海洋工程中的弹性支持梁

油气输送管线是海洋工程中的重要装备,对其进行安全评估是工程设计和检测的必要组成部分和主要目标.由于海底不平、挖沟作业、海流冲刷等情况会使管线在海底起伏弯曲,因此需要对这种变形状态下的管线进行强度分析.考虑海底土壤对管线的弹性支持作用,将管线模型化为支撑在弹性地基上的长梁,给出这种弹性支持梁在起伏弯曲情况下的强度分析方法.该问题的特点是:由起伏引起的弹性梁的两段悬空长度、一段与地基接触的长度均是待求量.与通常的弹性地基梁问题不同,这是一个动边界问题.     

干湿循环对CA砂浆质量与变形的影响

CA砂浆（cement and emulsified asphalt mortar）服役环境湿度因气候、天气因素的影响产生显著变化,会引起其质量和体积的变化,进而对轨道结构的几何尺寸产生影响. 为了解服役环境中湿度变化对CA砂浆质量、尺寸的影响,设计了6种干湿循环制度,测试了不同干湿循环制度下CA砂浆质量、长度变化;并采用低场核磁共振（NMR）及综合热分析（TG-DSC）对其孔结构和物相组成进行了分析,以揭示其变化机理. 研究结果表明:随着循环次数的增加,CA砂浆湿质量迅速增加并达到最大值,随后下降,并在140 d左右趋于稳定,干质量的变化很小;而其长度随循环次数的增加先减小后增加. 干湿循环中,CA砂浆质量与长度的变化均小于持续干燥、水浸泡条件下的变化. 在短周期干湿循环中,在约140 d前,CA砂浆湿质量与变形呈二次函数关系,而在约140 d后,质量与变形呈线性关系;在长周期中,二者相关性不强. NMR与DSC的分析结果表明,CA砂浆质量与长度变化是干湿循环过程中毛细孔水分的迁移、水泥水化、碳化以及孔结构变化等因素共同作用的结果.      

高温干燥下速凝剂对水泥净浆性能的影响

为掌握高地热环境条件下隧道初期支护水泥基材料的水分蒸发及其性能随时间的变化规律,通过室内模拟试验,探讨高温(60℃)与速凝剂共同作用对水泥浆体的水分损失、力学强度及化学结合水含量的影响。结果表明,60℃干燥条件显著加速了水泥浆体水分蒸发而增大质量损失率,速凝剂掺入并不能有效降低试件早期水分蒸发引起的质量损失,高吸水性树脂会显著增大基准水泥及掺粉煤灰试件的质量损失;硅灰和速凝剂双掺可较好地减少试件在60℃干燥条件下的质量损失。同标准养护条件相比,60℃干燥条件下各试件抗压强度随龄期增长按1 d抗压强度增大、7 d和28 d抗压强度下降的规律变化;速凝剂和高温干燥条件共同作用下水泥净浆强度增速缓慢;速凝剂有利于增强掺粉煤灰试件28 d龄期的抗压强度,但不利于掺硅灰试件28 d龄期抗压强度的发展。硅灰与速凝剂双掺会降低水泥净浆的毛细吸水系数,速凝剂单掺和速凝剂与高吸水树脂双掺对掺有粉煤灰试件毛细系数影响不大。与标准养护条件相比,60℃干燥条件下纯水泥基准组试样所含化学结合水和Ca(OH)2含量明显降低;速凝剂可略微提高水泥基准试样化学结合水和Ca(OH)2含量,但不利于60℃干燥条件下的水泥...     

张力腿平台拉索的疲劳损伤

目前在分析张力腿平台(TLP)疲劳损伤时,通常限定平台只发生小位移,未考虑不利工况下平台发生有限位移的情况.在分析模型中考虑有限大位移后,会引入多种非线性因素,也会使TLP的动力响应明显不同于小位移情况,因此研究TLP有限位移下非线性波浪载荷引起的疲劳损伤十分重要.首先求得随机海浪作用下TLP拉索应力的时间历程曲线,并采用雨流法对其进行计数得到疲劳载荷谱;然后依据Miner累积损伤模型,求得TLP拉索在不利工况下的疲劳损伤;最后对ISSCTLP平台拉索在某海况下进行了疲劳损伤短期计算,并说明TLP拉索疲劳可靠度的计算方法.     

