摘要:挡土墙承受的主动土压力一直是土力学重要课题,但至今未见填黏土路堤墙曲线破裂面并计及填土开裂的土压力分析法。为此,借鉴已有旋轮线破裂面和直线破裂面计及开裂的两极限平衡层分法开展研究,以弥补这一缺陷。先在滑体土中取一微分薄层,通过单元土体静力平衡分析,导出任意墙背和填土面倾角、填土性质及墙土接触条件下土压力求解公式;然后研究墙顶填土开裂过程及深度算法,采用计算机编程求极值,进而建立曲线破裂面计及填土开裂的路堤墙主动土压力分析方法;分别对比不计填土开裂的旋轮线破裂面法和考虑开裂的改进层分法对各算例土压力分析结果,验证了本研究方法合理且优越;最后通过变填土黏性路堤墙实例分析,进一步验证了本研究方法的唯一合理性及适用范围,并提出目前工程中此类挡墙设计尚存问题及建议。

摘要:为了确定高液限土结合水及其合适的测试方法,为进一步开展高液限土压实机理研究提供基础,在海南万洋高速公路选取高液限土,分别采用容量瓶法和等温吸附法进行了结合水对比试验研究。试验结果表明,容量瓶法测试结果大于等温吸附法试验结果,两种方法测得结合水含量均随粒径的减小而增大,即细粒＞原土＞粗粒;容量瓶法测得细粒土样的强结合水含量是粗粒土的2.57倍,等温吸附法测得的细粒土样的强结合水含量是粗粒土的2.11倍;高液限土结合水的密度、水合比重均随结合水含量的增多而降低。等温吸附法自水汽中吸附结合水,因黏土堆积及其成团聚体的特点,水分子仅被吸附在黏粒表面,所以试验结果势必偏小。而容量瓶法从液体水中吸附结合水的过程更符合原状土的实际情况,因此建议采用容量瓶法测高液限土的结合水含量。

摘要:为了研究沥青混合料在不同温度、不同应力下黏弹性变形响应,提出了基于三轴重复荷载试验评价沥青混合料抗车辙能力的方法,并对沥青路面车辙发展规律进行了分析。采用半正弦波荷载来模拟路面实际车辆荷载,基于黏弹性五单元八参数模型,推导了能够适用于三轴重复荷载试验的力学模型。结合三轴重复荷载试验的试验结果,利用Origin 8.5软件,对三轴重复荷载试验数据进行拟合,得到了相应的黏弹性参数。对比计算流动数和实测流动数,分析沥青混合料黏弹性变形特性。研究结果表明,温度越高、应力越大,混合料黏弹性变形越大,流变性越小;重复荷载作用下沥青混合料永久变形黏弹性力学模型参数拟合相关系数达到95%以上,表明该模型可以有效地反映沥青混合料黏弹性变形特性。

摘要:为了确定不同老化程度下的一种90号道路石油沥青对温度敏感度的变化,以及评价不同老化程度下沥青的流变力学性能,借助剪切模量、劲度模量和车辙因子等流变性能指标,通过弯曲蠕变劲度试验(BBR)与流变性质试验(DSR)法,利用沥青路面表面温度模型,得到了沥青在不同老化程度下的流变力学性能变化与沥青适用性指标。研究结果表明,沥青老化会提高沥青车辙因子对温度的敏感程度,影响程度在52.87%左右;沥青老化会降低沥青弯曲蠕变劲度对温度的敏感程度,短期老化与压力老化的影响程度分别为5%和21%;沥青的老化使得沥青的蠕变曲线斜率m平均下降8.21%。

摘要:车辆换道过程对交通安全和交通拥堵有重要影响,为了获得不同驾驶人的换道行为特性,考虑了车辆换道过程中驾驶人的因素,利用SPSS对问卷调查的结果进行主成分分析,采用K-均值聚类方法对驾驶风格进行量化,将驾驶人分为激进型和保守型两种类型,再利用时间对数模型提出了驾驶风格值变量。对两组类型驾驶人进行换道试验,获得了不同风格驾驶人换道时间和换道纵向距离等换道特性的试验数据,并建立了考虑驾驶风格的车辆换道时间预测模型;基于预测的换道时间以及换道车辆转向角与驾驶风格值变量、速度之间的关系,结合车辆运动学模型,建立了车辆换道纵向距离预测模型,并将预测结果与实际换道数据进行了对比分析,结果表明,本研究提出的预测模型准确率较高。研究结果表明,激进型驾驶人在换道过程中其行为较为激进,换道时间较短,换道距离较短;所建立的预测模型可以较准确地预测和解释驾驶人的换道行为。

