水性环氧乳化沥青路用性能及其在微表处中的应用研究

为提高微表处路用性能,该文采用水性环氧树脂对乳化沥青进行改性并对改性乳化沥青相容性、微观结构、力学性能、流变性能及其混合料路用性能进行研究。储存稳定性试验表明：环氧乳液与乳化沥青相容性良好;随着水性环氧树脂掺量的增加,改性乳化沥青形成以环氧树脂为骨架结构的趋势;同时,随着水性环氧树脂掺量的增加,乳化沥青与集料黏附性、力学性能得到显著提升,在20%掺量下,黏结强度提高2倍以上,抗剪强度提升1倍以上;流变试验表明：水性环氧树脂能够提高乳化沥青抗车辙性能与弹性恢复率,高温性能得到显著提升。微表处混合料性能研究表明：水性环氧树脂能够显著提升乳化沥青水稳定性能、抗车辙变形性能,在掺量达到20%后,混合料水稳定性和抗车辙性能趋于稳定。综上所述,对于该文中改性乳化沥青体系,建议水性环氧树脂掺量为10%～20%。     

冬季大体积承台温度控制与仿真分析

由于冬季大体积承台施工过程中,混凝土水化热反应,承台内外温差较大,冷却管入水温度难以控制,很容易产生较大的应力从而导致裂缝的产生。该文通过现场高频率温度监控和高密度的测点布置,使用有限元软件精细化仿真模拟承台大体积混凝土施工的湿度变化过程,计算结果与实测温度变化趋势一致,得出入水温度每降低5℃,峰值温度降低的百分比为最大1.60%,而冷却水管附近最大拉应力提升的百分比为4.98%,入水温度对冷却管附近混凝土拉应力的敏感度大于温度峰值;再结合自循环水箱,棉被保温等合理的温控措施;最后达到设定的控制目标,验证温控方案合理。建议冬季施工的大体积承台,冷却管入水温度应不低于5℃,以10～25℃为宜,承台四周拆模时间应控制为4～5 d,拆模后立即对其进行保温养护,确保承台施工质量。     

钢筋在大体积混凝土承台水化热分析中的作用及简化方法

为使考虑钢筋作用的有限元计算能更合理高效地指导大体积混凝土承台的温控过程,对钢筋在混凝土承台水化热分析中的作用及简化方法进行研究。以一悬索桥索塔承台为例,建立承台素混凝土有限元模型和分离式有限元模型进行计算对比分析,结果表明可根据考虑钢筋作用的分离式模型的计算结果更准确地指导承台水化热温控过程;建立钢筋整体等效和局部等效两种承台整体式有限元模型,将整体式模型计算结果与分离式模型计算结果进行对比分析,结果表明大体积混凝土承台水化热有限元分析中,采用钢筋整体等效的简化方法,其计算结果可安全预测和指导承台水化热温控过程。     

爆炸冲击波隔离防护装置的试验及研究

爆炸发生后的瞬间,其中心的超高压空气团扩散,猛烈冲击其周围的介质形成爆炸冲击波,这种爆炸冲击波对舰船外部及内部通风设施具有强大的破坏力和杀伤力。本文通过对爆炸冲击波作用原理的研究,提出舰船集体防护系统滤毒通风装置前实现爆炸冲击波防护的解决方案,研制成功了能瞬间快速关闭的通风阀门(HFB系列抗冲击波阀),能够有效隔离冲击波的进入,保证滤毒通风装置不被破坏。产品经过大量的模拟冲击波试验验证,满足了滤毒通风装置对爆炸冲击波的隔离要求。     

基于重叠网格的导管桨非定常水动力性能数值模拟

为了研究特种推进器导管桨在非定常下的水动力性能,本文提出一种基于重叠网格的方法,实现了导管桨旋转过程中的非定常水动力性能仿真高精度模拟。本文通过求解RANS方程,采用湍流模型Realizableκ-ε,借助新款计算流体软件STAR CCM+,应用重叠网格技术和MRF模型分别计算了导管桨在非定常与定常时的水动力性能,分析了压力流场细节,并与已有试验值进行对比,验证了采用重叠网格技术和STAR CCM+流体软件应用于导管桨非定常和定常水动力性能计算的可靠性。研究结果表明,应用重叠网格技术获得的非定常水动力性能的计算精度更高,尤其是在螺旋桨的推力和扭矩方面。     

基于CFD的螺旋桨侧斜分布的影响

作为特种船舶高速推进装置的大侧斜螺旋桨,凭借其侧斜角较大的特殊结构导致由螺旋桨引起的轴承力和表面力特性减小,这对于提升推进器的推进性能以及效率性能有着重大意义。采用基于RANS方程的CFD数值模拟方法,对某五叶大侧斜螺旋桨(侧斜角度为55°)进行水动力学仿真并与水池试验结果对比,结果显示仿真结果具备可靠性与精确性。以大侧斜螺旋桨的侧斜分布为变量,并以原型桨为基础且只改变其侧斜分布而建立3个大侧斜螺旋桨模型,侧斜角度分别为40°、50°和60°。然后,对3个不同侧斜角度的大侧斜螺旋桨进行了定常敞水特性水动力学仿真实验。实验结果表明,随着螺旋桨侧斜角度的增大,螺旋桨的推进性能和高效性能都有所提升。     

聚丙烯纤维加筋水泥土力学强度和耐久性试验研究

为提高水泥土力学强度和耐久性,选用聚丙烯纤维加筋水泥土的方法,基于室内力学强度试验和冻融循环试验,研究水泥掺量、纤维掺量及养生龄期对纤维加筋水泥土强度特性和耐久性的影响规律。结果表明,养生前28 d水泥土力学强度增长显著,水泥掺量增加1%.28 d抗压强度平均提高19.4%,回弹模量约提高19.3%:聚丙烯纤维掺量为0.3%的水泥土力学强度最大,28 d无侧限抗压强度较素水泥土提高约49.6%,回弹模量较素水泥土提高42.0%以上;室内标准养生环境下水泥土强度优于现场自然环境养生的水泥土;冻融循环前7次的聚丙烯纤维水泥土无侧限抗压强度降低显著,水泥掺量增加1%,冻融条件下纤维水泥土抗压强度提高21.5%以上。     

基于集料波动的沥青混合料水稳定性研究

为研究集料波动对沥青混合料水稳定性的影响,通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对沥青混合料的水稳定性进行评价,在此基础上采用灰色关联分析法评价集料的针片状颗粒含量、砂当量、粉尘含量、4.75mm通过率、2.36mm通过率和0.075mm通过率６种因素对沥青混合料水稳定性的灰色关联度及其排序情况的影响。结果表明,对沥青混合料水稳定性影响最为显著的为4.75mm通过率,其余依次为2.36mm通过率、砂当量、0.075mm通过率、粉尘含量和针片状颗粒含量。