CRTSⅡ型板式无砟轨道用CA砂浆的温度疲劳研究

CRTSⅡ型板式无砟轨道充填层CA砂浆与轨道板接触面之间常见脱粘、离缝情况。为探讨CA砂浆在温度疲劳作用下与轨道板脱粘、离缝规律,采用-20℃到60℃的温度循环对试件进行疲劳试验,并对疲劳后的试件进行微观结构分析和热分析。结果表明:由于沥青基体在温度疲劳作用下的迁移、老化、黏性降低,CRTSⅡ型CA砂浆和轨道板混凝土经过16次循环后即出现脱粘,产生裂缝。     

高原无砟道床混凝土减缩阻裂措施研究

研究目的:为提升高原环境下弹性支承块无砟轨道道床板混凝土的抗裂性能,本文通过干燥收缩试验和中心约束块模拟试验研究内养护剂、聚乙烯纤维、矿物掺合料对高原环境下混凝土抗裂性能的影响,并从变形抑制的角度分析它们的抗裂机理。研究结论:(1)在高原环境下,掺粉煤灰混凝土试件和掺矿粉混凝土试件分别在3 h和5 d出现裂纹,且裂缝宽度与长度随龄期增加而增加;(2)掺内养护剂和掺聚乙烯纤维混凝土试件在28 d均未出现裂纹,内养护剂和聚乙烯纤维可明显改善高原环境下混凝土的抗裂性;(3)掺内养护剂和掺聚乙烯纤维的混凝土早龄期收缩变形较小甚至出现微膨胀,并且后期收缩也较小;(4)结合自由收缩与约束开裂的试验结果,建议在高原环境下宜控制混凝土7 d自由收缩≤100με、28 d自由收缩≤400με,以防止道床混凝土开裂;(5)本研究结论可为高原环境混凝土收缩开裂研究提供参考。     

基于三维扫描与数值技术的粗集料形状特征与级配研究

粗集料体系作为混凝土主要组成部分,其颗粒构成对混凝土各项性能的改善起到了关键作用。为优化粗集料体系颗粒构成,以实现粗集料形状特征和级配精细化、数字化分析目标,采用激光三维扫描技术获取了粗集料的点云坐标,结合三维图像技术,进行粗集料的几何形状重构与三维形状参数准确测量,并提出球度、长短轴长比、粒径离散度和级配分形维数等指标。同时,基于粗集料的点云数值处理技术与分形理论,计算得到级配粒径和表面分形维数等指标,表征评价不同粒径粗集料形状特征及级配。研究结果表明：激光三维扫描和数值技术可快速重构出粗集料的真实形状,并能准确得到粗集料三维形状参数,提出的球度、长短轴长比和粒径离散度指标均能较好地对粗集料形状特征进行表征评价。其中,长短轴长比在表征粗集料球形度方面更具显著性与敏感性;采用三维图像数值技术与分形理论计算得到的粗集料级配分形与表面积分形维数,与粗集料粒径、表面粗糙度有密切联系,实现了粗集料几何特征的数值描述与评价;同时采用质量加权得到的粗集料级配分形维数,建立的粗集料颗粒级配计算函数计算结果与试验结果一致,研究结果可为粗集料级配的快速优化分析表征提供技术支持。     

石灰石粉对水泥浆体经时流变性能的影响

为了研究石灰石粉细度、掺量及浆体的静置时间对水泥(Cement,简称C)-石灰石粉(Limestone Powder,简称LP)浆体流变性能的影响,采用Anton Paar MCR 102型旋转流变仪,测试C-LP浆体中400目(LP1)和800目(LP2)LP对流变曲线的影响。采用Herachel-Bulkey(H-B)模型及Bingham模型拟合经时流变曲线得到浆体屈服应力、流变指数及塑性黏度等参数,并通过计算剪切测试下滞回环面积以表征浆体的触变性能。同时,通过Andreasen颗粒紧密堆积模型计算得出体系中颗粒分布模数,基于颗粒体积分数计算体系中固体颗粒总比表面积,并对体系水化放热过程进行分析,从而进一步解释石灰石粉不同细度、掺量及不同静置时间对浆体流变行为的影响机制。研究结果表明,随石灰石粉掺量或细度的增大,浆体体系中固体颗粒堆积密实程度增大;石灰石粉的细度比掺量对水泥水化放热的影响程度更大。增加LP1掺量,浆体屈服应力及塑性黏度下降;增加LP2掺量,浆体屈服应力及塑性黏度上升;静置时间的延长使浆体屈服应力及塑性黏度均增大;掺入适量(质量分数为20%～50%)LP1或LP2均对...     

道路桥梁施工中混凝土裂缝的成因及应对措施分析

混凝土是道路桥梁工程中至关重要的施工材料,混凝土裂缝是常见的质量问题,极易影响施工质量和安全。为此,结合混凝土裂缝的成因及其对道路桥梁工程带来的不利影响,提出混凝土裂缝的处理思路,讨论道路桥梁工程中混凝土裂缝问题的解决对策,希望对同类型工程有所帮助。     

单向压力作用下有初挠度矩形板的有效宽度和减缩有效宽度

本文应用von－karman大挠度薄板方程，对承受单向面内压力的有初挠度矩形板进行后屈曲特性分析（其中挠曲函数取为双博氏级数展开式的前三项）。用参数摄动法求解非线性代数方程组，得到最大压应力与平均压应力之间，平均压应力与平均应变之间的显式函数表达式。进而推导出有初挠度矩形板的有效宽度和减缩有效宽度公式，并着重分析了两者的不同。