土-结构动力作用体系混合试验研究进展与探讨

土-结构相互作用机制的研究通常需要借助试验方法来检验相关分析理论和模拟方法的合理性。混合试验是一种结合物理试验与数值模拟各自优势的试验方法,近年来发展迅速并逐渐向应用研究拓展,而土-结构作用体系是混合试验的一个重要应用领域。首先根据不同子结构对象对试验进行分类,分别归纳总结土体数值域-结构试验域、土体试验域-结构数值域、地层特性混合试验这3类土-结构作用体系混合试验的研究进展。从多跨桥梁结构、浅埋基础框架结构等传统土-结构作用体系,到液化场地桩基、海洋自升式平台、隧道-桩基-地上结构等复杂土-结构作用体系,混合试验为不同类型的土-结构动力作用体系的相互作用机制均提供了有效探究手段。笔者团队在强震作用下地下结构动力混合试验模拟方面的研究工作包括:在OpenSees-OpenFresco平台构建地下结构混合试验框架,以大开车站为例对试验框架进行验证,并对不同加载边界条件下的混合试验精度进行评价。研究结果表明:虚拟混合试验结果与纯数值模拟结果吻合良好;反弯点加载边界与完备加载边界的试验精度在小震工况(0.12g)下十分接近,但在大震工况下(0.58g)偏差较大。最后探讨了目前土-结构作用体系混合试验研究存在的共性问题,以期为今后混合试验的研究重点指明发展方向。     

同步器摩擦传动机理建模与材料参数影响研究

为探明摩擦副材料参数对同步器同步过程的影响,建立了油膜压力、微凸体压力、同步环轴向力和同步转矩4个模型。利用4阶Runge-Kutta法对油膜厚度和转速差进行耦合求解,求得同步过程中油膜厚度、转速差、黏性转矩、粗糙接触转矩以及总转矩变化曲线。对所建模型进行试验验证后,利用所建模型研究了摩擦材料渗透性、摩擦副表面联合粗糙度、摩擦副当量弹性模量、摩擦因数变化规律对同步过程的影响。结果表明：摩擦材料渗透性减小导致油膜厚度变化速率下降,黏性转矩和粗糙接触响应延迟,同步时间延长;摩擦副表面联合粗糙度增大致使最小油膜厚度增大,黏性转矩峰值减小,粗糙接触转矩响应加快,同步时间缩短;摩擦副当量弹性模量增大导致最小油膜厚度增大,粗糙接触转矩增大,同步时间缩短;正斜率摩擦因数下粗糙接触转矩大于负斜率摩擦因数下粗糙接触转矩,同步时间相对较短。     

基于活动识别的公交出行行为重构与分析

摸清城市居民的公交通勤出行规律特征,可以更好的为公交运营管理提供支撑.通过挖掘IC卡数据获取公交出行信息是出行行为分析的新手段.根据以活动为基础的出行分析理论,提出以活动区域属性判别为核心的公交出行重构分析方法.通过对公交出行的起讫站点进行空间聚类分析,获取居民的主要活动区域;基于居民多日出行信息及相应出行特征指标,分别对居民的居住和工作区域进行识别;根据出行目的地区域的活动属性,对公交出行链进行重构.以广州市为例,对居民公交出行特征规律进行实证分析.     

The use of hydrogen as a fuel for inland waterway units

Escalating apprehension about the harmful effects of widespread use of conventional fossil fuels in the marine field and in internal combustion engines in general, has led to a vast amount of efforts and the directing of large capital investment towards research and development of sustainable alternative energy sources. One of the most promising and abundant of these sources is hydrogen. Firstly, the use of current fossil fuels is. discussed focusing on the emissions and economic sides to emphasize the need for a new, cleaner and renewable fuel with particular reference to hydrogen as a suitable possible alternative. Hydrogen properties, production and storage methods are then reviewed along with its suitability from the economical point of view. Finally, a cost analysis for the use of hydrogen in internal combustion engines is carried out to illustrate the benefits of its use as a replacement for diesel. The outcome of this cost analysis shows that 98% of the capital expenditure is consumed by the equipment, and 68.3% of the total cost of the equipment is spent on the solar photovoltaic cells. The hydrogen plant is classified as a large investment project because of its high initial cost which is about 1 billion US$; but this is justified because hydrogen is produced in a totally green way. When hydrogen is used as a fuel, no harmful emissions are obtained.     

