荷载下,由于水平荷载的作用,桩基上部受压侧竖直方向的土压力会由于土体被挤密而变大,上部受拉侧土压力则会由于桩与土的分离而变小;桩基下部则由于桩基的刚性转动表现出相反的趋势;联合荷载下桩基破坏时,破坏区域的土体裂缝呈扇形分布,其分布形式、范围及破坏机理均与单独上拔、水平荷载时有较大差别。总体来说,联合荷载对桩基承载性能的影响是客观存在且不可忽视的。     

电厂取排水玻璃钢管受波浪力数值模拟研究及改善措施

结合物理模型试验研究成果基础,采用数学模型模拟手段,基于N-S方程组,在水槽入口边界处采用边界源项造波法,尾部设置人工阻尼区实现消波,构建了二维数值水槽;计算采用PISO算法,选择结构化的四边形网格进行管道局部加密,分别计算了清、浑水两种介质内玻璃钢管在波浪循环荷载作用下所受波浪力大小与波高、周期和水深等影响因素之间的变化关系,并与物理模型试验的结果进行对比,进一步分析两种介质内玻璃钢管波浪力变化规律。同时根据计算得到管道受力结果,针对实际工程中玻璃钢管在施工和运营期间具体实施的适用性,提出了优化改善的措施,研究成果可为类似电厂取排水工程玻璃钢管的设计、施工提供技术支撑。     

水平荷载作用下斜桩群桩的有限元分析

采用三维有限元数值方法对斜桩群桩在水平荷载作用下的承载特性进行了研究,对比了相同布置形式的3×3直桩和斜桩群桩的各项响应差异.分析结果表明,在3倍桩径桩间距条件下,斜桩群桩中基本不存在与直桩群桩相类似的群桩效应.斜桩群桩由于较好地发挥了基桩的轴向承载特性,故而整体抵抗水平荷载的能力显著高于直桩群桩.