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您现在的位置是:首页 > 《中国科技论文》 > 2013年第05期
  • 边坡坡面流-渗流耦合冲蚀的模型实验
  • 大量研究认为,渗流对坡面侵蚀有着重要的影响,但是目前尚缺乏系统的实验或成熟的理论成果以反映渗流对坡面侵蚀的作用机理。针对坡面流-渗流共同作用下斜坡土体搬运过程的试验难题,提出专门实验装置及试验方法,通过观测坡面薄层水流侵蚀现象(片蚀)揭示渗流对薄层水流侵蚀的影响机理,为坡面侵蚀的预测预报及其防治提供有力的理论依据。基于ABAQUS软件进行有限元渗流计算分析,结果表明采用该试验方法后坡面上渗流不均匀度可控制在3%以内,证实了该研究方法的可行性。
  • 宁波软土物理力学参数概率分布及相关性研究
  • 根据宁波1、2号线轨道交通工程的地质勘察资料,研究了宁波地区软土力学参数的分布规律,建立了宁波地区软土力学指标与物理指标之间的经验公式。结果表明:1)各软土层的压缩系数a、压缩模量Es、固结快剪黏聚力cc和固结快剪内摩擦角φc离散程度较小,且呈较好的正态分布规律,而各软土层的快剪黏聚力cq和快剪内摩擦角φq离散程度较大,近似呈正态分布。2)a与w、e之间呈正线性相关关系,a和ρ之间呈负线性相关关系;Es与w、e之间呈负指数关系,Es和ρ之间呈正指数关系;各软土层的cq、cc、φq和φc与e、IP之间均呈负线性相关。研究结果可为宁波地区岩土工程设计的参数取值提供依据。
  • 定向对接连通井造腔可行性分析
  • 基于水平钻井的技术,提出多夹层盐穴水平定向对接连通井造腔的方法。该方法的重点在井位的确定以及靶点的控制上;将造腔过程分为建槽连通期和建腔期2部分;腔体建成后通过模拟不同工作压力作用下储库腔体长期蠕变特征,分析腔体长期运行收缩率。该方法能较好地解决国内盐矿厚夹层、中间含较厚盐层水溶造腔形状控制的问题,同时能加速造腔的速度。
  • 红壤丘陵区土壤渗透性及其受植被影响分析
  • 选择中科院湖南桃源农业生态试验站典型覆被坡面作为研究对象,通过现场实验与野外采样分析,确定不同覆被的土壤饱和渗透系数及不同埋深的非饱和导水率曲线,分析红壤丘陵区土壤渗透性及其受植被的影响。结果表明,植被类型显著影响土壤渗透性能,其渗透能力由强至弱依次为原生林、油茶林、针叶林和恢复区裸地。不同根系特征土壤的入渗能力不同,根系愈发达渗透性愈好。由此也证明了所得到不同埋深的土壤非饱和导水率曲线的可靠性,为下一步红壤丘陵区生态水文模拟提供分析基础。
  • 拉拔作用下端部扩大型锚杆锚固段受力分析
  • 端部扩大型锚杆的锚固段分为普通锚固段和扩大头锚固段,通过对6根端部扩大型锚杆进行现场抗拔试验和运用MI-DAS/GTS软件模拟出锚杆荷载弹性和塑性位移曲线、轴力及侧摩阻力作用下的锚固段长度分布图,发现抗拔力较小时,锚杆位移随荷载呈线性变化,起主要作用的是普通锚固段的侧摩阻力;抗拔力较大时,锚杆位移处于弹塑性阶段且位移较大,在扩大头锚固段侧摩阻力发挥的同时扩大端会对端头前的土体产生挤密作用,促使端阻力增大。在此基础上进一步得出锚杆锚固段在弹性和弹塑性阶段其侧摩阻力的变化规律以及端阻力充分发挥时所施加的抗拔力的大小,从而为下一步开展端部扩大头锚杆的承载机理分析和指导工程实际提供了理论支撑。
  • 基于Matlab对强夯法处理黄土湿陷性的微观结构研究
  • 黄土的湿陷性与其微观结构有极大关系,土体的物理力学性状也很大程度上受其微观结构影响。针对湿陷性黄土微观研究中的问题,对山西省平阳高速中强夯法处理湿陷性黄土进行微观层面上的定性和定量分析。从土样提取与制备到SEM图像扫描,开展了详实的探讨。针对SEM图像的特征及其处理过程中存在的问题,使用Matlab对图像预处理中去除亮度差异背景,对比度增强,降噪做了对比分析,通过预处理可以对图像信息在采集阶段较为精确地进行统计计算分析,对比分析了强夯前后的孔隙数量及面积分布、定向特征、形状特征等参数,对土体SEM图像处理和强夯法消除湿陷性机理做较为深入的探讨,为工程建设提供参考依据。
