Centrifuge modelling of pipe-soil interaction in clay with crust layer

Seabed in regions, such as the Gulf of Guinea and North West Shelf of Australia, may exhibit a crust layer where the undrained shear strength can be an order of magnitude higher than that of the immediately underlying sediment. This can complicate design of steel catenary risers, where fatigue depends on the cyclic vertical stiffness of the pipe-soil interaction. Potential punch-through of the riser into the underlying soft soil may invalidate design assumptions based on the pipe-soil stiffness within the crust layer. The long-term evolution of pipe-soil stiffness within the crust layer, which exhibits similar properties to an over-consolidated soil, is also poorly understood. This paper describes centrifuge model tests undertaken in a clay sample with a crust layer, simulating the punch-through process of a pipe under load control and investigating the pipe-soil stiffness during long-term cyclic loading tests under displacement control. Results confirm that the potential for punching-through the crust layer depends strongly on the relative ratio of pipe diameter to crust layer thickness. The long-term evolution of pipe-soil stiffness showed a steady increase after an initial remoulding stage in contractile soils (normally consolidated and lightly over-consolidated), but a steady reduction in the heavily over-consolidated, more dilatant, crust. The magnitude of pipe-soil stiffness changes (during both remoulding and reconsolidation) is governed by the over-consolidation ratio of the soil and the amplitude of the cyclic displacements. This study provides insights on the relevant cyclic stiffness to consider when assessing SCR fatigue life in over-consolidated soils and soils exhibiting a superficial crust layer.     

联合重要度在部件相依时的兼容性算法

在含有相依部件的系统中提出一个联合重要度的兼容性算法，即在基本部件不独立（相依）条件下，将故障树的系统结构特点和部件自身的可靠性因素兼容考虑进行联合重要度计算，并将此算法同其它算法的计算结果进行比较，从而验证说明这一算法的有效性．     

中国TBM施工技术进展、挑战及对策

总结我国近30年来TBM设计与施工技术的发展历程,可归纳为以下5个阶段:1)研发探索和试用阶段;2)以国外施工承包商为主体,采用国外设计制造TBM施工我国隧道工程阶段;3)独立进行TBM招标采购和选型设计,并建立起自主的TBM施工队伍阶段;4)与国外厂家联合设计制造TBM,工程应用和自主施工快速发展阶段;5)实现TBM国产化,面向国内外TBM工程市场自主施工阶段。通过我国不同时期TBM施工的典型工程,介绍我国在复杂地质、大坡度、高海拔、不同直径、不同机型、超长隧洞TBM施工方面取得的经验、技术积累和业绩,展示我国TBM在穿越断层破碎带、软弱变形、岩爆、涌水等不良地质洞段取得的一系列施工新技术,以及最高月进尺1 868 m、平均月进尺超过600 m和掘进作业利用率超过40%的掘进技术水平。分析TBM在极硬岩、大断层破碎带、软弱大变形围岩、强岩爆围岩、涌水突泥洞段、高地热隧洞和超长隧洞工程中施工面临的风险和挑战,并提出一些相应的技术措施和对策,期望这些措施和对策在未来大量实际工程中进一步得到实践验证、优化和改进,不断积累和创新TBM设计与施工新技术。     

一种基于广义S变换增强的柴油机失火故障特征提取方法

为有效提取柴油机缸盖振动信号失火故障特征,提出一种基于广义S变换增强的柴油机失火故障特征提取方法。首先根据柴油机燃烧过程与配气相位的关系对信号进行等角度重采样,然后利用广义S变换对信号进行消噪处理,并按工作循环将信号的周期性瞬态特征进行同步增强。通过仿真信号验证和某柴油机缸盖振动信号的实例应用,结果表明,此方法能有效地提取柴油机缸盖振动信号的失火故障特征,实现失火故障的准确诊断。     

可监测性设计理论在船舶动力机械系统设计中的应用

船舶动力机械系统一旦出现故障直接威胁船舶安全,但是船舶服役后难以增加设备完善动力机械运行状态的监测。为此,提出了可监测性设计理论内涵,在常规船舶设计建造阶段考虑动力机械系统的可监测性,从而构建出可监测性设计理论在船舶动力机械系统设计中的工程应用框架。以远洋救助船动力机械系统为例,分析了可监测性设计理论在机械系统设计中的具体应用。实践证明,可监测性设计理论在船舶动力机械系统中的工程化实施增强了其可监测性,大大提高了自身状态监测和故障诊断能力水平,并且为船舶动力机械创新设计和机械系统的可再制造提供了保障和技术支撑。     

基于T-S模糊模型的船舶推进系统故障诊断研究

基于船舶推进系统基准(SPSB)测试平台,建立了船舶推进控制系统的T-S模糊模型,结合满意控制理论,通过模糊化与反模糊化将船舶推进系统分成多个局部子系统,给出了各局部子系统在执行器恒偏差故障下,满足多个性能指标约束的故障诊断观测器设计方法。利用Simulink工具箱建立了仿真模型,验证了船舶推进控制系统多性能指标约束下故障诊断观测器的正确性与有效性,为船舶推进系统的故障诊断提供了新的思路。     

可调螺距螺旋桨装置典型故障的分析与处理

通过对可调螺距螺旋桨装置几个典型故障现象的分析,阐述了产生上述故障的机理和相应的处理措施,针对性的提出了优化、改进建议。     

海工中压电力系统接地方式的选择与设计

对电力系统几种常用的接地方式进行分析比较,得出海工中压电力系统最适合中性点经高电阻接地的结论。在介绍分析高电阻接地的主要连接方式和接地故障电流电路模型的基础上,阐述接地设备参数选取的计算方法与原则。并结合实例,演示了单相接地故障电流和接地电阻/变压器参数计算及接地保护装置参数设定的全过程,为大型海洋工程和船舶中压系统接地方案的选择、系统设计和实际应用提供了较为全面的理论依据和有益参考。     

港口工程沙土液化判别方法

沙土液化是场地和地基的地震效应的重要内容,我国港口主要采用基于标准贯入试验的沙土液化判别方法以及静力触探等原位测试方法,而欧美、非洲及东南亚大多采用Seed简化法以及基于概率与统计分析的估计方法。通过多种液化判别方法的分析,论证其合理性,针对不同性质的工程合理运用于水运港口工程抗震作用。     

基于多目标遗传算法的约束阻尼柱壳结构优化

文章为了改进被动约束阻尼柱壳结构的减振特性,解决引入约束阻尼的合理分布问题,提出了一种基于多目标遗传算法的优化设计方法。建立了以振动模态的前两阶损耗因子和引入约束阻尼材料总质量比为优化目标,以约束层、阻尼层厚度和粘弹性材料剪切模量为设计变量的多目标函数。利用遗传算法对 Pareto 最优进行优化选择,避免了对目标函数值的直接计算。通过分析和比较优化前后结构的模态振动频率变化以及幅频响应,表明引入质量太多会影响柱壳结构固有特性,而优化后结构能够避免太多的质量引入,并且具有更好的减振效果。