动力湿化作用下粗粒土高路堤渗流场时空演化模型试验

为了研究动力湿化作用下渗流水在粗粒土高路堤内的迁移特性,自主研发设计制作一种室内喷洒降雨装置及车辆动力荷载模拟装置,开展动力湿化作用下粗粒土高路堤渗流场时空演化模型试验,从时间和空间2个角度描述渗流水在路堤内的迁移特性,然后根据模型试验结果,建立粗粒土渗流场时空演化机制,揭示动力湿化作用下的粗粒土高路堤边坡渐变失稳发育机理。研究结果表明：基于相似理论,开展粗粒土高路堤渗流场时空演化模型试验可以较为真实地反映粗粒土高路堤在动力湿化作用下渗流水的迁移特性;动力湿化作用下,湿润锋首先在路堤边坡表面形成,并逐渐从边坡表面向内部拓展,在坡顶处的拓展速率较小,坡脚处的拓展速率较大;受湿润锋演变规律的影响,路堤边坡监测点负孔隙水压力逐渐减小,体积含水率逐渐增大,坡前应力逐渐增加,位于坡脚浅层区域的应力增加速度较快;依据渗流水的迁移规律,将渗流影响范围内的土体自上而下分为浅层暂态饱和区、渗流水填充区及渗流水湿润区;在动力湿化作用下,粗粒土高路堤边坡将逐渐产生沿坡脚深层滑移的渐变趋势。     

机械复合管在海底管道中的应用

原油、湿气含有CO2或H2S是造成海底管道内腐蚀失效的主要原因之一。机械复合管作为一种新型管材,可以有效解决CO2或H2S造成的内腐蚀问题,在国际上得到了广泛应用,但其在国内油气田开发海底管道中,尚无应用先例。文中介绍了机械复合管的制造原理、设计制造规范、用作海底管道的技术要求、海上安装技术特点以及应用前景。文中研究了机械复合管在海底管道中应用对设计制造和安装技术的要求,以推动其在国内油气田开发海底管道中的应用。     

水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估

为开展水动力载荷下复合材料螺旋桨强度评估研究,首先采用ANSYS/CFD计算螺旋桨流体模型在设计工况下的水动力载荷,并基于ABAQUS软件通过编码INP文件将水动力载荷施加于螺旋桨结构强度模型上;然后基于Hashin失效准则,分析不同铺层角下螺旋桨可能出现的失效模式,进行复合材料螺旋桨结构强度的评估分析; 最后, 依据应力等效原则, 将水动压力载荷等效为集中载荷,开展模型桨静强度试验和仿真计算。结果显示: 仿真计算结果与试验结果吻合良好, 最大误差在9%以内, 验证了复合材料螺旋桨强度评估方法的可靠性。     

潜水救捞发展现状与展望——第四届国际潜水救捞与海洋工程技术论坛综述

伴随着我国海洋经济的快速发展和海洋资源开发活动的日益活跃,潜水打捞在国家应急保障体系中的作用凸显.第四届国际潜水救捞与海洋工程技术论坛在此背景下由中国潜水打捞行业协会主办召开.通过对论坛报告内容的梳理和总结,探讨了沉船整体打捞工程、水下装备、"智慧海洋"战略展望、灾害应对与环境保护以及涉海法律法规等当前行业关注的多个方面的热点话题,结合我国救捞力量发展历程与现状,分析并展望了大型救捞船舶、水下高精度感知、大深度潜水、水下潜航器、仿真演练与辅助决策及水下作业工具等关键技术与装备的发展趋势.     

柔性接头地铁隧道穿越地裂缝的地震响应

采用振动台模型试验, 模拟地震荷载和地裂缝场地沉降, 分析了穿越地裂缝区域且设置柔性接头的分段地铁隧道的动力响应, 研究了地裂缝场地沉降、裂缝发育特征、地铁隧道加速度响应特征、土压力与隧道各区段不同部位的应变规律。分析结果表明: 由地裂缝场地沉降与地震荷载耦合作用所产生的差异沉降和裂缝多集中于柔性接头部位; 各区段地铁隧道间的运动具有一定独立性, 上盘靠近地裂缝的地铁隧道的加速度峰值是下盘隧道的3.2倍; 距离地裂缝越近土压力越大, 且在耦合荷载作用下, 上盘土压力是下盘土压力的6.7倍; 地铁隧道各区段左右拱腰应变较大, 底板处应变次之, 拱顶部位应变较小; 柔性接头设置后各区段应变增率减小, 在距离地裂缝较近部位未出现明显的应变增加现象。可见, 在地震荷载与地裂缝场地沉降耦合作用下, 柔性接头能够减小地铁隧道地裂缝位置处的集中应力与地裂缝场地的变形。     