  • 岩石力学-化学耦合效应研究进展
  • 水岩之间的力学-化学耦合作用在自然界广泛存在,其结果导致岩石力学性质的改变。对国内外在岩石力学-化学耦合作用方面的研究进展进行了概述,包括力学-化学耦合作用对岩石力学性质影响的试验研究,岩石力学与化学耦合模型研究,水岩化学作用在实际工程方面的应用。由于岩石力学-化学耦合过程相当复杂,目前的研究还处于探索阶段,对今后需要进一步研究的问题提出了建议。
  • NaCl污染土对Q235钢腐蚀的试验研究
  • 通过室内模拟试验,对不同含量的NaCl污染土进行基本物理性质、电阻率和氧化还原电位的测定,对比分析了NaCl污染土的含气率、电阻率、氧化还原电位与Q235钢质量损失率之间的变化关系。结果表明:随着NaCl含量的增大,土体的含气率、电阻率和氧化还原电位减小,Q235钢的腐蚀失重率随着含气率、电阻率和氧化还原电位的减小而增大。利用多元线性回归分析方法建立了Q235钢在污染土中的腐蚀失重率与含气率、电阻率、氧化还原电位的关系模型,该模型对工程中NaCl污染土中钢材的腐蚀机理与防护具有一定参考价值。
  • 地下储油库水幕系统连通性评价
  • 为确保地下水封石油洞库人工水幕系统的水封效果,必须掌握水幕系统中水幕孔间的连通性。以我国黄岛大型地下水封石油洞库工程为背景,在水幕孔现场压水试验和有效性试验的基础上,分析库区水幕巷道节理裂隙岩体渗透特性,提出了判断水幕孔间连通性的判别准则,并对地下储油库水幕系统的连通性进行评价。目前该判别准则已应用于黄岛地下水封石油洞库工程水幕系统连通性评价中,为洞库水幕系统动态设计提供依据,降低了工程施工成本。
  • 裂隙岩体化学注浆加固后力学性质及表征单元体的试验研究
  • 通过室内单轴压缩及剪切试验,分析了裂隙岩体注浆加固后不同试块的强度变形特征,并对注浆加固前后裂隙岩体的表征单元体(REV)进行了数值模拟研究。单轴压缩时,试样中注浆裂隙倾角不同,岩体失稳破坏呈柱状劈裂破坏、滑移-劈裂破坏及滑移破坏;随着注浆裂隙倾角α从0°增大到90°,裂隙岩体试样的单轴压缩强度呈先减小后增大的变化趋势;相比于未注浆裂隙试样,注浆有效提升了试样的单轴抗压能力,且当裂隙倾角0°〈α〈45°时,改善效果最为明显。通过剪切试验可以发现,岩体试样的剪切强度随裂隙与剪切面夹角β的减小而减小,且裂隙密度越大,试样强度越小。相对于注浆前,试样剪切强度能够得到一定提高,但夹角β较大时,提升效果不明显。注浆加固前后,该工程岩体REV尺寸分别约为5m和4m,注浆后裂隙岩体的REV相对变小,且REV的等效抗压强度及弹性模量与未注浆裂隙岩体相比均有一定程度的提高。研究结果表明,注浆作用改善了裂隙岩体的完整性,无论对室内试样还是实际工程岩体,都在一定程度提高了岩体的物理力学性质。
  • 高强高性能混凝土配合比优化设计
  • 为了得到适合于型钢混凝土组合结构的高强高性能混凝土的最优配合比,在满足耐久性、强度、工作性能及体积稳定性的基础上,对高强高性能混凝土配合比进行了优化设计。在保证高强高性能混凝土主要性能要求的前提下,基于试验分析确定其最小配合比范围。以最低工程造价为优化目标,提出高强高性能混凝土配合比优化设计的数学模型,通过Matlab软件编程求解有约束条件的线性优化问题,并验证了其可行性。结果表明:提出的数学模型是合理的,采用基于Matlab的优化方法降低了高强高性能混凝土的经济造价,具有一定的工程实用价值。
  • 混凝土断裂行为的损伤仿真模拟!
