大跨度复合材料机库门抗核爆冲击设计及等效试验

[目的]针对大型水面舰艇机库门轻量化的迫切需求,以抵抗核爆冲击波载荷作用为背景进行结构优化设计,并对局部模型进行抗核爆冲击波等效试验验证研究。[方法]从核爆冲击波下门体的受力特性出发,同时利用纤维增强复合材料质量轻、强度高的特点,主体以格栅式夹芯复合材料为轻量化承载结构,采用纤维桩、燕尾槽作为复合材料与钢构件之间的连接,完成大跨度复合材料机库门方案设计。在此基础上将冲击波载荷等效为静载荷,针对6 m跨度的大尺寸复合材料局部模型进行实验方案设计,并完成大载荷的等效承载实验。[结果]结果显示,复合材料轻量化方案相较于钢质结构方案减重可达30%以上,同时仿真分析及等效实验结果表明,大跨度复合材料门体具备抵抗相应标准要求下的核爆冲击载荷作用的能力。[结论]所研究的大跨度复合材料门体具有减重效果明显、承载能力强等特点,该方案是一种可行的大型水面舰用机库门轻量化方案。大跨度复合材料机库门原理样件的等效承载实验方法及实验结果,对后续大尺度复合材料上舰应用具有一定的参考价值。     

气动压力作用下高速列车玻璃承载特性研究

高速行驶的列车会在其周围诱发明显的气动效应,并对列车玻璃造成不利影响。以CRH3型列车客室车窗玻璃为分析对象,基于国内外目前几种典型夹层玻璃等效厚度计算方法,分析了载荷作用时间对夹层玻璃胶片剪切模量及其等效厚度的影响。根据中空玻璃中空层气压变化传递载荷原理及两面玻璃协同变形特征,推导了气动压力作用下中空玻璃的最大拉应力计算公式。设计了循环气动压力加载试验,并进行了高速列车玻璃动应力测试。结果表明,夹层玻璃PVB胶片的剪切模量随作用时间的减小,其剪切模量增大,同条件下,计算出来的夹层玻璃等效厚度也变大。为了获得高速列车玻璃承载性能精确的计算结果,需确定真实气动压力作用时间下PVB胶片对应的剪切模量。基于prEN13474给出的夹层玻璃等效厚度计算公式,选择与实测相同作用时间(0.12 s)及温度(25℃)计算条件,得到被测高速列车玻璃承载面和非承载面的最大拉应力与实测值偏差分别为3.29%和-12.6%,较好地满足了工程精度要求。研究成果可为高速列车玻璃气动压力承载设计计算及结构优化提供依据。     

砂土地区超长基桩双荷载箱法承载特性试验研究

依托越南砂土地区某工程超长基桩,采用双荷载箱法进行原位承载力试验,研究砂土地区超长基桩的荷载位移曲线、桩身压缩、桩身轴力传递、桩土相对位移、桩侧及桩端摩阻力分布等承载特性.研究结果表明:荷载箱附近土体表现出典型弹塑性体特征,靠近荷载箱的土体先出现桩土相对位移,其位移量最大,土体侧摩阻力优先发挥;离荷载箱越远,土体侧摩阻...     

深厚软土中水泥土长短桩复合地基承载特性试验

通过水泥土长短桩复合地基承载特性试验,实测长桩、短桩和桩间土顶面应力,探讨了采用水泥土长短桩方法对深厚软土进行处理时,复合地基桩土应力比及其变化规律.研究表明:水泥土长短桩复合地基荷载试验曲线同单一桩型复合地基一样均为缓变型;长桩和短桩桩土应力比均表现为先增大,后减小,再趋于稳定的趋势,并在临界荷载前后,复合地基主次桩顺序发生变化.根据试验结果,得到了考虑荷载水平的水泥土长短桩复合地基承载力计算公式,且计算结果同实测结果十分接近.     

土基回弹模量影响因素分析

土基回弹模量是路面结构设计中一个非常重要的参数,直接关系到路面结构的安全性和经济性.分析了影响土基回弹模量的主要因素,如压实度、含水量、稠度与压实度、回弹弯沉、CBR值、压实方式和龄期等.在此基础上,对现行的<公路土工试验规程>(JTG E40-2007)中测定土基回弹模量的方法进行了探讨,指出了其中的不足,并提出了几点建议.     