冬夏绿灯倒计时信号下停止或通过决策的差异性分析

为研究冬夏两季路面状况下驾驶员在绿灯变红灯过程中停止或通过决策的差异性,选取了沈阳市6个交叉口,在夏季(正常路面)与冬季(路面积雪状态)采用录像方法采集车速、最大减速度、倒计时信号、E-Police和距离停车线的距离等数据,分析了目标车辆的接近速度,停止或通过的比例以及最大减速度制动区域.研究发现,夏季,设有倒计时信号灯的交叉口,最大减速多发生在停车线前60~80 m;而在只有E-Police的交叉口,最大减速往往发生在20~30 m.冬季,交叉口设有倒计时信号灯和E-Police,最大减速多发生在停车线前70~80 m;在只有倒计时信号灯的交叉口,最大减速会在40~60 m制动;而在只有E-Police的交叉口,最大减速多发生在停车线前20~40 m.这表明倒计时信号灯有利于车辆平稳地减速,特别是在冬天结冰的道路上,使驾驶员更早做出停止决策,减少了突然刹车的发生.     

三类勘察场地地裂缝活动对地铁隧道的影响

以地铁隧道穿越西安三类勘察场地的地裂缝为研究原型, 分析了地裂缝的发育特征; 运用数值模拟方法, 研究了三类场地地裂缝不同活动量值引起的地层应力场、破坏区域和位移场的变化特征, 计算了地裂缝的影响区域范围, 解析了地裂缝带活动对地铁隧道结构产生的破坏特征, 并提出了相应的工程对策。研究结果表明: 地裂缝活动造成其两侧地层的竖向应力呈近似反对称的分布形态, 地层应力的变化增量随上盘沉降的增加而增大; 通过综合分析位于地铁隧道拱顶和拱底埋深处地层的竖向应力变化特征, 得到三类场地地裂缝上盘和下盘的主要影响范围分别为0~20m和0~15m, 经对比验证, 与物理模型试验结果一致; 下盘靠近地裂缝的区域发生剪切破坏, 且破裂逐渐向上扩展, 最终形成一条与地裂缝呈18°夹角的剪切破坏包线, 其中间包含的范围为剪切破坏的集中区域; 地裂缝活动导致两侧土体发生位移突变, 形成2个类似“活动楔体”的变形区域, 且该区域范围逐渐扩大; 上、下盘隧道的差异沉降随着地裂缝错动量的增加而增大, 当地裂缝活动量达到20cm时, 造成整体式地铁隧道呈“S”破坏形态; 为适应三类场地地裂缝活动引起的大变形, 建议地铁隧道结构采用分段设置特殊变形缝加柔性接头处理等措施进行设防。     

弹性元件对大型可倾瓦轴承静动特性的影响

为提高舰船运载机组稳定性, 并有效抑制振动, 在机组推进轴系中采用了一种可倾瓦轴承支点弹性技术(瓦块支点安装有蝶形弹簧), 以某大型燃气轮机为对象, 在轴系四瓦可倾瓦轴承瓦块支点处引入蝶形弹簧结构, 并采用流固热耦合计算模型和轴承多场分析技术, 分析了可倾瓦轴承的温度场、压力场、刚度与阻尼等特性参数, 研究了支点弹性技术对大型可倾瓦轴承摩擦学与动力学特性的影响规律。计算结果表明: 在3 000r·min^-1工作转速下, 刚支结构时可倾瓦轴承最大油膜压力为6.5MPa, 弹支结构时最大油膜压力为6.7MPa, 弹支结构相比刚支结构轴承油膜压力略有上升, 此时2种支点结构轴承的温度变化不大, 最高温度分别为98.95℃与98.85℃; 随着转速的增大, 2种支点结构可倾瓦轴承的主刚度均呈下降趋势, 而其交叉刚度只在±0.1MN·m^-1范围内变化; 在3 000r·min^-1下, 弹支结构轴承主刚度为3.5GN·m^-1, 主阻尼为6MN·s·m^-1, 相比刚支结构轴承主刚度提高了59%, 主阻尼提高了39%。可见: 可倾瓦轴承采用瓦块支点弹性技术, 轴承温度变化不大, 最高油膜压力略有增加, 轴承主刚度和主阻尼明显提高, 这对增加稳定性和抑制振动十分有利。     