石灰改良处治高液限土的路用特性试验研究

石灰改良是对高液限土的一种较好的处治方法.针对浏醴高速公路路床高液限土,在掺加生石灰改良后开展了一系列试验工作,研究不同剂量的石灰处治高液限土的强度变化规律与物理力学性质.试验结果显示,在用4％～6％的生石灰改良后,高液限土做为路床用土其路用性能良好,可满足高速公路路基填料要求.     

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根据道路交通承载能力研究方法,提出综合考虑网络拥挤、服务水平、择路行为和能力约束等因素的客运专线路网承载能力的研究方法.在假设条件下使旅客可以直接分配到没有旅客列车的物理网上.将旅客的出行阻抗定义为包括出行票价、时间价值和拥挤价值的广义费用,服务水平定义为旅客的实际出行阻抗与最小阻抗之间的比值,在此基础上提出了基于物理网络的客运专线承载能力模型,并设计了包含两阶段算法的启发式算法进行求解;最后对给定的客运专线网络进行实例计算,验证了模型的可行性.     

岩沥青改性高模量沥青碎石性能及应用研究

根据埃塞俄比亚Addis Ababa至Adama高速公路区域的气候特点,拟采用高模量沥青碎石(HMAM)作为该项目路面结构的基层.为确保项目质量,研究了岩沥青改性沥青的针入度、延度、软化点三大指标,采用动态流变剪切仪研究了改性沥青的抗车辙因子和抗疲劳因子.通过分析不同岩沥青掺量下沥青的性能变化,确定了岩沥青的最佳掺量.研究了岩沥青改性HMAM的动态模量、抗压回弹模量、高温稳定性、水稳定性和抗疲劳性能.结果表明,岩沥青改性高模量沥青碎石具有良好的力学性能和路用性能,用作路面结构基层不仅可以减小路面厚度,而且可以大大提高路面的品质和寿命,最终在该项目中推广应用.     

傅山路云中河大桥力学性能分析

采用MIDAS/Civil有限元软件建立傅山路云中河大桥—5跨下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的空间有限元计算模型,分2种工况计算该桥在永久作用效应和永久作用效应十可变作用效应下的桥梁力学性能,计算结果表明:该下承式复式钢箱系杆拱梁组合桥的主梁最大压应力值为-14 MPa,拱肋最大压应力值为-148 MPa,均小于材料的设计抗压强度;吊杆安全系数最小值为3.1,满足桥梁规范关于吊杆最小安全系数不得小于2.5的规定,具有较大的安全储备;该桥梁在汽车荷载作用下位移满足桥梁设计规范关于正常使用极限状态下的变形要求;并采用Lanczos法对该桥进行动力特性分析.计算结果已为该拱桥的设计复核提供了参考.     

系泊船舶试验中风荷载的模拟

基于大型LNG船舶系泊物理模型试验,对2种试验室风荷载模拟实现技术（风机法与挂重法）进行分析与对 比。由风压力试验结果得出“风机法模拟风荷载结果与多个常用经验公式计算结果相差不大”的结论。风浪联合作用下的 船舶系泊模型试验结果表明:单纯风工况下2种方法测得的系缆力有所差异,但叠加波浪荷载后这种差异变小且不同位置缆绳 受力分配状况也有所改善。对上述结论及其形成原因进行与探讨,为船舶系泊物理模型试验中风荷载的合理模拟提供借鉴。     

低水头枢纽仿生态鱼道水流条件研究

采用正态1:20整体物理模型为主要研究手段,对低水头枢纽仿生态鱼道进行水力学试验研究。首先通过分析国内鱼道主要过鱼对象,确定了适合国内鱼道的设计流速,而后通过整体物理模型重点研究了枢纽上、下游不同水位差情况下,鱼道内沿程水位、比降及流速等水力要素变化,并对试验结果进行分析,逐步优化了鱼道进鱼口结构型式、鱼道底板高程、鱼道总长度、竖缝宽度及池室个数,得出了适合国内鱼类的低水头航电枢纽仿生态鱼道平面布置方案。