生态护坡根系纤维土强度和变形特性实验研究

研究目的:目前在土坡工程防护设计中,植被防护土坡一般还仅局限于园林工程师的活动范畴。然而,在提倡环境保护的今天,利用根系发达的植被,把园林工艺学和土力学与环境岩土工程技术结合到一起应用到实践中去,可以很好地实现硬化和绿化的和谐统一。为此开展植被护坡的根系固土实验研究,借鉴纤维加筋土的研究思路,研究1 mm粗和1～2 cm长的根系纤维,在不同根系拌合长度和拌合量时对根系复合土强度和变形的影响。研究结论:实验表明根系能够提高土体的粘聚力c,但一般不改变土体的内摩擦角φ,类似于加筋土的试验发现;根系对土体延展性有一定的改善作用,多年生植被长的根系更加有利于边坡防护。     

新型复合材料在深海载人潜水器上的应用

论述了深海载人潜水器轻外壳的选材原则和标准、结构型式和成型工艺,并通过对新型复合材料轻外壳试制样品的试验研究,获得了较为完整的轻外壳物理性能参数和机械性能参数,这些性能参数将为深海水下机器人轻外壳结构的设计提供依据,并为编制我国大深度载人潜水器入级和建造规范奠定了基础.     

简述某重力式码头升级改造技术

以某重力式码头升级改造为例,介绍大管桩、旋喷桩技术在重力式码头改造中设计及应用情况。重力式码头前沿可采用打入桩进行升级改造,大管桩在采用组合桩、桩顶采用纤维混凝土等措施情况下可以打入较薄的块石基床;对码头前沿地基采用旋喷桩加固,应用强度折减法采用PLAXIS/3D软件对码头整体稳定进行了计算,计算结果及现场使用情况表明,旋喷桩加固可以保证码头整体稳定性要求。     

水下不分散混凝土抗冲刷临界流速和凸起障碍物影响

针对水下不分散混凝土抗冲刷性能,开展室内模型试验,得出8种典型抗分散剂掺量条件下水下不分散混凝土的抗冲刷临界流速。基于OpenFOAM的有限高度圆柱绕流三维数值模拟,分析凸起障碍物对水下不分散混凝土局部冲刷的影响机制。结果表明,增加抗分散剂掺量和减少单位用水量可以提高水下不分散混凝土的抗冲刷性能,HF-III型抗分散剂的效果比UWB-II型抗分散剂的抗冲刷效果好;凸起障碍物周围以及下游易发生局部冲刷;与松散沙床上圆柱周围的冲刷坑相比,水下不分散混凝土的冲刷坑范围较小,深度较浅,且主要位于圆柱的下游。     

如何提高减速顶的构造速度

在中国发展高速重载运输的前提下,通过对比分析几种能够提高车辆牵出速度的特殊功能减速顶,说明双临界速度减速顶是解决和提高列车牵出速度和编组站扩能提效的最好方法之一。     

钢桥面板纵肋与横隔板焊接细节疲劳开裂的加固研究

为研究钢桥面板疲劳开裂部位栓接角钢的加固方法,采用足尺模型试验对纵肋与横隔板焊接细节疲劳裂纹的加固效果进行研究,采用ANSYS建立了含有疲劳裂纹的有限元模型,并基于断裂力学理论对比研究疲劳裂纹不同长度条件下的加固效果. 研究结果表明:纵肋与横隔板焊接细节的疲劳裂纹起裂于焊趾并沿纵肋腹板扩展,采用栓接角钢加固后可以使开裂部位关键测点的主拉应力和裂尖各测点的应变分别降低56%和80%,能够有效抑制疲劳裂纹的扩展;栓接角钢加固后裂尖的应力强度因子幅值最少降低80%,裂纹扩展速率显著降低;对贯穿纵肋腹板前不同长度的疲劳裂纹进行加固,裂尖应力强度因子幅值均降低60%～90%,但随着疲劳裂纹长度的增加,栓接角钢的加固方法对裂纹扩展的抑制效果不断降低,加固时机的合理选取是影响加固效果的关键因素之一.      

