DHT土凝岩稳定风积沙底基层路用性能研究

以二秦高速公路为工程背景,进行了DHT土凝岩固化剂稳定风积沙底基层的试验研究。通过无侧限抗压强度试验、击实试验、红外光谱试验、温缩试验,比较了DHT土凝岩和水泥两种固化剂对风积沙的固化效果,以及温度对固化效果的影响,探究了DHT土凝岩稳定风积沙的工作机理,并就用于公路底基层的可行性进行了分析。结果表明:在两种固化剂稳定风积沙混合料含水率低于最佳含水率的情况下,土凝岩混合料试样干密度的灵敏度明显高于水泥混合料试样,便于实际施工;土凝岩固化剂掺量大于9%时,土凝岩稳定风积沙混合料7d无侧限抗压强度符合公路路基底基层的强度规范要求;土凝岩稳定风积沙混合料受温度的影响小于水泥稳定风积沙混合料,在高温区间存在较大的温度应力应变,但在平均年气温较低的寒冷地区应用是可行的;红外光谱证明,土凝岩中氨基、巯基等基团通过水化反应将风积沙胶结在一起形成空间网状结构,使土凝岩混合料获得强度。     

混凝土损伤塑性模型参数选取及应用

针对ABAQUS(有限元分析软件)的CDP模型(混凝土损伤塑性模型)的参数选取问题，结合袁迎曙的试验结果，对CDP模型的黏性系数、剪胀角以及计算方法的选取展开探讨。结果表明：1)黏性系数取0.001时具有良好的计算精度和收敛性；2)剪胀角取36°左右时，计算结果与试验结果最为吻合；3)对于CDP模型的钢筋混凝土，不适合采用Risk法(弧长法)进行计算，而应采用“Static, General”法(一般静力学法)。参数建议值的计算结果较好地反应出钢筋混凝土梁损伤开裂破坏的过程，可为港口码头等工程钢筋混凝土构件力学性能的研究提供参考。     

胀压成形重型货车桥壳设计及扭转工况性能分析EI北大核心CSCD

重型货车桥壳尺寸大、承载重,桥包部分受力复杂,在开发试验及工程应用中存在开裂现象。本文中提出了无缝钢管胀压成形的重型货车桥壳设计方法,给出了胀压成形工艺流程;设计并试制出1∶1的轴荷11.5 t重型货车桥壳样件,通过胀压成形过程的有限元模拟,揭示了桥壳的壁厚变化以及后盖过渡圆弧面的应力分布规律,揭示出桥包的变形强化系数达到1.37~1.61。通过在桥壳样件上推力座施加65 kN纵向力的扭转工况静强度模拟及试验,揭示出桥包部分的切向应变和法向应变最大为317με、每米轮距的最大纵向变形小于0.91 mm,并给出了桥包前平面高出两侧宽度、无缝钢管壁厚的设计依据。基于实车采集载荷谱下进行扭转工况的疲劳试验,胀压成形桥壳样件经过5个阶段共计141.9万次的循环,仍保持完好未失效。研究结果表明,无缝钢管胀压成形的重型货车桥壳质量轻、强度刚度高,为彻底解决桥包的失效问题提供了重要参考。     

黄原胶和瓜尔胶改良膨胀土力学特性试验研究

膨胀土地区铁路路基优质填料匮乏，可采用环保的生物聚合物对膨胀土进行改良。通过开展室内力学性能及微观分析试验，研究黄原胶和瓜尔胶2种生物聚合物对膨胀土力学性能的影响规律及微观机理。结果表明：黄原胶和瓜尔胶与土中矿物反应生成的胶结物能有效改善土颗粒之间的黏结强度、提高土体黏聚力，进而降低膨胀土胀缩性，提高抗剪强度和无侧限抗压强度；瓜尔胶改良土强度提升效果优于黄原胶改良土，综合考虑路基填料强度和变形，胶土比为1.0%时瓜尔胶的改良效果最优；掺入黄原胶和瓜尔胶可有效限制裂隙发展，干湿循环次数相同时，黄原胶和瓜尔胶改良土的裂隙数量和宽度显著低于膨胀土，且破坏类型从脆性破坏转化为塑性破坏；随着干湿循环次数的增加，改良土和膨胀土强度均呈衰减趋势，但相比于膨胀土，瓜尔胶改良土抗剪强度有较大提升，而黄原胶改良土稳定性更好。     

基于正交试验的复合外加剂对水泥稳定碎石混合料性能的影响分析

水泥稳定碎石基层的干缩裂缝问题成为制约道路使用寿命的最主要因素，单一的外加剂可以改善其抗裂性能，但会影响其强度，影响整体性能。本文通过复合掺加保水剂、乳胶粉、橡胶粉三种外加剂，采用正交试验极差分析法，分析其对无侧限抗压强度和干缩系数的影响。通过试验分析可知，复合掺配后，可以大大降低外加剂对无侧限抗压强度的影响，三种外加剂无侧限抗压强度影响主次顺序为保水剂>橡胶粉>乳胶粉，对各影响因素进行综合比选，得出最优组合为A2B3C1，即保水剂掺量为0.4%，乳胶粉掺量为3%，橡胶粉掺量为1%时，复合外掺改性的水稳再生混合料无侧限抗压强度最好。对干缩系数分析可知，随着外掺剂的增加，干缩性能会得到相应的改善，三种外加剂对混合料抗干燥收缩性能影响主次顺序为保水剂>橡胶粉>乳胶粉，得出最优组合为A3B2C3，即保水剂掺量为0.6%，乳胶粉掺量为2%，橡胶粉掺量为3%。综合考虑无侧限抗压强度和干缩系数的要求，复合外掺改性后材料的无侧限抗压强度最大时的最优外加剂掺配比作为混合料外加剂的方案，即保水剂掺量为0.4%，乳胶粉掺量为3%，橡胶粉掺量为1%。     

