超高性能混凝土中石英砂级配设计及最佳掺量研究

在胶凝体系相对稳定的基础上,对比分析了经典堆积密度模型（Andreasen模型、Dinger-Funk模型、Fuller曲线）和逐层堆积试验方法对石英砂体系级配最紧密堆积设计的适用性;选取最佳密实配比的石英砂体系,研究其掺量对UHPC工作力学性能的影响。研究结果表明:石英砂体系堆积密度提升效果排序为:逐层堆积试验方法>Andreasen模型>Dinger-Funk模型>Fuller曲线,石英砂体系密实程度最佳达到1802 kg/m3;砂胶比在1.0～1.3时,UHPC的综合性能最佳;当石英砂体系堆积密度大于1700 kg/m3时,力学性能的提升效果不再显著,可根据性能需求,选择逐层堆积试验方法或Andreasen模型理论计算方法进行石英砂体系的级配设计。     

土石混合填料压实特性的颗粒流模拟研究

采用正交试验,运用离散元程序PFC3D,研究了大、小块石含量、填料最大粒径在不同水平下,对土石混合填料压实特性的影响。研究结果表明:土石混合填料在循环荷载下,浅层填料位移大于深层填料位移,15个循环加载后,荷载对深层填料的作用较小。3种因素对土石混合填料孔隙率影响大小依次为大块石含量、小块石含量、最大粒径。填料孔隙率先随着大小块石含量的增加而减小,当块石含量大于25%时,孔隙率又逐渐增大。填料最大粒径也会对孔隙率产生影响,孔隙率随着填料最大粒径的增大而增大。     

加筋土界面作用参数的拉拔试验研究

进行了不同填料、不同法向应力和不同含水率下的拉拔试验研究,结果表明:填料的颗粒越均匀,填料与筋带的作用效果越好;含水率对筋土界面参数的影响表现为:界面摩擦角随含水率的增大先增大后减小,界面黏聚力随含水率的增大一直减小,同时根据试验研究结果对反映加筋土界面摩擦特性的双曲线模型进行了修正,用幂函数对似摩擦系数与法向力之间的变化关系进行拟合,其结果比较理想。     

粉质黏土地层基坑渣土免烧砖配比及力学性能研究

基坑开挖过程中会产生大量渣土，为降低基坑渣土堆积、外运等对城市环境的影响，有必要对基坑渣土进行免烧砖制作技术研究。依托杭州地铁10号线某工区，基于均匀试验方法，设计并开展以粉质黏土为主要原料、水泥为胶凝材料、细砂为级配增强材料制备渣土免烧砖的配比试验，通过对试验结果进行线性回归和单因素分析，探究各因素对试样耐水性和抗压强度的影响规律。研究结果表明： 采用粉质黏土地层基坑渣土制备的免烧砖，其软化系数随水泥和细砂占比增加而增大； 7 d抗压强度和28 d抗压强度随水泥占比增加而增大，随秸秆纤维占比增加而减小。在采用较优材料配比时，制得免烧砖软化系数大于0.8，7 d及28 d抗压强度均大于10 MPa，达到JC/T 422—2007《非烧结垃圾尾矿砖》MU10等级要求。     

兰新高速铁路戈壁土路基填料压实特性研究

通过兰新高速铁路第二双线路基试验段戈壁土现场填筑试验及室内土工试验,研究了戈壁土的颗粒组成、颗粒级配、粗颗粒含量P5、细颗粒含量、含水率控制对压实效果的影响。结果表明,对于高速铁路路基填料,其不均匀系数:基床以下路堤Cu≥15、基床底层Cu≥20为宜;随着填料中粗料含量P5的增大,填料的干密度增大,当粗料含量在70%左右时达最大;含水率大小对粗粒土的压实效果的影响,主要由填料中细粒含量(d≤0.075mm)的多少而定。     

影响一体式平板膜生物反应器临界通量的因素

利用阶梯式通量递增法测定了一体式平板膜-生物反应器中的临界通量,对不同操作条件下测定值的差异进行了考察.通过正交试验设计,研究了曝气强度、污泥浓度(MLSS)和滤液COD(SCOD)三个因素分别在0.8,1.2,1.5 m3/h;10,20,30 g/L和50,100和150 mg/L水平下对临界通量测得值的影响.研究发现,污泥浓度和SCOD均对临界通量测得值呈负影响作用,而曝气强度则起正作用.随着污泥浓度和SCOD的增大,临界通量测得值是逐步减小的;而曝气强度的增大在一定程度上可以提高临界通量值.其中,临界通量测定值受SCOD的影响最大,MLSS次之,曝气强度最小.     