  • 应用基于能量耗散机制的各向异性损伤模型模拟Petersson切口梁试验,进行了软化曲线和网格尺寸参数的敏感性分析,研究了二者对计算精度的影响,以验证该损伤模型在模拟混凝土断裂行为方面的合理性。计算结果显示,软化曲线形状对计算获得的梁试件峰值荷载与峰值后响应影响显著,采用单线性曲线得到的峰值荷载比双线性情况高,其峰值后响应则比双线性情况下降快。粗、细网格计算的结构响应彼此接近,表明采用钝断裂带理论调整应变软化曲线的方法,能够部分消除网格尺寸对计算精度的影响。数值算例说明,采用基于能量耗散机制的各向异性损伤模型模拟混凝土损伤断裂行为,其计算精度能够满足工程要求。
  • 节段预制PC箱梁弯剪变形和开裂规律试验研究
  • 为探讨节段预制PC梁桥实际中存在的弯剪复合作用下梁体变形、破坏裂缝开展规律等问题,依据某实桥箱梁模型,按1∶10缩尺浇筑试件,进行破坏性试验研究。研究表明,节段PC箱梁在弯剪复合作用下,胶接缝张开破坏模式明显区别于整体浇筑混凝土梁体破坏模式。破坏主要发生在弯矩、剪力突变的节段接缝处,而两侧弯剪段完好。不同配束比梁体破坏模式差别也较大,配束较多梁体破坏出现节段间错动现象和顶板翼缘处斜裂缝,是裂缝张开后以剪切为主的弯剪破坏;而配束较少梁体顶板仅出现少量斜裂缝,但无明显错动,是以受弯曲为主的弯剪破坏。但两者弯剪破坏类型同属延性破坏。
  • 加入多维隔减震装置建筑结构的水平向与竖向综合优化
  • 介绍了振动台试验及多维隔减震装置,并对振动台试验进行了有限元模拟。通过有限元模拟和振动台试验得到的自振频率、加速度和层间位移反应的对比分析,证明了有限元模型的正确性。在此基础上,建立参数优化模型,利用遗传算法对多维隔减震装置进行了参数优化设计,并对装置参数取最优解和非最优解时结构的动力反应进行了对比分析,结果表明,优化分析后建筑结构的水平向加速度、水平向位移和竖向加速度均明显降低。
  • 基于改进层次模糊法的沥青路面坑槽修补技术评价
  • 目前国内外对于坑槽的修补技术较多,但是在具体的情况下如何进行养护决策尚未有好的解决方法。因此,如何在考虑费用、寿命、效率等因素的情况下对这些修补技术进行客观科学的综合评价就尤显重要。现有的养护技术评价方法存在着主观性较强、指标单一和指标取值不合理等问题,导致评价结果偏差较大。笔者综合了经济、社会、技术等方面的指标,在层次分析法的基础上,结合模糊数学和统计学法,建立了针对坑槽修补技术的改进层次模糊评价体系。运用该体系对坑槽修补技术进行优选,并与其他方法计算结果进行对比,结果表明该方法合理可行。
  • 沥青混合料疲劳自愈性多层次研究现状
  • 基于沥青具有自愈特性的事实,阐述了沥青自愈的定义、影响因素和增强措施。综述了前人对沥青自愈过程、模型以及评价方法的研究,并从多层次、单一材料到混合材料的角度,评述了矿粉、聚合物改性剂、细集料等对沥青自愈性能的影响。研究沥青混合料的自愈性能,对优化聚合物改性设计,延长沥青路面的使用寿命具有重要的意义。
  • 特长铁路隧道全年运行热环境模拟分析
  • 针对特长单线隧道,建立隧道内空气及围岩传热数学模型,采用有限体积法进行离散,并使用Matlab编写数值模拟程序。通过对隧道传热全年模拟分析表明:隧道内空气温度受外界气温、列车运行情况及围岩传热的影响,随全年不同季节外界气温的变化而产生一致变化,同时由于围岩蓄放热特性,围岩会反过来对空气进行加热或冷却,使隧道内空气温度的这种变化趋势产生滞后。
  • 引伸计刀口对低周疲劳数据影响的试验研究