隧道可缩工字钢拱架让压规律模型试验研究

为研究软岩隧道可缩工字钢拱架让压装置的缩动规律，在侧压大拱压小的对称荷载(侧压比为1.5)和左拱腰偏压荷载两种工况下，进行室内整榀可缩工字钢拱架模型加载试验，分析其让压装置的让压过程及拱架变形等规律。结果表明：可缩工字钢拱架在两种工况下的让压过程可划分为弹性变形阶段、适应荷载-变形协调阶段、稳定让压阶段、荷载-让压变形同步增加阶段和让压完成后刚性阶段，其中稳定让压阶段，荷载呈现出小范围“增荷—卸荷—再增荷”的让压特点。稳定让压阶段、荷载-让压变形同步增加阶段的转折点可作为可缩工字钢拱架让压装置的增阻时机，并提出了相应的判断参数k。让压装置位移和拱架关键位置变形随总荷载的增加具有较高的同步性。在左拱腰偏压工况下拱顶让压装置产生平面外的错动变形，而其边墙处的让压装置和侧压大拱压小工况下的全部让压装置均未发生此类错动变形。研究成果提供了可缩工字钢拱架在侧压力大以及偏压荷载下让压缩动规律的新认识，可为在高地应力软岩隧道现场应用时提供一定的指导意义。     

结构振动相似原理及其工程应用

动力学相似是指当两系统的参数满足一定相关条件（相似准则）时，两系统动力学响应也会相似甚至成比例。相似模型试验源自流体力学中的无量纲参数及相似理论，工程师可利用缩比模型测试结果来预报实际结构的流体动力学特性。例如，通过在风洞中的模型测试预测实际飞行器的空气动力学特性，通过在拖曳池船模试验估算实际船舶阻力等。当前相似理论已拓展到结构动力学和声学领域，使工程上可利用缩比模型的测试结果去预报大型复杂结构的振动特性成为可能，不仅能大幅节省研究和试验成本，而且可显著提高理论分析和优化设计的效率。与流体相似不同的是，结构振动相似研究方法除了引入无量纲数外，还包括有量纲分析法、方程无量纲化法及波分析相似等。这些方法在理论分析上有各自的特点，在工程应用上有各自的优势和局限性。随着结构振动研发需求升级，相似原理逐步从全尺度缩比模型相似向畸变模型相似发展，这将进一步促进结构振动相似原理服务于大型复杂工程结构可靠性分析和安全性设计研究中。     

不同岩石和围压下刃形对滚刀破岩性能的影响

滚刀位于全断面隧道掘进机（TBM）最前端，与岩石直接发生接触，是执行破岩掘进的关键零部件.研究TBM滚刀截面轮廓（刃形）对其破岩性能的影响机理和规律，对指导工程实际中滚刀选型与设计、提高TBM掘进效率具有重要意义.首先建立二维颗粒流离散元模型，针对工程中最常用的平头滚刀和圆弧滚刀，选取两种强度不同的岩石并对其中一种施加固定10 MPa围压；然后，开展滚刀破岩仿真，通过分析比能、破岩体积、刀具载荷、裂纹数量等结果，对滚刀刃形与岩石破碎的关联性进行研究；最后，通过缩比滚刀破岩实验验证数值分析所得结论的正确性.分析结果表明：滚刀刃形对其破岩性能影响显著，在本文所涉及参数范围内，对于多数岩石强度与围压组合，圆弧滚刀比能均低于平头滚刀比能，平均降低19.8%；圆弧滚刀破岩力比平顶滚刀破岩力平均低32.6%，表明破岩过程中圆弧滚刀做功较少，而二者产生的岩石碎片总体积相差不大（平均差值7%），则圆弧滚刀破除单位体积岩石所消耗的能量更少.综上所述，两种常用滚刀刃形相比，在岩石强度与围压较高的地层中可考虑优先选用圆弧滚刀.     

锚碇顶板8 m厚大体积混凝土一次浇筑温度裂缝控制技术

以龙门大桥锚碇顶板8 m厚大体积混凝土一次浇筑为例，在有限元仿真计算的基础上，采取水化温升低、抗裂性能高的大体积混凝土配置技术、使用碘钨灯对后浇带进行加热保温、合理使用冷却水管以及使用温缩诱导纤维等温控措施，并进行现场温度监控。实测顶板混凝土内部温度与仿真计算结果基本一致，各项温控数据均满足温控标准的要求，经现场跟踪观察，未发现明显可见温度裂缝，温控效果良好。     

基于25%偏置碰撞工况下2000 MPa级热气胀成形A柱的轻量化研究

基于正面25%偏置碰撞工况，通过建立数学模型进行仿真分析，以2 000 MPa级热成形钢替代A柱1 500 MPa级热成形钢，对于材料结构成形方式以热气胀成形方式替代传统热成形方式，在某车型A柱结构上实现了轻量化设计。通过小偏置碰撞性能模拟分析，得出A柱使用2 000 MPa级热成形钢方案满足性能要求；通过成本对比分析，由于零件数量的减少，A柱使用2 000 MPa级热气胀成形整体方案的单车成本及零件质量均有下降。分析结果表明，基于2 000 MPa级热气胀的A柱轻量化设计方案具有可行性，可实现单车成本降低10.51元，与原A柱相比质量降低27.5%，具有良好的经济效益及轻量化效果，同时应用热气胀成形方法减小了A柱腔体截面，使A柱障碍角减小22.2%，有效改善了A柱视野盲区。