透水性级配碎石基层填料永久变形特性及预估模型

透水性级配碎石基层填料因其大而连通的孔隙可有效增强道路系统的排水和生态功能,对“海绵城市”建设意义重大,但其在交通荷载重复作用下的变形稳定性仍有待深入研究。针对由颗粒堆积理论提出的石砂比(G/S)指标所设计的5种不同的透水性级配碎石填料试样，开展了室内动-静三轴试验,研究了级配和应力状态对填料抗剪强度和累积塑性(永久)应变特性的影响,相应地提出了基于级配和剪应力比的力学-经验法预估模型,验证了模型的准确性。研究结果表明：相同G/S值的填料试样在同一围压水平下的轴向累积塑性应变随剪应力比的增大而增大,在同一剪应力比水平下的轴向累积塑性应变随围压的增大而增大；G/S=1.6~1.8的级配碎石填料抗剪强度和抗永久变形性能均最佳,预估模型对于不同G/S值、剪应力比和围压水平下透水性级配碎石填料轴向累积塑性应变的预测具有较高的准确性。     

土石混合体路基填料分形特性与压实破碎特征试验研究

山区高速公路土石混合体路基填料组成与来源复杂,研究其物理力学性质对路基沉降预测及边坡安全性评定具有重要意义。针对土石混合体路基填料,运用分形几何理论,进行5种不同含石量填料颗粒级配设计,分析颗粒级配评价指标与分维数的相关关系,并对击实后的填料进行破碎率与分维数变化规律研究。结果表明:评价土石混合体填料级配良好与否的两个指标可简化为分维数一个指标,填料级配良好的分维数区间为(2.22,2.631];在含石量相同的情况下,颗粒破碎率随着含水率的增大而增大,对应的分维数也随之增加;当含水率相同时,含石量高的土石混合体填料对应的破碎率更大,含石量大于50%时,填料破碎率与分维数的增加更为显著;破碎率对含水率与含石量变化较为敏感,但含石量的影响程度更大。     

桥塔遮风效应对移动列车气动参数及行车安全的影响

为研究桥塔遮风效应对移动列车气动参数的影响，以沪通长江大桥这一钢桁梁斜拉桥为背景，基于移动列车模型试验装置，设计了缩尺比均为1：30的桁梁、桥塔和CRH3列车模型，依托XNJD-3风洞实验室进行了一系列试验。基于测试结果，分析列车通过桥塔区域时车速、风速以及合成风向角对列车气动参数的影响，并利用风-车-线-桥耦合振动模型分析了桥塔处气动参数突变对CRH3列车行车安全的影响。研究结果表明：桥塔遮风效应对移动列车影响显著，车辆气动参数在桥塔区域呈现突变的现象，升力系数和阻力系数经历了先减小后增大的过程，力矩系数则先增大后减小；风速越低，气动参数曲线在桥塔处的突变程度越大；气动参数曲线的突变宽度远大于桥塔自身的宽度，且车速越高突变宽度越大；合成风向角越小，列车气动参数在桥塔区域的变化越显著；列车离开桥塔区域时，桥塔尾流会造成升力系数和阻力系数局部增大；在考虑桥塔遮风效应的情况下，列车车体加速度在桥塔区域急剧增大，当列车远离桥塔区域时又逐渐减小；桥塔遮风效应会威胁列车的行车安全，未考虑桥塔遮风效应的分析结果是偏不安全的。     

改性贵州玄武岩残积土的抗压强度试验研究

为了使贵州玄武岩残积土合理用于路基,通过采用石灰、粉煤灰、水泥三种改性材料按不同含量对其进行单掺、双掺、正交试验研究,同时考虑未浸水与浸水两种状态,测其抗压强度,得出最佳配比。实验结果表明：①单掺试验,改性残积土的抗压强度随着改性材料含量的增加而逐渐增大。石灰处理的改性土浸水时在8％达到最大值,粉煤灰处理的在未浸水时在15％达到最大值,同时浸水的试样全部崩解。②双掺试验,抗压强度均是随着含量的增加而增大,且石灰：粉煤灰=1：l的抗压强度比石灰：粉煤灰=112的高。③正交掺试验,得出试样的最佳配比为石灰8％,粉煤灰8％,水泥2％,同时得出石灰对玄武岩残积土的抗压强度影响最大。石灰、粉煤灰、水泥三种材料处理玄武岩残积土,其抗压强度均有不同程度的增加,故考虑三种材料混合处理玄武岩残积土对以后路基填料提供参考。     

