摘要:目前关于温度效应对碳纤维增强复合材料(CFRP)-钢剥离破坏全过程影响的研究较少,且未考虑界面残余摩擦应力的影响。提出一种考虑界面摩擦应力影响,且在温度和荷载共同作用下CFRP加固钢结构界面剥离特性的解析方法。基于三线性界面粘结滑移本构实现了CFRP-钢界面剥离破坏全过程分析,推导了界面荷载滑移响应、界面剪应力、CFRP正应力及界面剥离承载力的解析表达式,并与文献中的试验进行对比、验证。结果表明,所提出的解析方法能够较好地模拟温度变化影响下CFRP-钢界面剥离过程,温度效应对界面剥离行为有显著影响,而影响程度与温差和粘结长度相关。

摘要:为提高煤矸石利用率,减少煤矸石堆存带来的危害,探究将煤矸石作为填料用于加筋土挡墙工程的可行性及不同筋材参数对挡墙的影响。通过模型试验,对不同筋材长度(0.66H、0.99H、1.31H(H为墙高)和不同筋材强度(10、20、30 kN/m)工况下挡墙的应力及变形规律进行了研究。结果表明:挡墙承受荷载时,墙面变形自下而上逐渐增大,竖向附加应力及筋材应变均呈单峰分布,峰值点位于荷载正下方;增加筋材长度可以有效限制墙面变形和墙顶沉降,增加筋材强度有利于增强竖向应力的扩散效果;总体上,在70 kPa荷载作用下土工格栅加筋煤矸石挡墙墙面最大位移为0.1%H,墙顶沉降为0.27%H~0.45%H,且筋材应变均小于0.12%,筋土之间能够较好地相互作用,挡墙整体处于稳定状态;在实际工程中,建议筋材长度不应小于0.5H。

摘要:为明确含砂条件对黏土蒸发开裂的影响规律,通过室内试验模拟干旱环境,使黏土试样发育干缩裂隙;通过数字图像处理技术对形成的裂隙进行定量分析,基于裂隙发育的阶段性形态特征,建立土体干缩裂隙分级命名体系,探究不同温度(40~60 ℃)、不同掺砂率(0%~30%)以及不同掺砂粒径(0.0~2.0 mm)对黏土干缩开裂的影响规律。试验结果表明:(1)含砂黏土干缩裂隙的发育可以分为三个阶段:形成阶段、发育阶段和稳定阶段。砂粒通过降低黏土的水分蒸发速率,减小了黏土表面应力场的变化幅度,延缓黏土裂隙的形成和发育;由于砂粒持水能力弱于黏土,裂隙容易在砂粒和黏土之间形成。(2)黏土基质中掺入砂粒可显著抑制裂隙发育,且随着含砂率的提高,其抑制效果逐渐增强;随着砂粒粒径的增大,砂粒对黏土发育裂隙的抑制作用呈现先增强后减弱的趋势,在试验条件下存在最优粒径范围(0.5~1.0 mm);砂粒的阻裂效应随温度升高而增强。

摘要:为缓解高海拔冻土边坡病害对交通工程的威胁,揭示高海拔冻土边坡在冻融循环作用下的失稳机理,以川西地区6个覆盖型边坡为研究对象,基于水热耦合理论,利用COMSOL Multiphysics数值模拟计算软件,对这6个边坡进行考虑冬季昼夜温差的冻融循环模拟,分析边坡水热场时空变化规律,总结边坡破坏形式,找出边坡冻融界面与滑动面的位置关系。结果表明:冻融循环主要影响冻土边坡浅层土体;边坡经过数次冻融循环后,土体在某一深度范围内的含水率高于其他深度,坡体内形成聚水区;所研究的6个覆盖型边坡共总结出5种破坏形式,分别是边坡浅层融土滑塌、边坡浅层融土蠕移、边坡浅层融土挤胀、凸形坡浅层融土滑塌、凹形坡浅层融土滑塌;在冻融循环作用下,覆盖型边坡冻融界面位置要深于滑动面。

