火灾高温下盾构隧道衬砌结构热力耦合模型试验

为研究火灾高温下盾构隧道衬砌结构的热力耦合行为,利用自主研制的温度加载设备和衬砌管环外压加载设备,分别设计并开展整环衬砌结构的无外压受热模型试验和热力耦合模型试验。试验使用不考虑接头效应的钢纤维混凝土匀质管片。首先,介绍2种试验设备的原理、主要构造和各类参数;在此基础上,针对模型试验过程进行细致的说明。然后,通过对衬砌管片结构形式的分析确定试验的火灾加载工况;详尽描述不同试验的相关结果,重点分析衬砌结构内表面各处温度场的变化过程、分布情况、管片的变形结果及破坏模式。研究结果表明：温度加载设备和衬砌管环外压加载设备能够较好的满足整环衬砌热力耦合研究的模型试验要求;试验初期底部管片的升温速率相对顶部管片有所滞后,但各部分间的温差数值随加热的持续进行会逐渐减小,衬砌结构内部能够形成稳定的温度场;无外力作用下匀质管片的破坏形式表现为沿幅宽方向的贯穿裂缝,各管片结构的裂缝发展路径存在差异;衬砌管片由于外压作用产生的压应变随温度的升高而减小;外压荷载对衬砌结构在高温下产生的膨胀变形存在抑制效果。研究结果可为盾构隧道整环衬砌结构热力耦合研究的进一步发展提供参考。     

基于砾钢渣+橡胶颗粒的新型填料动剪切模量与阻尼比特性试验

为了解决固体废弃物循环利用问题,提出将废旧轮胎橡胶颗粒掺入废弃钢渣中形成新型土工填料。为了了解该新型填料的动力特性,采用共振柱试验对基于钢渣+橡胶颗粒的新型土工填料的动剪切模量和阻尼比特性开展研究。首先分析围压与橡胶颗粒含量对新型填料动剪切模量和阻尼比的影响,试验结果表明：动剪切模量和阻尼比与剪应变的关系类似传统土类,动剪切模量随着剪应变的增大而减小,阻尼比则随着剪应变的增加而增大,变化曲线趋势基本一致;新型填料的动剪切模量随着钢渣含量的减少和橡胶颗粒含量的增加而逐渐减小,橡胶颗粒含量达到20%时,动剪切模量与剪应变的关系曲线低缓显著,新型填料中橡胶颗粒不宜掺入太多。然后,基于Hardin-drnevich双曲线模型建立新型填料的动力特性理论模型,Hardin-drnevich双曲线模型能够较好地模拟新型填料动剪切模量归一化的数据,并对新型填料参考剪应变随橡胶含量的变化趋势进行了预测。最后,将新型填料的最大动剪切模量与纯钢渣、南京砂和福建标准砂的最大动剪切模量进行比较。分析结果表明：新型填料的橡胶颗粒含量不宜超出15%,这种新型填料动剪切模量适中,阻尼比较大,具有较好的抗震减震能力,能够替代砂土成为一种回填材料。     

钢-STC轻型组合桥面螺栓连接接头区域设计（双语出版）

为解决正交异性钢桥面板疲劳开裂和铺装层易损的难题,提出钢-STC轻型组合桥面结构方案。此结构方案应用于含有钢箱梁栓接的旧桥桥面维修时,螺栓连接区域由于存在拼接钢板,导致局部接头区域STC层厚度骤减,刚度下降,受力变形趋于不利,易出现早期开裂现象,需进行局部优化设计。针对这一问题,就接头区域局部提出2项强化构造措施（①局部加密剪力钉、②部分纵向钢筋与拼接钢板局部焊接）,并进行足尺条带模型试验。以礐石大桥螺栓连接区域为例,对拟同时采取上述2项措施的情况进行验算。研究结果表明：2项措施均在不同程度上阻滞了STC层顶面接头区域内微裂纹宽度的发展,延缓了开裂,尤其当采取第2项措施或同时采取2项措施时,STC层顶面接头区域晚于一般区域开裂,即接头区域不再是设计计算中需要控制的不利区域;STC层顶面可能出现的最大拉应力为11.5 MPa,小于试验开裂荷载对应的名义开裂应力17.7 MPa,满足设计要求,即钢-STC轻型组合桥面结构方案应用于礐石大桥桥面维修可行。     