基于声波频谱特征的土体障碍物超声探测分析

为了探究超声波法对土体中障碍物的探测效果,以上海市某地区的黏性土为介质设计了室内试验,并通过改变土的含水率和超声探测距离来研究不同因素对超声探测效果的影响。通过傅里叶变换对试验结果进行频谱特征分析,分别从含水率、探测距离、障碍物三个方面分析不同影响因素下接收信号的频谱变化规律。研究结果表明：随着含水率的增大,接收信号的频谱畸变程度减小,曲线上的突变点减少;随着探测距离的增大,接收信号的频谱畸变程度增大,曲线上的突变点增多;在含水率较低的情况下,障碍物的存在对接收信号频谱的影响忽略不计,在含水率较高的情况下,障碍物的存在会导致接收信号的频谱畸变程度增大,可以从频谱上进行识别。     

无砟轨道路桥过渡段动力分析

以某高速铁路路桥过渡段为背景,基于ABAQUS和动力学理论建立列车-轨道-路桥过渡段模型,计算不同过渡段长度、不同过渡段填料弹性模量下轨道和列车的动力响应。计算结果表明,过渡段长度及填料弹性模量对轨道和列车动力响应有较大影响;过渡段长度为0～20 m时,轨道和列车的动力响应随着路桥过渡段长度的增加逐渐降低;过渡段长度大于20 m时,轨道与列车的动力响应随着过渡段长度的增加无明显增大;随着过渡段填料弹性模量的增大,列车脱轨系数减小;过渡段填料弹性模量为80～110 MPa时,其他动力响应随填料弹性模量的增加逐渐降低;过渡段填料弹性模量大于140 MPa时,列车的动力响应略有增加。     

透水型级配碎石基层填料强度演化特征的离散元模拟

骨架空隙型级配碎石填料因其较好的渗透性能而广泛应用于透水型基床结构层，但其在不同级配下的抗剪强度特征及演化规律仍不明确。首先针对6种不同级配类型的碎石填料试样开展了不同围压下的室内单调加载三轴压缩试验，进而采用考虑颗粒真实不规则形状的三维离散单元方法对室内试验结果进行了数值模拟研究，从颗粒间接触、微观组构和颗粒运动等角度揭示了透水型级配碎石基层(UPAB)填料抗剪强度机理及其随级配变化的演化特征，验证了室内试验得出的级配影响规律及级配优化设计方法。研究结果表明：细颗粒通过改变颗粒体系的内部排列结构(即各向异性程度)而直接影响级配碎石填料宏观抗剪强度，细颗粒含量对试样的剪切破坏形态有直接影响，随着细颗粒含量的减少，试样整体发生较大变形时表现为内部颗粒发生转动的比例下降但发生颗粒间滑动的比例增加；试样失稳的主要原因是由于颗粒拓扑结构的改变，最终发展成不可逆的塑性变形；级配控制参数G/S=1.8时试样表现出最低的各向异性特征，相同应变条件下的颗粒旋转角均值最小，表明此时试样内部的颗粒堆积排列最优且抗剪强度最高，G/S=1.8可取作“填充密实”型与“残余空隙”型结构的分界；不同级配的试样内部颗...     

煤矸石路基填料有害元素释放特性试验研究

通过对贵州省六盘水市大河煤矿、月照机场、小屯路三个位置堆积煤矸石浸出液进行采集分析，试验研究了密闭环境和开放环境条件下，煤矸石中Pb、Cd、As、Hg、Fe释放特性。结果表明：环境的密闭性和开放性对其浸出液中的有害元素释放特征及释放量有重要的影响，pH值、Pb、Cd、As等有害元素的释放，一般在密闭环境下较低，而在开放环境下释放量较大；煤矸石的堆积处理方式与周边环境关系对其金属元素的释放有重要的影响，煤矸石浸出液中部分有害元素随着时间的增长，其释放量逐渐增大（如：Hg）。因此，煤矸石作为路基填料填充利用时，需要首先对其进行分层灭菌处理，保持内部干燥状态，并进行隔绝外部环境的处理。     