摘要:为了深入探讨高强土工布在高填方陡坡中的加固效果,通过模型试验,将高强土工布与普通土工布、土工格栅等不同土工合成材料进行对比分析。结果表明,与普通土工布、土工格栅加筋坡体相比,高强土工布加筋陡坡在减小坡体沉降、侧向位移以及竖向附加应力方面效果较好。同时研究了高强土工布不同铺设方式对坡体竖向附加应力和变形特性的影响,结果表明,改变高强土工布的铺设方式可以增强黄土高填方陡坡的安全性和稳定性。在5种不同铺设方式中,采用向下挖两道凹槽后铺设土工布的加筋铺设方式(凹×2)能有效减小加筋陡坡坡顶沉降和竖向附加应力。研究结果可为高强土工布加筋陡边坡应用提供参考。

摘要:为解决高速列车穿行隧道过程中带来的车隧气动效应问题,提出一种新型挡板间断型缓冲结构。现阶段,缓冲结构研究尚未针对缓冲节长度比以及挡板间断型缓冲结构相关内容展开。基于^κ-ε两方程紊流模型,利用Ansys Fluent软件提供的动网格技术,模拟高速列车以350 km/h的速度穿行缓冲结构与隧道的全过程。通过优化设计缓冲结构间断距离a、各缓冲节长度L_i、截面积A_i以及节数n等变量,设计出一种能有效减缓压力梯度峰值的挡板间断型缓冲结构。计算结果表明:挡板间断型缓冲结构的间断距离a=0.50 m、各缓冲节的长度比L₁∶L₂∶L₃=1∶1∶1、截面积A₁=A₂=A₃=150 m²、节数n=3时的压力梯度减缓效果最好,达到44.04%。

摘要:为研究矩形隧道下穿施工对既有隧道变形的影响规律,提出了关于矩形隧道下穿既有隧道的半解析解。首先,基于矩形隧道开挖后断面收敛变形的特点,基于随机介质理论推导出矩形隧道开挖诱发的地层变形规律,将既有隧道视为搁置在Kerr地基模型上的Euler-Bernoulli梁,最终获得既有隧道的纵向受力平衡微分方程,并采用有限差分获得矩形隧道下穿对既有隧道受力变形的计算方法。通过与室内模型试验值进行对比,验证了本文计算结果的准确性。最后,针对矩形隧道宽度、埋深、土体内摩擦角、既有隧道抗弯刚度和地层损失率等关键参数展开影响分析。结果表明:矩形隧道半宽和地层损失率增大会导致既有隧道的竖向变形线性增加;隧道埋深减小会导致既有隧道竖向峰值显著增大,但会缩小对隧道沉降的影响范围;增大土体内摩擦角会导致既有隧道的竖向变形显著增大,同时使隧道变形槽略微减小;随着既有隧道抗弯刚度的增加,隧道的竖向变形会明显减小。

摘要:为了研究密封垫在长期受压状态下接触应力的松弛规律,开展了密封垫在不同温度下的热氧老化试验。利用ABAQUS软件建立密封垫三维压缩数值模型,分析密封垫内部应力分布情况,并根据试验数据运用时温叠加原理预测密封垫的服役寿命。研究表明,密封垫的性能保持率随着老化时间的延长逐渐降低并趋于稳定,密封垫的性能保持率随老化温度的升高而减小;随着压缩量的增加,密封垫两端会翘起孔洞,且压缩量越大,翘起的孔洞越大,因此在满足防水要求的前提下,适当减小压缩量,有利于提升密封垫防水性能;密封槽-密封垫间的接触应力整体高于密封垫-密封垫间的接触应力,根据时温叠加原理计算可知,密封垫压缩9 mm可满足某地铁1号线100 a的防水要求。研究内容对于提高某地铁1号线的运营能力具有重要意义。

