摘要:针对传统包裹式加筋土防护屏障在爆炸冲击荷载作用下存在沿筋土作用面滑移的风险,提出了双层包裹式加筋土防护屏障,研究了爆炸冲击荷载作用下加筋土防护屏障力学特性。利用有限元软件对双层包裹式加筋土防护屏障抵抗爆炸冲击荷载的情况进行数值模拟,并对不同大小爆炸冲击荷载作用下,不同加筋形式的防护屏障进行了土压力和变形演化规律对比分析。结果表明:双层包裹式加筋土防护屏障比传统包裹式加筋土防护屏障具有更强的荷载缓冲效果,双层包裹式加筋土防护屏障相较于传统包裹式加筋土防护屏障迎爆面、背爆面的最大水平土压力分别减小12.2%、7.5%,防护屏障迎爆面与背爆面水平土压力沿墙高先增加后减小,在与爆源同等高度处土压力最大;双层包裹式加筋土防护屏障相较于传统包裹式加筋土防护屏障迎爆面、背爆面的最大水平位移分别减小6.4%、0.8%,在爆炸冲击荷载作用下,加筋土防护屏障迎爆面与背爆面水平位移沿墙高先增加后减小,最大位移发生在与爆源同等高度位置处,背爆面受到扰动较小;随着土工格栅竖向间距的增加,防护屏障的水平位移也逐渐增大。

摘要:为深入研究压力型预应力混凝土用螺纹钢筋(PSB)抗浮锚杆的承载性能和位移规律,以青岛某实际抗浮工程为例,针对3根压力型PSB抗浮锚杆开展现场试验研究。通过实时监测锚筋与灌浆体的位移变化,系统分析了荷载-位移演化规律,揭示了PSB抗浮锚杆的黏结应力分布特性。试验结果表明,锚筋与灌浆体位移随荷载增长呈线性增加趋势,受荷载水平影响显著;当荷载达到最大荷载的60%时,位移曲线出现骤升,进入加速增长阶段;灌浆体位移曲线整体呈线性增长,未出现突变点或双折线特征,锚筋与灌浆体的相对位移随着荷载增加而增大。该试验条件下,压力型PSB抗浮锚杆锚筋-灌浆体界面展现出的平均黏结应力为0.73 MPa,而灌浆体-岩土体界面的平均黏结应力则相对较低,为0.104 MPa。灌浆体-岩土体界面黏结应力与锚固长度和锚孔直径有关,锚固长度和锚孔直径过大反而会降低锚筋-灌浆体界面的黏结应力。

摘要:为深入探究预应力高强混凝土(PHC)管桩及预应力混凝土实心方桩(YZH)在软土地区的竖向抗压承载特性,依托于上海某工程,对6根PHC管桩和2根YZH桩进行单桩竖向抗压静载试验,对比分析两种预制桩的荷载-位移特性,评估指数函数模型在预测单桩竖向抗压极限承载力方面的适用性,并对指数函数模型进行修正。结果表明,该试验场地的2种桩型均发生破坏,荷载-沉降曲线均呈陡降型,桩顶荷载水平介于4 725~6 000 kN之间时试桩发生破坏,残余沉降占比均在87%以上;采用修正指数模型预测试桩的单桩极限承载力更为精准,吻合度更高,且预测曲线变化趋势在塑性变形阶段具有较高的预测精度。

摘要:基于拟动力瑞典圆弧法寻求最危险初始相位下的安全系数以评估给定滑动面的稳定性,将大量可行滑动面引入极限状态函数,最终结合蒙特卡罗法提出了基于拟动力瑞典圆弧法的地震边坡可靠度分析方法。将所提方法应用于某均质土坡稳定性分析中,详细研究了横波波速、水平地震力系数以及滑动面位置对最危险初始相位以及安全系数的影响。研究结果发现:随着横波波速的增加,最危险初始相位t_d对应的安全系数逐渐减小,并最终趋于拟静力方法的结果。随着水平地震力系数的增加,t_d保持不变,但其对应的安全系数逐渐减小;在其他条件均相同的前提下,t_d亦随滑动面位置变化而改变。对于均质边坡,基于临界滑动面S_c的可靠度分析方法(方法一)得到的t_d概率密度函数以及失效概率与基于大量可行滑动面分析方法(方法二)的基本一致,但方法一不能合理考量因滑动面位置发生变化而导致的边坡失效后果,得出的滑动体积会偏小,推荐使用方法二进行地震边坡可靠度分析。