桥梁极不对称转体齿轮驱动体系设计

武汉市常青路跨汉口火车站立交为(95+105)m连续钢箱梁,采用转体法施工。受城区作业场地限制,现场采用(91.4+43.8)m极不对称转体结构,转体重量约86 000kN,球铰两端重量相差30 000kN。为满足桥梁结构受力要求,在长臂端设置辅助支撑并结合短臂端配重,使转体结构达到平衡状态;在销轴与上球铰间预留足够的间距,以避免上球铰与销轴接触;取消转台处牵引索,在2处辅助支撑下部设置滚轮小车和驱动装置,由驱动装置带动滚轮小车及其上部的辅助支撑、梁体实现桥梁转体。制作1∶5实体试验模型并进行模型试验。试验结果表明:各指标试验值与有限元模型计算值吻合良好,当转体角速度控制在0.02rad/min以内时,各指标试验值基本不发生变化,验证了该齿轮驱动体系的可行性、平稳性和安全性。     

挖入式港池泥沙淤积试验研究

在水槽试验的基础上,结合部分理论分析,初步研究了挖入式港池的泥沙淤积问题的原因、泥沙运动以及淤积特性。结果表明:含沙量分布具有一定的规律,口门处淤积量较大,泥沙粒径较粗,而港池内部淤积量较小,粒径较细。因此,采取适当措施减少该形式港池口门处的淤积是十分必要的。     

地震作用下松散堆积体崩塌的颗粒流数值模拟

应用基于离散单元法理论的二维颗粒流数值模拟程序,探讨了松散堆积体在地震诱发作用下的崩塌过程与规律.通过改变堆积体底部边界的角度模拟不同地震烈度对松散堆积体崩塌规律的影响,并将数值模拟结果与离心模型试验结果进行了比较.结果表明:在地震诱发作用下,松散堆积体的崩塌量占崩塌总量的比重,5度地震烈度时约为5%,偏离临界休止角不到1.0°;6度和7度地震烈度时为18%左右,偏离临界休止角1.0°～2.0°;而 8度地震烈度时约为45%,已远远偏离临界休止角近10°.研究结果可供山区道路边坡抗震设防及崩塌体对道路、河流的阻塞评价参考.     

工程弃渣型坡面泥石流形成过程试验

从试验模型、试验材料、试验装置及测试内容等方面制定了工程弃渣型坡面泥石流试验方案,拟定了模型试验过程,降雨历时16-18 h,其中0～13h属于前期降雨阶段,降雨强度控制在6.8 mm/( 10 min),分4次完成,每次降1h,停2h;13h以后属于短历时强降雨阶段,降雨强度控制在16.7 mm/(10 min);分...     

涪江过军渡电航枢纽工程总体布置研究

根据过军渡电航枢纽工程水工模型试验,论述了上下游引航道口门区泥沙淤积与通航水流条件的变化,研究了船闸引航道的平面布置及不同通航流量情况下设计船队在船闸上下游引航道口门区及连接段的航行情况和航行要素,优化进出闸航线,并配合通航水流条件的观测对船闸引航道平面布置提出修改意见,从而选出通航条件好、工程量小、河道演变较稳定的推荐方案。     

新型土工格栅的力学性能及应用前景

介绍了新型三向土工格栅在性能上相对于双向土工格栅的优越性。三向土工格栅不仅改进了肋条的截面和网孔的形状,而且增强了节点的整体性和有效性。三向土工格栅在三个方向上都具有很高的刚度,从而真正地做到接近各向同性材料,并能在360°范围内有效传递荷载。英国交通研究室的行车试验和英国建筑研究院的承载力试验分别证明了三向土工格栅在降低沉降量和增强承载力方面有很大的提高。最后展望了三向土工格栅将会在桩承式路堤加筋、地基加固、铺面工程、铁道道床加筋和加筋土陡边坡等方面的应用前景。     

长首楼型船的波浪诱导弯矩研究

主要研究航行于恶劣海况下,后端壁在船中0.4L范围内的长首楼型船所受的波浪载荷特性。通过对分段龙骨梁船模进行波浪载荷试验测试,结合在时域内基于三维非线性水弹性理论对此船进行数值预报,综合研究长首楼型船所受的波浪载荷特性。研究发现在航速较高、海况较为恶劣时,长首楼型船所受的砰击颤振弯矩显著,甚至在数值上超过了低频波浪弯矩幅值。这对长首楼型船首尾甲板过渡处较弱剖面结构的安全性危胁较大,需要在结构强度评估和设计中给予重视。