摘要:空间叙事理论在工业遗产更新领域应用广泛,但目前基于量化评价的研究相对较少,为此以天津第一机床总厂为例,基于AHP-熵值法、GIS适宜性评价两种分析方法,对空间叙事适宜性评价体系进行研究,并据此制定叙事策略。将机床厂各类叙事元素分为4个准则层指标与12个因子层指标,并将各指标分为5个等级。运用AHP-熵值法计算各指标权重,再利用GIS对因子层指标进行量化分析。根据因子层适宜性分析结果与AHP-熵值法权重,借助GIS多因子叠加分析得到机床厂空间叙事适宜性分布特点。结果显示:机床厂最适宜展开叙事的区域共8处,这些区域主要集中在机床厂南侧,占总面积的13.9%。基于分析结果,从叙事主题与序列两方面提出机床厂更新方法,包含开端、建设、革新、繁盛、转变5个主题;根据主题与适宜叙事区域位置,设置了1个叙事核心、2个叙事簇群、13个叙事点,并运用架空工业走廊衔接各个最适宜叙事区域。

摘要:为提高低幅度构造储层圈闭识别和储层预测精度,提出了一种运用相对波阻抗结合地质统计学方法构建低频模型的新方法。该方法利用地震数据提取地层相对波阻抗信息,将其作为低频模型的约束条件,采用协同克里金插值和序贯高斯模拟等地质统计学方法,基于地质参数的空间相关性和变异特征进行插值优化,进而构建低频模型并开展反演。通过在实际工区的应用,证实了该方法的有效性。研究结果表明:与传统方法相比,该文所构建的低频模型在匹配测井资料、刻画构造形态、预测储层发育等方面具有明显优势,与实际地质情况的吻合度高达85%以上。同时,研究也揭示了方法的局限性,如受地震数据分辨率影响,对薄层预测精度有待提高。

摘要:以新疆天山北坡为研究区域,基于时序Landsat卫星影像及SNOMAP积雪制图算法,生成特定时间基点的高精度积雪覆盖数据,并将其作为"真值"评价三种MODIS积雪产品(中国MODIS逐日无云500 m积雪面积产品、北半球MODIS逐日无云积雪产品、亚洲高山区MODIS积雪指数与积雪物候产品)的数据精度。基于评价结果选择精度最高的MODIS积雪产品,分析该区域2001年至2020年间积雪覆盖频率及其时空变化特征。结果表明:(1)亚洲高山区MODIS积雪指数与积雪物候产品精度最高,在总体精度、低估误差、积雪分类精度和Kappa系数等方面均优于其他2种产品;(2)天山北坡年内积雪覆盖率呈周期性变化,峰值出现在每年12月至次年1月,谷值出现在每年6月至8月,海拔4 500 m以上区域年内各月积雪覆盖率几乎均达100%;(3)多年平均积雪覆盖频率空间分布东西差异显著,且随海拔升高而增加,终雪日期在东部平原及天山附近显著提前,凸显气候变暖对积雪物候的影响。

摘要:针对磁力耦合器轴承故障信号微弱、特征提取困难导致故障分类准确率低的问题,提出一种改进的白鲸优化算法(IBWO)优化变分模态分解(VMD),并结合卷积神经网络(CNN)与双向长短时记忆网络(BiLSTM)组合模型的滚动轴承故障诊断方法。首先使用改进的白鲸优化算法寻优VMD的两个重要参数(模态数目K和惩罚因子α),然后将寻优得到的两个参数代入VMD可以获得K个模态分量(IMF),选择包络熵最小的IMF分量作为有效分量,最后将该分量输入到CNN-BiLSTM模型中进行故障诊断。分别使用凯斯西储大学以及渥太华大学公开数据集进行实验,结果表明,该模型故障识别准确率均达95%以上,证明所提出的诊断方法在识别准确率方面具有明显优势,研究结果可为磁力耦合器轴承的故障诊断提供参考。