再论文克勒地基板极限承载力的弹塑性解

为了完善文克勒地基板极限承载力的理论基础,针对圆形荷载作用下的文克勒地基上无限大板达到其极限承载力状态时的破坏性状,即板顶出现环状裂缝,以板切向弯曲曲率是否达到其弹性极限弯曲曲率为准则将板划分为2个区域,环内屈服区釆用刚塑性假设,环外弹性区采用线弹性假设,联立方程求解,推演得到了文克勒地基板上作用圆形均布或刚性承载板荷载的极限承载力问题的解析解。分析了材料泊松比、残余弯矩比、荷载圆半径、荷载类型等因素对地基板的极限承载力、屈服区和环裂区范围的影响,并将分析结果与刚塑性解、其他弹塑性解进行对比。最后,归纳给出了2种荷载形式下的地基板极限承载力近似计算式。研究结果表明：板材料的泊松比对屈服区半径、环状裂缝半径及极限承载力影响不大;当荷载圆半径较小时,环状裂缝发生在屈服区,当荷载圆半径较大时,环状裂缝出现在弹性区;板残余弯矩比对环裂半径的影响随荷载圆半径的变化而变化;随着板残余弯矩比的减小,屈服区边界内缩,板极限承载力减小;在荷载圆半径相同时,刚性承载板荷载的环裂半径比圆形均布荷载的环裂半径略大,相应的极限承载力也稍大,最大偏差约为30%;在常见荷载圆半径范围内,刚塑性解的极限承载力比所提方法弹塑性解要大,偏差随荷载圆半径的增大而减小。     

不同成桩工艺对单桩竖向承载特性影响的现场试验研究

由于成桩工艺不同,桩基的承载机理和工作性状会有明显差异。通过现场试验,研究了泥浆护壁钻孔灌注桩和全套管护壁钻孔灌注桩两种施工工艺对单桩竖向承载特性的影响,以及两种施工工艺对桩身轴力和桩侧阻力发挥的影响规律,同时分析了两种工艺导致的桩基承载力差异。结果表明:全套管全回转钻孔灌注桩的极限承载力是泥浆护壁钻孔桩的1.25倍,桩顶沉降前者比泥浆护壁钻孔桩减小了36%,全套管全回转桩的施工工艺相较于泥浆护壁钻孔灌注桩可以提供更高的桩基承载力。     

基于离散-连续耦合的双层地基承载力研究

路基工程中常采用人工换填方式形成上硬下软的层状地基以增加地基承载力，但目前对于双层地基的极限承载力和破坏机制的宏微观研究尚不够深入。通过室内单元试验、室内模型试验对地基土体的单元力学特性及分层情况下地基的极限承载力进行研究，并采用离散-连续耦合数值模拟方法分别对4种不同上覆土层厚度的双层地基平板载荷试验进行模拟，研究上覆土层厚度对双层地基承载特性的影响及其对应的宏微观特性之间的关联。结果表明：上覆土层厚度对地基宏观力学特性及微观传力机制均有较大的影响；双层地基承载力及变形模量随着上覆土层厚度增加而增大；加载过程中，强力链主要分布在一个对称梯形区域内，且随着上覆土层厚度的增加，梯形区域的斜率增大，应力扩散角减小，受扰动区域变小；加载板正下方可观察到明显的应力集中，随着深度增加，应力集中的强度减小，随着上覆土层厚度的增加，应力集中区域减小。     

铁路建造期通信保障方案研究

智能建造技术在铁路建造领域广泛应用。为实现铁路建设过程中智能化、信息化管理，需要构建覆盖建设管理、施工、设计、咨询、监理等全域高速可达的铁路建造期通信网络。通过对铁路建造期通信需求进行分析，分两部分开展研究：因地制宜地选择通信承载网络方案；基于需求建设通信应用业务系统。同时为避免大量临时通信设备对维护管理带来挑战，研究通过云技术对应用业务系统进行融合，建设融合的通信应用云平台。     

旋喷搅拌加劲抗拔桩原位试验研究

旋喷搅拌加劲抗拔桩(抗拔桩)具有良好的抗拔承载性能，近年来已在多个实际项目中得到推广应用。然而，由于该抗拔承载机理试验研究成果不多，工程界仍按照常规抗拔桩或抗拔锚杆的模式进行抗拔桩的承载力和变形计算。现开展了一系列抗拔桩的现场抗拔原位测试试验，着重分析桩长、锚板数目等因素对该桩抗拔承载力与变形的影响。现场试验结果表明：在抗拔桩达到极限承载状态之前，其单桩荷载-变形关系曲线呈陡降形态；当锚固段桩长一定时，适当减少自由段桩长，可提高抗拔桩的初始抗拔刚度；增加锚板数量不一定能够显著提高抗拔桩的极限抗拔承载力。