稀浆封层技术在公路养护中的应用探讨

稀浆封层是将乳化沥青、符合级配的骨料、水、填料及添加剂按一定的设计配比搅拌成稀浆混合料,均匀地摊铺在待处理的路面上,与原路面牢固地结合在一起,形成密实、坚固、耐磨和道路表面封层,大大提高路面使用性能,具有很大的发展前景。     

加筋土拉拔试验的拉拔过程数值模拟

在土工布加筋黄土的拉拔试验基础上,建立FLAC3D数值分析模型,研究了拉拔试验中筋材拉应力、填土应力和位移的发展变化过程。研究表明:在拉拔过程中,筋材的拉应力随着拉拔位移增加而增大,当位移达到一定值后筋材拉应力保持不变;筋材拉应力沿筋长线性减小;筋土界面的交互作用会使得填土位移和应力重分布,拉拔端填料的水平土压力增大,而筋材末端填料的水平压力减小。填料的位移随拉拔位移增加而增大,且受影响的填料范围不断扩大,受影响区域填料的形状由椭圆形逐渐发展成水平放置的钟形。     

某高速公路红层泥岩路基填料改良试验研究

分别选用石灰、粉煤灰、水泥作为改良剂,对某高速公路红层泥岩填料进行改良。对改良后的15组试样进行最优含水率、CBR值、无侧限抗压强度、耐崩解性、水稳定性的测试,并作电子显微镜扫描。结果表明:粉煤灰对最优含水率影响较大,石灰次之;水泥、石灰、粉煤灰对无侧限抗压强度、耐崩解性的改善整体排序为水泥石灰粉煤灰;相同配比情况下,水泥对填料的整体改善作用最好,石灰次之,当石灰掺入比为7%时无侧限抗压强度最大,即为最优配比。     

建筑垃圾在公路路基中的再生应用研究

对建筑垃圾经过加工筛分后,设计了不同掺量及不同砖砼比例的建筑垃圾再生填料配合比,通过标准击实试验及承载比试验,对建筑垃圾作为路基填料的性能开展研究。结果表明:当建筑垃圾掺量一定时,随着建筑垃圾中砖砼比例的降低,再生路基填料的最大干密度不断增大、最佳含水率不断减小、CBR值不断增大;当建筑垃圾的砖砼比例一定时,随着建筑垃圾掺量的增加,再生路基填料的最大干密度先增大后降低、CBR值先增大后减小。当砖砼比例为1∶2,建筑垃圾掺量为40. 5%时;再生路基填料干密度最大;对应的最大干密度为2. 02 g/cm~3;建筑垃圾掺量为29. 6%时再生路基填料CBR值最大,对应的CBR值为45. 5%。当建筑垃圾掺量为30%～40%时,再生路基填料的干密度及CBE值均较大,再生填料密实度高,可以用于公路路基。     

填料级配及掺量对环氧砂浆性能影响的研究

通过掺入不同级配及比例的填料,研究其对环氧砂浆流变性能、机械性能以及线性热膨胀系数影响,结果表明:填料的掺入会降低体系的抗拉强度、断裂伸长率、流变性和线性热膨胀系数试验,增加体系的抗压强度和弹性模量,其中掺加4倍填料时,抗拉强度下降约62%,抗压强度约为34MPa,而线性热膨胀系数则降低了约67%,且粒径为0.038mm与0.6mm的颗粒以1:3的重量比所得到的混合填料对体系流变性影响最小,掺加4倍填料时其粘度仍有25.1Pa·s,在最大程度降低成本时仍保持了良好的工作性能和应用性能。     

循环荷载作用下火山渣混合料变形特征与路堤沉降预测研究

以东非地区内马铁路沿线火山渣为研究对象,通过循环载荷试验探究了黏土、火山渣不同掺配比混合料的变形特性和颗粒破碎规律,并采用路基沉降模型对混合料路堤的长期沉降进行预测。研究发现:混合料累积应变随着火山渣含量的增大而增大,黏土的掺入能够有效地提高混合料抗变形能力,其中黏土的最佳掺配比为70 %;颗粒破碎率和累积应变呈正相关,因此应尽量降低粗粒组火山渣的用量以减小混合料路堤变形;混合料路堤沉降主要发生在路基服役初期,火山渣含量较高时,服役初期引起的沉降较大;但随着服役时间增长,掺配比对路堤沉降量的影响逐渐降低。