摘要:针对目前半刚性落石防护网的失效能量与冲击位置之间的关系缺乏确切研究的现状,采用LS-DYNA软件建立了半刚性防护网的有限元模型,研究了不同冲击位置处防护网的失效能量,得到了钢绞线和钢柱的耗能规律,分析了各种冲击条件下防护网的破坏模式。研究表明:钢柱和钢绞线是主要的耗能构件,摩擦和阻尼耗能占比不大。落石冲击中跨跨中时,防护网的失效能量大于冲击边跨时的失效能量;落石冲击中跨跨中且纵向位置较高时,防护网的失效能量最大,落石冲击中柱底部时防护网的失效能量最小;落石冲击中跨跨中和钢柱上时,钢柱容易破坏;冲击边跨跨中底部时边柱容易破坏,冲击其他纵向位置较低时,边柱也容易破坏;冲击其他纵向位置较高时,钢绞线容易断裂。

摘要:为解决煤矸石填料在降雨入渗条件下,其淋出液所含重金属污染物对周边土壤及水资源造成的污染问题,设计了一种活性炭复合土工布材料,可铺设于煤矸石路堤中。开展了活性炭复合土工布对煤矸石填料淋出液中重金属离子的吸附试验,通过改变活性炭复合土工布层数和厚度、活性炭颗粒粒径等,探究不同影响因素条件下活性炭复合土工布对重金属离子的吸附规律及关键影响因素,证明了其用于治理煤矸石路堤对环境污染的可行性。研究结果表明:随着活性炭复合土工布厚度和层数的增加以及活性炭颗粒粒径的减小,试验中重金属离子的吸附率均有不同程度的提升,其中,改变活性炭复合土工布厚度和层数对吸附效果的影响最为显著,而活性炭颗粒粒径的改变对重金属离子的吸附效果影响不明显。

摘要:为探究在围岩蠕变作用下采用不同支护参数和施工方法对隧洞稳定性的影响,以新疆输水隧洞工程为背景,对现场取得的土样开展了三轴蠕变试验,用CVISC模型对试验结果进行泥岩蠕变参数拟合;利用FLAC 3D软件基于实际工况建立数值模型,优化支护参数;开展施工控制后的变形监测,验证数值模拟结果的有效性。结果表明:(1)泥岩变形包括施加荷载时产生的瞬时变形和随时间变化的蠕变变形,其中以蠕变变形为主;(2)泥岩蠕变参数拟合度较高,泥岩蠕变特性可通过CVISC模型表征;(3)模拟发现钢拱架布设间距为50 cm,C25混凝土喷层厚度为25 cm,锁脚锚杆打设长度为4.5 m,角度为60°时,能有效减小隧道变形,充分发挥支护结构作用;(4)现场优化施工后的监测数据验证了数值模拟结果的可靠性,证明该施工控制措施下隧洞是稳定的。

摘要:为研究河道边坡坡面的稳定性影响因素,在传统连锁砌块的基础上,提出增加双植生孔与飞檐结构,以增强砌块护坡的生态功能。以沭河莒县段河道护坡工程为例,分析不同防护工况下连锁式混凝土砌块护坡面的稳定性。通过PFC软件模拟砂土颗粒在植生孔中的堆积形态。结果表明:将新型砌块的开孔率设计为16%,植生孔单孔尺寸为140 mm×96 mm时,飞檐结构的设计宽度值域为3.6~4.7 cm,可有效减小植生孔中的水土流失;在砌块材料强度充足的情况下,含飞檐结构砌块护岸面的削波减浪能力大幅提升。采用ABAQUS软件进行三维实体建模分析,不同防护工况的砌块受波浪反压力情况下的应力云图及位移云图对比显示:选择碎石为护坡垫层且砌块为横向铺设时,可以增强护坡面层的整体稳定性,结合飞檐设计可以达到兼具稳定性与生态性的护坡效果。

摘要:为探究自然声环境下乡村民宿空间不同窗形态对青年群体恢复性体验的影响,融合脑电图技术、计算机自动虚拟环境系统与感知恢复量表,对比不同组别窗形态所诱发的青年被试者的脑电响应与主观心理评价。研究发现:自然声音的介入能显著诱发青年人的放松反应与积极情绪。放松组窗形态(低复杂度、开口数少、无锐角弧形轮廓)可引发显著神经放松效应,提升了额叶、顶叶及中央叶等脑区9个电极的α波功率值;唤醒组窗形态(高复杂度、开口数多、锐角直线轮廓)伴随α波功率值抑制,恢复性体验未获提升。同时从神经生理与心理认知双重视角,证明了窗形态、脑电活动与恢复性体验三者之间的关联性。研究表明,自然声环境下乡村民宿差异化窗形态可调控青年人恢复性体验,为乡村民宿空间具有恢复性导向的窗户设计提供了情感化设计依据。