摘要:为解决高速公路大标段项目地材调配中周期内供求量不确定、供应点分散、需求点多和调配时间受约束的问题,实现高效率调配,在三级网络结构下建立了以运输总时间、总成本和需求满足率为目标的非线性规划模型。用最可能值法确定了模糊数的权重和置信水平,用平均权重法对模糊数进行了去模糊化。对运输时间和成本动态赋权,提高了决策的科学性。最后以潜江至石首高速公路项目为背景设计仿真算例,并用LINGO软件求解该模型。研究结果表明,该模型能充分考虑地材供求不平衡的两种关系,为调度决策提供了科学依据。

摘要:为探究考虑剪切变形对圆形空心桥墩稳定性的影响,将圆形空心桥墩作为中厚壳结构,考虑结构和荷载的轴对称,建立了考虑剪切变形影响的圆形空心桥墩轴对称变形微分方程,其与Winkler地基上Timoshenko梁的微分方程一致;当不考虑剪切变形影响时,微分方程可退化成与Winkler地基上Bernoulli-Euler梁的微分方程一致。求解了微分方程的特征解,并结合空心桥墩的边界条件,推导了桥墩局部失稳的超越方程。通过改变算例的墩高、半径及壁厚等结构参数,对比分析了轴对称失稳临界荷载值和整体失稳临界荷载值的大小,并将其结果与不考虑剪切变形影响得到的结果进行了对比。研究结果表明,在参数特定取值条件下,轴对称失稳先于整体失稳,而剪切变形的影响不可忽视。

摘要:为了准确模拟体外预应力筋的受力行为,以一座大跨径体内外混合配束连续刚构桥为例,分别采用带刚臂杆单元和考虑自由滑移的体外筋单元模拟体外预应力筋,进行了考虑混凝土收缩徐变效应和节段施工特点的有限元分析,其中,自由滑移的体外筋模型是基于体外预应力筋与转向块之间可自由滑动而导致体外预应力筋在全(换字)长范围内为常应变构件的受力特点而建立。从关键截面挠度、弯矩、体外筋轴力方面对比分析了各模型的计算结果。研究结果表明,三种不同计算方式下连续刚构桥的内力和挠度区别不大,但是体外筋应力的区别较大,在需精确考量体外筋轴力值的情况下,对同类桥梁进行计算时应慎重考虑。

摘要:为了改善公路隧道围岩云分级系统中传统的数据管理方法,将MySQL数据库引入到云分级系统的设计中。该系统采用关系型数据库,运用E-R模型进行概念结构设计,具体描述了4个实体以及实体间的一对一、一对多等关系,进而在Wamp这个集成开发环境中能够实现MySQL数据库的储存、修改和删除等功能,并利用PHP技术方便快捷地建立了动态交互的Web系统,实现了利用Web浏览器访问MySQL数据库。结合实例用MySQL数据库实现了公路隧道围岩云分级系统的数据管理,以及能够通过Web网页快速查询数据库中的基本信息、围岩级别和施工方法等。实例表明,MySQL作为数据的管理和传输手段,在公路隧道围岩云分级系统数据管理中取得了良好的效果,加快了云分级系统开发的速度,印证了MySQL数据库是公路隧道围岩云分级系统开发的基础和保障。

摘要:为研究无限域和近水面水下爆炸冲击波压力特点以及近水面的物理特性,基于多物质ALE方法,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对无限域和近水面水下爆炸进行了三维数值模拟,再现了爆轰产物、水以及空气多物质介质间的相互作用过程。分析发现,在爆深不变的情况下,随着测深的减小,自由面对冲击波的影响主要体现在减小入射冲击波波形脉宽和削弱冲击波峰值压力上;相同当量炸药在自由面产生的水柱,其上升的速度随着爆深的减小而逐渐增大。定性地分析了近水面水下爆炸的密度分布情况,以及不同爆深情况下自由面水柱的形成过程。通过数值模拟研究了冲击波压力值的特性,并与经验值进行了对比,验证了计算模型具有较好的计算精度,同时三维再现了水下爆炸的复杂物理现象。

摘要:为了研究TB5钛合金板试件从微观初始缺陷到宏观疲劳断裂全过程中的跨尺度数值模拟问题,以约束应力表征材料的疲劳损伤度,以约束应力区裂纹模型描述材料从微观到宏观的疲劳破坏过程,以应变能密度因子作为宏微观跨尺度疲劳裂纹扩张的控制参量,发展了一种宏微观跨尺度疲劳破坏过程的数值模拟方法。在该模型中,可通过疲劳源处材料初始缺陷大小和3个尺度效应函数来表征材料微观因素对疲劳破坏过程的影响。对TB5钛合金光滑板试件(应力集中系数Kt=1)和含切口板试件(Kt=3)进行了数值模拟计算,结果表明,计算S-N曲线与试验S-N曲线能够精准吻合。通过考虑微观效应,其疲劳寿命试验数据的离散性也可由模型计算结果得以体现。