货运繁重公路的车辆荷载谱和疲劳车辆模型

为研究货运繁重公路的车辆荷载谱和疲劳车辆模型, 基于佛山平胜大桥的动态称重系统采集的多时段车流数据, 归类出了车辆荷载谱的10类代表车型, 分析了代表车型的轴距、质量、轴重和超载数据, 以及沿不同车道的车辆和轴重分布特性, 提出了可用于钢桥疲劳评估的车辆荷载谱; 以疲劳加载率最大的六轴车辆为原型, 基于疲劳损伤等效原则分别提出了桥梁单向重载车道的疲劳车辆模型和简化疲劳车辆模型。计算结果表明: 平胜大桥呈现货运繁重公路的典型特征, 车辆日均通行总量达到了45 065veh, 约为《AASHTO LRFD》定义的日均通行量20 000veh的2.3倍; 疲劳车辆在全部交通流中的比例为51.6%, 为《AASHTO LRFD》定义的20.0%的2.6倍; 货车占疲劳车辆总数的45.2%, 主要分布于重载车道, 而且通行货车超载比例占到相应车型的30%⁷0%, 最大超载货车达到了132.5t;两轴货车超载率为29.0%, 等效质量达到17.5t, 后轴等效轴重达到12.1t, 因而不能忽略两轴货车的疲劳加载贡献。对比《AASHTO LRFD》五轴标准疲劳车辆模型(前轴轴重为2.6t, 中间双联轴和后面双联轴的单轴轴重均为5.4t) 和简化标准疲劳车辆模型(前轴为2.6t, 中轴和后轴均为10.8t), 提出的六轴单向疲劳车辆模型总质量为33.1t, 前轴轴重为3.6t, 中间双联轴和后面三联轴的单轴轴重均为5.9t;简化单向疲劳车辆模型的前轴轴重为3.6t, 中轴和后轴分别为11.8、17.7t;针对重载车道提出的六轴疲劳车辆模型总质量达到了36.5t, 前轴轴重为4.0t, 联轴中的单轴轴重均为6.5t;对应的重载车道简化疲劳车模型的前轴轴重为4.0t, 中轴和后轴轴重分别为13.0、19.5t。     

沥青混合料体积指标对沥青路面抗滑性能的影响

为研究沥青路面抗滑性能与沥青混合料体积指标的关联, 揭示不同体积指标对抗滑性能的影响程度, 采用真空法和塑封法对不同AC-16型沥青混合料进行密度试验, 对比了空隙率、矿料间隙率、有效沥青饱和度和粗集料框架间隙率等体积指标; 对沥青混合料进行室内磨光试验和摆值测试, 采用Asymptotic模型拟合其抗滑性能的衰变趋势, 得到了抗滑初值、稳定值与减幅等参数; 建立了体积指标与抗滑性能的函数关系, 并应用灰色关联理论分析了不同体积指标与抗滑性能之间的灰色关联度排序。研究结果表明: 不同体积指标对抗滑性能的影响存在差异, 随着沥青混合料空隙率和矿料间隙率的增加及有效沥青饱和度和粗集料框架间隙率的降低, 沥青混合料的抗滑性能增大; 灰色关联度排序为空隙率最大, 矿料间隙率其次, 再次为有效沥青饱和度, 粗集料框架间隙率最小, 可见空隙率是影响抗滑性能的最主要因素, 矿料间隙率对抗滑性能影响显著, 有效沥青饱和度和粗集料框架间隙率的影响程度不大; 在设计、施工中, 可通过合理控制混合料空隙率, 调节混合料密实状态和紧密状态等方式提高沥青路面抗滑性能。