摘要:为提升超短期光伏功率预测精度,提出了一种基于卷积神经网络-门控循环单元-双向长短期记忆神经网络-注意力机制(CNN-GRU-BiLSTM-AM)的组合预测模型。首先,为提升数据质量,对数据的异常值进行处理,采用Spearman相关系数、灰色关联分析提取影响光伏功率的关键特征;其次,为获取光伏功率数据的时空特征,分别利用CNN和GRU提取空间和时间维度上的局部特征,利用BiLSTM捕捉时间序列中的长期依赖关系;再次,为获取关键历史时间点的重要信息,引入AM,构建了CNN-GRU-BiLSTM-AM预测模型。最后,结合公开的光伏功率数据集进行对比实验。结果显示,构建的预测模型决定系数为99.1%,均方根误差为0.032 5,平均绝对误差为0.026 6,表明该方法有效提高了光伏功率的预测精度。

摘要:高温合金作为高温关键材料,不仅体现材料科学与冶金工艺的前沿水平,也是衡量一个国家航空发动机与燃气轮机制造能力的重要标志。镍基高温合金GH4065A通过优化γ'相含量与成分设计,在高温强度、组织稳定性和加工适应性方面表现出优异特性。该文回顾并评述了国内外高温合金的发展历程与现状,从组织调控、疲劳行为、焊接性能等方面论述了GH4065A的研究进展。研究发现,GH4065A组织与性能受枝晶偏析、γ'相演化及再结晶行为等多种因素影响;合金在650 ℃~750 ℃下具有优异的抗氧化性和热稳定性,疲劳行为受晶粒尺度、夹杂物与未再结晶组织影响;双斑电子束焊与惯性摩擦焊可获得高质量接头,焊后热处理可改善组织均匀性与性能稳定性。目前关于GH4065A的研究仍主要集中在实验室尺度,其在复杂服役条件下的蠕变-疲劳耦合行为及寿命预测模型仍不完善,γ'相溶解、析出与再结晶的耦合关系缺乏定量化描述。最后提出了未来在多尺度组织调控、复杂环境下服役机制及工程化应用方面的发展方向。

摘要:基于DEFORM-3D有限元软件,针对GH4169合金大型铸坯加热过程中表面至芯部传热不均匀问题,建立了大型铸坯温度场模型,研究了加热工艺参数对合金内部传热特性和温度场分布规律的影响。模拟结果表明,不同表面综合换热系数对传热效率具有显著影响,对于不同固定值表面综合换热系数,随着表面综合换热系数的升高,表面至芯部的传热效率明显提升;而对于变化值表面综合换热系数,截面温差相对较小,表面至芯部的传热效率相对较低,但传热过程相对较为均匀。为了研究GH4169合金加热过程中晶粒度变化规律,制备了GH4169合金试样,并系统实施多组热处理试验,通过金相观测法对热处理后的组织及晶粒结构演变规律展开分析,试验结果显示,经多组热处理后,材料表面组织的晶粒出现显著粗化现象,具体表现为:在1 000 ℃以下热处理时,晶粒呈现缓慢长大趋势,保温时间越长,晶粒长大越为明显,尺寸为3~8 μm;而在1 100 ℃以上热处理时,晶粒呈现显著粗化趋势,尺寸增长到75~100 μm,随着保温时间的加长,晶粒长大逐渐缓慢。

摘要:针对GH4169大型棒材开坯锻造过程,采用有限元模拟软件Simufact Forming对GH4169合金锻造全过程进行仿真模拟,研究了锻造过程中工件应变场和温度场的分布,并对镦粗和拔长过程中工件整体外形变化情况进行了分析。结果表明:镦粗过程中试样各个位置等效应变分布不均匀,大致呈现"X"型分布,砧子与锻件接触的区域基本不变形,该区域温度和等效应变均较低。拔长过程中,锻件表面区域与空气和上下砧子存在热交换,等效应变高而温度低,且等效应变呈一定周期性分布。锻件的头尾区域形成往内凹陷的状态,是内外金属流动性差异较大所致。