摘要:为了有效地评估悬架承载梁的疲劳寿命,研究了焊接结构的疲劳测试与分析方法,提出了与CAE相结合的载荷谱测点合理布置原则。基于应变测试技术,合理布置测点,采集承载梁关键点的道路载荷谱,将三向应变花的载荷数据合成和获取动态signed VonMises应力;基于焊接结构的等级划分理论,研究了焊接结构性能相关的参数构成,最终确定了悬架承载梁结构的S-N曲线;基于雨流计数方法和损伤累计理论,实现了疲劳寿命的预估,获取了实车室内可靠性试验中悬架承载梁的考核结果;基于损伤评价理论进行了与室内可靠性试验结果的对比,形成了一套完整的基于实测载荷谱数据的焊接结构疲劳分析方法。研究结果表明,该疲劳分析方法和流程能够有效预测焊接结构的疲劳寿命。

摘要:为研究富氧燃烧后煤焦的孔隙结构及其在燃烧过程中的变化情况,选取贵阳贫煤作为研究对象,利用红外光谱仪、比表面积及孔隙度分析仪分别分析了焦炭样品官能团变化和表面孔隙分布,讨论了不同富氧燃烧条件和不同燃烧阶段对官能团和孔隙结构的影响。研究结果表明,在氧气浓度不变的情况下,随着试验温度的升高,羟基数量明显减少;在同一比例的富氧气氛下,随着反应温度的升高,焦炭吸附等温线由Ⅱ型向Ⅲ型转变;氧气浓度为40%的气氛条件下,在400 ℃时焦炭表面主要是两端都开放的微孔,900 ℃时由于部分孔道坍塌,形成了大量一端封闭的孔隙。

摘要:为了促进压缩空气储能技术与小型燃气轮机结合的分布式供能技术发展,提出了一种耦合压缩空气储能的分布式冷热电联供系统,并采用GateCycle软件建立系统模型进行了分析。该模型包含以额定功率为2 MW的离心式燃气轮机为核心的冷热电联供模块和包含离心式压气机、储气罐、向心式透平的压缩空气储能冷热电联供模块,两模块通过一逆流换热器耦合,在换热器内燃气轮机排出的高温烟气可加热储气罐排出的高压空气,以提高其发电量并使排出空气温度适宜供冷或供热,除了分析系统的供能特点外,还通过实例着重从经济性角度进行分析。研究结果表明,余热锅炉产生蒸汽量随通往余热锅炉处烟气分流比近似呈线性增大;空气透平在通往换热器处的烟气分流比变化时对应唯一合适的进气流量;通往换热器处烟气分流比由0变化至0.4的过程中,对应的储气罐释气流量迅速减少,空气透平发电量迅速增加,而由0.4变化至1的过程中,对应的储气罐释气流量减少缓慢,空气透平发电量增加缓慢。在实例应用中,冬季、夏季通往换热器处烟气分流比为0.4时能价比最高,春秋季能价比随通往换热器处烟气分流比的增大而增大;在冬季典型日耦合供能方式相比分供供能方式节省了20.86%的成本,在夏季典型日节省了28.70%的成本,在春秋季典型日节省了12.32%的成本,所以耦合供能方式在各季节相对于分供供能方式均能节约成本。

摘要:由于四级结构的BB2型输油泵理论上具有高效节能的特点,将两级BB2结构形式的输油泵改进为四级结构,为研究其压力特性以及速度分布情况,并验证其改进的有效性和合理性,在计算流体力学方法的基础上,采用CFX软件进行流场模拟,随后运用试验方法验证其实际工况。研究结果表明,首级叶轮和次级叶轮进口到出口处压力分布比较均匀,具有明显的压力梯度,次级叶轮的流场稳定性相对较差;流道内流动均匀良好,速度方向基本与旋转方向一致,次级叶轮内速度值大于第一级叶轮内流体速度,流道内工作面流速低于背面流速,在叶轮出口处由于导叶头部的干扰出现速度反向现象。结合试验数据表明,四级结构的BB2型输油泵的流量、扬程、效率和汽蚀余量均符合国家标准,并达到了更为高效节能的实际效果。