气泡混合土抗冻融循环性能试验研究

为解决冻土地区普通路基由于保温性能差导致的路基病害问题,采用保温隔热性能好的气泡混合土作为路基填料,可起到保护冻土、减少病害的作用。为探讨气泡混合土的抗冻性能,选取了不同容重的气泡混合土试件进行冻融循环试验研究,研究气泡混合土质量及强度损失规律,从而获知气泡混合土的容重对其抗冻性能的影响;进而,向气泡混合土试件中掺入玻璃纤维,探讨其对气泡混合土抗冻性能的增强作用。结果表明：气泡混合土的抗冻性能随着容重的增大而提高,表现为容重越大,所能经受的冻融循环次数越多,抗压强度和质量损失率越低;容重为800kg/m3的气泡混合土试件经过15次冻融循环后抗压强度迅速降低,经过100次冻融循环后,试件的质量损失达到9.2%;而容重为1 200kg/m3的气泡混合土试件在经过50次冻融循环后,抗压强度才开始明显降低,经过100次冻融循环后,试件的质量损失只有4.5%。玻璃纤维能显著提高气泡混合土的抗冻性能,其抗压强度损失率和质量损失率明显较未掺纤维的普通气泡混合土要小,且抗压强度和质量损失的速率明显降低;不同容重的气泡混合土试件掺入纤维后,经过50次冻融循环后,试件的抗压强度损失减少50%以上,质量损失减少40%以上。     

陶粒水泥混凝土经济型配合比研究

为了研究陶粒水泥混凝土经济型配合比,通过初步拟定配合比与性能验证确定了陶粒的掺量,在此基础上通过设计正交试验研究减少水泥用量、增加粉煤灰用量对混凝土性能的影响以确定配合比。结果表明:当陶粒以100 kg/m~3、200 kg/m~3、300 kg/m~3、400 kg/m~3替换细骨料时,抗压强度增幅分别为5%、12%、15%与17%,抗折强度增幅分别为5%、10%、12%与14%,韧性呈下降趋势。水泥用量对试块性能影响最大,陶粒掺量次之,粉煤灰影响最小。随着水泥用量的减少、粉煤灰用量的增加,抗压强度与抗折强度均呈降低趋势,经济型配合比建议在保证性能的基础上适量减少水泥用量、增加粉煤灰用量。     

堤顶道路冷再生混合料力学强度影响因素研究

为深入探讨堤顶道路冷再生基层混合料力学强度不足的问题,通过室内制备试件,研究了旧料掺量、水泥用量、纤维类型及掺量对堤顶道路冷再生基层混合料力学强度的影响。结果表明:当旧料掺量从60%增加到90%,冷再生基层混合料劈裂强度从0.89 MPa降低到0.61 MPa,降低幅度达31%;与未掺水泥堤顶道路冷再生基层混合料相比,掺5%水泥的堤顶道路冷再生基层混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度至少可分别提高33%、21%;与不掺纤维冷再生混合料相比,掺0.4%聚酯纤维的冷再生混合料力学强度至少可提高10%;根据力学性能最优原则,同时考虑材料经济性问题,建议冷再生混合料中水泥掺量为1.5%,旧料掺量为70%～80%。     

超高性能混凝土深梁受剪性能

为促进超高性能混凝土(UHPC)深梁的应用, 进行了4根以混凝土强度为主要参数的UHPC深梁受剪性能试验, 并开展了C40和C80混凝土深梁的对比试验; 分析了UHPC深梁的荷载-挠度曲线、破坏模式、钢筋应变、裂缝形态与极限荷载; 为探讨现有普通混凝土深梁受剪承载力计算方法是否可用于UHPC深梁, 应用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)对6根深梁试件进行了抗剪强度计算。研究结果表明: 混凝土强度越大, 在相同荷载下深梁的刚度越大, 在深梁开裂前的弹性阶段, UHPC试件刚度随钢纤维掺量的增大略有增大; 与C40和C80混凝土深梁一样, UHPC深梁裂缝包括弯剪裂缝和腹剪裂缝, 当荷载分别为13%~22%和18%~34%极限荷载时, 两类裂缝先后出现; UHPC深梁在加载全过程中梁、拱受力机制共存, 加载前期梁受力机制起主导作用, 后期则拱受力机制起主导作用; UHPC深梁裂缝多而密, 发生剪压破坏, 在支座上端反拱区不产生裂缝, 而C40和C80混凝土深梁出现斜压破坏, 且在支座上端反拱区产生裂缝; 试验梁受剪承载力随混凝土强度的增大约呈指数式增大, 混凝土强度从C40增大到C80、C190时, 其受剪承载力分别增大了30.76%和201.92%;采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中方法计算的UHPC深梁受剪承载力与试验值比值的均值为0.89, 均方差为0.15, 在没有更精确的计算方法之前, 该计算方法暂时可用。