集装箱码头智能化发展建议

为了加快集装箱码头智能化发展,促进我国智能集装箱码头建设,介绍智能集装箱码头的布置、特点以及与传统集装箱码头、自动化集装箱码头的区别,重点分析国内外集装箱码头发展现状和集装箱码头智能化发展所需的关键技术,并针对集装箱码头智能化发展水平不足的现状,梳理目前智能集装箱码头发展所面临的挑战,进而提出我国集装箱码头智能化发展的相关建议。     

一种多功能单跨梁振动实验系统

为研究梁的振动问题,开发了一种多功能单跨梁振动实验系统。该振动实验系统主要由底座、支座、激振器、位移传感器、力传感器和数据采集处理系统6部分组成。通过更换支座可以实现简支梁、悬臂梁、一端固定一端铰支、两端固定梁等多种形式梁实验,并且可以通过更改激振器位置,实现不同位置加载。测得了几种典型正弦激励荷载作用下梁振动时程曲线和3根悬臂梁的固有频率,并与有限元数值模拟值进行比对。结果表明:梁的振幅和固有频率实验值与有限元数值模拟值吻合较好,具有较高的精度。该振动实验系统可用于土木工程中梁振动、模态分析等课程的实践教学,也可用于梁振动基础理论的研究。通过一定的设置,也可以实现随机振动实验。     

半潜式平台稳性研究

海洋资源勘探不断向深海发展，适合深海作业的半潜式平台成为研究热点，而稳性校核多是针对自升式平台，少有对半潜式平台的稳性研究。考虑到柱稳式平台与自升式平台稳性恒准的差异，本文针对半潜式平台，用Moses软件计算半潜式平台稳性，具体做法为对某一半潜式平台进行数字化建模，之后通过改变横摇角得到平台的风倾力矩和复原力矩曲线，从而对平台的完整稳性、碰撞破损稳性以及单舱进水剩余稳性进行分析校核。得出结论如下：1）该平台在油田拖航下最危险的情况为艏摇角60°时，在其它工况下最危险的情况为艏摇角30°时；2）半潜式平台吃水的增大不利于平台的完整稳性；3）在油田拖航工况下，舱室的组合碰撞破损对平台稳性影响最小；4）对于碰撞破损稳性来说，半潜式平台的稳性程度不一定随着吃水增加而降低，具体情况要根据在不同吃水下不同的舱室组合来判断；5）平台在作业工况、远洋拖航工况和油田拖航工况下最危险的进水舱室分别为WB01P、FWD4P和AFT3P；6）平台的吃水增加不利于平台单舱进水后的剩余稳性。希望本文提出的方法可为其他半潜式平台的稳性分析提供参考。     

砌石挡土墙稳定性的模型试验及数值模拟

利用数值计算软件对挡土墙稳定性进行数值模拟分析是研究挡土墙在不同荷载作用下响应的重要手段之一。以模型试验中砌石挡土墙的尺寸为基准,采用分析软件ABAQUS建立砌石挡土墙的二维和三维有限元模型。在模型中,背后填土采用Mohr-Coulomb弹塑性本构,同时在挡土墙及背后土体的多个关键位置设置接触,以考虑各部分之间的相互作用。为验证模型的有效性,对某公路挡土墙结构进行拟静态的倾斜试验,以相同的加载条件对有限元模型进行模拟分析。研究结果表明,挡土墙墙面缺乏整体性,同时墙后砾石下沉,最终导致墙体发生坍塌破坏;数值模拟和模型试验结果的对比分析,证明提出的有限元模型模拟挡土墙倾斜过程的合理性;相比于三维模型,二维模型计算过程更加稳定,为后续挡土墙的抗震计算分析奠定了基础。     

铁路隧道基底结构补强过程中的变形监测与控制

由于受冻胀和地下水冲蚀作用铁路隧道中轨道板整体下沉,因此采用"锚注一体化"的方法填充轨道板底部裂隙,对基底进行补强。本文分别采用数字图像相关监测系统和激光位移监测系统对注胶过程中轨道板抬升进行实时监测。监测结果表明:基底结构补强过程中裂隙被胶水填充且撑大,使轨道板抬升,当抬升至1 mm的警戒值时停止注胶,轨道板缓慢下降,最后抬升位移趋于稳定; DIC监测系统和激光位移监测系统在轨道抬升监测与控制中具有良好的可靠性和稳定性,可应用于实际工程监测,为后续工程施工提供保障。     

