冰区航行船舶冰阻力数值研究进展

冰阻力是影响船舶在冰区航行性能的关键因素。当前主要的冰阻力研究方法有经验公式法、模型/实船试验法和数值模拟方法。数值模拟方式能够对船舶破冰的全过程进行快速模拟,且模拟成本低,参数易于控制 、结果较为准确,是一种比较适宜的冰阻力预报方法。随着计算技术的进步,各种数值模拟方法层出不穷,其中包括基于网格单元的有限元模型,基于无网格方法的离散元模型、SPH法、近场动力学模型等;近年来,网格模型与无网格模型的耦合方法也逐渐发展起来。文章简要梳理了冰区航行船舶冰阻力数值研究的进展,并基于研究现状提出尚需进一步解决的问题,意在为进一步提高冰阻力数值模拟精度提供参考。     

低周疲劳载荷下考虑累积塑性的船舶裂纹板剩余极限强度研究

研究表明在恶劣海洋环境中船体结构整体断裂破坏往往是低周疲劳破坏和累积塑性破坏的耦合结果。考虑这两者耦合作用的影响,评估船体结构的极限承载力更为实际。基于累积塑性和低周疲劳裂纹扩展,从理论上分析了平面内低周疲劳载荷下裂纹板的残余极限强度。经过一系列数值模拟,首先讨论低周疲劳裂纹扩展行为的影响,然后随着疲劳裂纹扩展的发展,主要讨论了初始变形,焊接残余应力,裂纹扩展长度,裂纹分布和裂纹板厚度对低周疲劳载荷下船体裂纹板极限强度的影响。     

破冰型大型航标船线型开发设计及破冰阻力评估研究

结合北海航海保障中心大型航标船的破冰功能需求,为本船选取合理的推进功率,对本船具有破冰功能特点的线型设计进行分析论述,同时运用破冰阻力经验公式对本船在一定冰厚和航速下的破冰阻力进行估算,结合冰池试验结果对破冰阻力数据进行对比分析,并进行冰区航行的快速性评估。     

车辆荷载作用下桩承式加筋路基的动力特性分析

以车辆荷载作用下桩承式加筋路基为研究对象,引入黏弹性人工边界,建立了三维车辆-路基整体有限元分析模型,分析了车辆动荷载作用下桩承式加筋路基的动力响应特性。结果表明:加筋体的存在可有效减小车辆荷载作用下路基的动力响应,随加筋体层数及其弹性模量的增加,路基的动力响应减小更为显著;随着车辆荷载频率的增加,路基路面沉降及内部应力增大;路基竖向位移随桩间距的增加而增加,桩的模量对路基的动力响应也有一定的影响。     

青藏高原堆积层斜坡的滑坡特征及处治措施研究

以青海省S101省道K359+881~+929段滑坡处治工程为例,分析高原堆积层斜坡的结构特征、稳定性因素对滑坡的控制效应和诱发模式。总结了目前各类滑坡防治措施对高寒地区滑坡的适宜性。结合地质综合分析和数值模拟,论述了斜坡的滑坡机理及时空演化过程。研究表明:青海省道K359+881~+929段堆积层斜坡受到岩土体性质、坡体结构及水热变化过程等因素的影响,在冻融作用下堆积体持续蠕动,暴雨入渗使堆积体沿基覆面整体滑动,形成浅、深两层滑坡。微型桩具有柔性变形卸载特性,是一类可以优先选择的寒区滑坡支挡措施。     

深水漂卵石地层桥梁承台锁口钢管桩围堰设计与施工研究

某铁路连续梁桥主墩3号墩位于安宁河中,承台施工期水深6 m,墩位处地质主要为大粒径的漂卵石和松散卵石土,部分位置有风化岩石;承台埋置深,需要在水下开挖的基坑深度达8 m,采用了CT锁口钢管桩围堰作承台施工的围护结构。基于承台处于大块漂卵石地质或风化岩石地层,采取了先钻孔后以砂土置换卵石土层再插打锁口钢管桩工法,保证了钢管桩打入深度足够、姿态顺直,且锁口部位变形小。经现场锁口止水材料配合比设计及工艺模拟试验,选取了适宜的锁口止水材料和填充工艺,经围堰施工完成抽水后验证,锁口止水效果良好。     

水泥土搅拌桩空搅工艺在斜坡软土地基处理中的应用

针对高原斜坡软土地基处理施工中,单向水泥土搅拌桩成桩困难这一问题,结合镇雄车站地基处理施工,通过灰色软黏土原状样与重塑样的室内试验分析表明:斜坡软土成因复杂,软土成分、土层性质差别大,是导致单向水泥土搅拌桩难以成桩的主因;通过对灰色软黏土原状样与重塑样的室内试验数据分析表明,这种斜坡软土经过扰动后,无侧限抗压强度为原状土的30%左右,黏聚力为原状土的15%左右。以此为依据,提出了“增加空搅”的正反向旋转水泥土搅拌桩施工工艺,并通过工艺试验确定了工艺参数,大大提高了成桩质量。     

挤密砂桩施工远程自动监控系统设计

为了提高砂桩成桩质量和施工效率,研制一套砂桩施工自动化监控系统并进行现场应用,包括砂桩沉管行程自动监控系统、桩机电流监控系统以及远程监控系统。实测结果表明:行程监控系统可精确记录沉管下沉、上提和反插距离;电流监控系统可实时反映沉桩电流变化,通过行程和电流监控结果对比,电流监控可反映沉桩地层变化和反插效果;行程和电流数据可通过远程监控实时显示和记录。该套系统的研制可实现砂桩成桩精细化管理、解放现场监管人力,提高施工效率。     

砂桩排水板复合排水机理研究

目前复合排水地基固结度及强度无法从理论角度进行计算和预测,给工程设计及施工带来较大不便.针对这一问题,对砂桩排水板复合排水边界条件进行合理简化,推导出复合排水理论模型;并借助有限元软件PLAXIS 3D进行分析,将PLAXIS 3D计算结果与理论结果进行对比,并给出排水体控制区域不规则修正系数a的建议值.结果表明,理论模型计算结果与数值模拟结果相吻合;在砂桩间距大于3 m时,a值建议取1. 20～1. 35,当砂桩间距小于3 m时,a值建议取1. 35～1. 50.     

无梁板式高桩码头温度效应分析

气温的年变化会引起结构内温度的均匀变化,从而使得结构内部产生变形和内力,在高桩码头工程中温度作用往往会引起不利影响。为了研究无梁板式高桩码头的温度效应,基于无限板的热传导规律,以工程实例为依托,利用有限元软件ABAQUS建立三维模型。结合杭州地区的逐时气象资料,研究了气温变化特征、面板温差场以及结构变形与位移的变化规律,并对基本气温的选取进行讨论。结果表明:气温在无梁面板中呈现以厚度方向为主的一维传热特征,温度场在水平向分布均匀;气温年变幅在面板内几无衰减,日变幅对面板温度影响不可忽略;面板的整体温差与竣工时气温和年平均气温差,以及年变幅、日变幅的衰减值有关;无梁板码头基桩的温度响应受面板的整体温差控制,两者瞬时同步变化。