不同分子量SAP对活性粉末混凝土自收缩及早期水化进程的影响

将2种不同分子量的高吸水树脂(super absorbent polymer, SAP)作为内养护剂进行预吸水处理后引入到活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)中,研究其对RPC自收缩、早期水化进程及抗压强度的影响,并分析不同分子量SAP掺入的作用机理。自收缩试验表明,SAP的掺入对RPC有良好的减缩效果,额外引入水胶比为0.03时,掺入高、低分子量SAP的RPC在56 d龄期时的收缩率分别下降了46.6%和41.2%。等温量热试验表明,放热总量受SAP分子量高低的影响较大,低分子量SAP更有利于降低峰值放热速率与总放热量。抗压强度试验表明,低分子量SAP更有利于控制强度损失。故低分子量SAP在减缩、降低水化热、控制强度损失上较高分子SAP更具适宜性,因此更适合作为RPC内养护材料。     

壁厚所致几何不连续性对卷管法安装管道的影响

对于深水管道,止屈器起到了很好的防止屈曲传播的作用,但是在卷管法安装中,管道在上卷和退卷的过程中将产生塑性变形,而由于止屈器导致的管道壁厚几何不连续性将使局部管段的变形增大,可能加剧塑性变形的影响。针对这个问题,建立ABAQUS非线性有限元模型模拟管道安装过程,研究上述问题对卷管、铺管中管道性能的影响并作参数敏感性分析。结果表明:壁厚所致几何不连续性的存在导致卷管安装时管道局部曲率和应变明显增大;增加回拉力可降低上述不连续性的影响,但管道残余椭圆度也将增加;增大卷筒半径或减小管道直径将使不连续性的影响降低;增大管道壁厚可降低不连续性的影响,但会增加建造成本。文章研究结论可为卷管法安装中管道设计提供理论指导。     

防风网结构优化及粉尘颗粒运动数值模拟

应用流体力学计算软件FLUENT对25%开孔率下不同形式的新型导流板式防风网流场进行了模拟。比较了常规直立式防风网和不同导流板弯曲长度和弯曲角度组合的导流板式防风网后物料堆垛表面的风速、湍流强度以及剪切应力的分布规律,并用离散相模型预测了网后堆垛表面粉尘颗粒的运动轨迹。研究结果表明:导流板式防风网减小了来流风对堆垛的直接作用,提高了防风抑尘水平。     

船用惰性气体系统技术专利分析

考虑到惰性气体系统在油船及化学品船的货物操作及运输过程中的作用,采用Innography和Soopat知识产权分析平台,对船用惰性气体系统技术领域全球专利发展趋势、主要国家和重点研发公司的专利布局进行分析,引入专利强度指标来评价专利的价值,对比分析各公司核心技术竞争力,为未来我国船用惰性气体系统的技术发展提供战略决策依据。     

抽水引起的土层与地面沉降规律

抽水引起地面沉降的相关科技文献数量极多,除了少部分复杂的数值计算可以将流固耦合作用、土的本构关系等因素全面考虑之外,绝大多数基于分层总和法的沉降计算未考虑土层径向相邻点位移差引起的摩阻力,且个例的计算结果难以充分证明某些内在的沉降规律。本文基于竖向分层、水平微分的思想,选取柱坐标下任一土层中的土体微单元,考虑其因水位降低引起的有效应力增加和摩阻力导致的有效应力减少,基于土体一维压缩变形本构关系,建立该层土体微单元偏微分控制方程,联立各层获得多层偏微分方程组。经求解得到上述方程组的理论解析解,解析解显示各层分层沉降值和地面沉降值与井距的对数呈线性关系。用国内外抽水导致地面沉降的3个实测数据验证了该规律,此规律可用于推算非实测点的沉降值,具有广泛的工程应用价值。