  • 采用轴向应变控制方法,结合4种试验方案,在MTS809拉扭复合疲劳试验机上对18根试件进行拉压低周疲劳试验,对比研究引伸计刀口对低周疲劳失效位置、循环应力响应特征曲线、塑性应变能密度的影响以及消除引伸计刀口影响的最佳方案。结果表明:引伸计刀口对低周疲劳数据的有效性的确存在较大的影响,对试件存在一定的损伤。在试件与刀口接触处贴上透明胶是一种避免引伸计刀口损伤,提高试件有效利用率,并节约资源的有效办法。
  • 裂纹深度和裂纹开口位移的关系
  • 在工程应用中,疲劳裂纹的出现有时不可避免,研究裂纹深度d和名义裂纹开口位移NCOD(normalized crack opening displacement)之间的关系十分重要。从理论公式出发,发现了裂纹深度和裂纹开口位移之间的线性关系。通过实验对这一比例关系进行了验证。利用有限元软件Ansys对6组不同的裂纹模型进行了仿真模拟。在实际问题中,用仿真或者实验的方法可以计算出裂纹深度和名义裂纹开口位移之间的比例因子α,利用这种线性关系可估算出构件上肉眼不易观察到的裂纹深度值。
  • 环渤海陆源水污染输出分区研究
  • 为了解决陆源水污染影响海洋环境的空间界定问题,提出了层级嵌套的多尺度陆源水污染输出分区方法,应用ArcHydro Tools结合30m水平分辨率DEM数据与矢量河网数据完成了环渤海地区多尺度的陆源水污染输出分区。结果显示:基于已知河网的流域提取方法结合高分辨率DEM数据能够很好地解决平原地区河网提取及流域提取的问题;流域分区单元覆盖了陆源水污染来源的主要空间范围,决定了陆源水污染影响海洋环境的重点位置;近岸区域也是陆源水污染影响海洋环境的重要区域,通过将近岸区域划分为多尺度的流域分区单元及岸线分区单元,近岸陆源水污染影响海洋环境的核心位置逐步明确;多尺度的流域分区单元和岸线分区单元具有层级嵌套的边界关系。
  • 基于改进SWAT模型的滹沱河上游流域重金属模拟初步研究——以Zn为例
  • 以流域水文模型SWAT为基础,初步构建了重金属在流域中迁移转化过程的模拟模块,包括重金属源输入、土壤中的迁移转化、河流和水库中随水沙的迁移过程。重金属化学形态按照液相水溶态和络合物结合态、固相活泼态和不活泼态设定,在水文过程中主要考虑前3个形态之间的平衡。应用该重金属模块对滹沱河上游流域中Zn的迁移转化进行了模拟,主要考察了典型半湿润半干旱区流域中"春末夏初持续干旱、汛期集中降水"的季节性特征加强时Zn流域输出变化。结果显示,在"加强系数"不超过1.1的条件下,Zn的出流量增加不会超过1个数量级。本研究为全球环境变化背景下重金属扩散所导致的环境风险的定量化研究打下一定基础。
  • 码头结构对波高分布的影响
  • 结合广东省平海电厂码头工程建设,开展波浪整体物理模型试验,对工程码头、防波堤及护岸设计波要素,码头上水和港内波高分布进行了测定。分析了防波堤的掩护效果以及航道开挖对波浪传播的影响。根据工程不同码头结构及平面布置方案中的试验结果,分析不同码头结构对港域波高分布的影响,从而确定最优化的工程方案,为港口工程的设计、建设提供科学依据。
  • 散体材料内部振动能量衰减的细观模型
  • 基于水平振动荷载下砂石层的实验,对砂石层内部颗粒动力响应开展了细观研究。运用随机理论分析了沿深度方向能量快速耗散的变化规律,指出能量耗散的主要原因是散射和剪阻,推导出水平振动下颗粒动力响应的概率模型。结果表明,建立的模型与实验结果较为吻合,反应了在水平振动力的作用下,振动能量可通过散体材料内部的颗粒移动耗散的特点。
  • 点坝内部构型控制的剩余油分布物理模拟
  • 针对复合曲流带点坝砂体,采用水驱油物理模拟的手段,旨在模拟复合曲流带点坝内部泥质侧积层控制的剩余油分布模式。模拟结果显示,侧积层水平间距、垂向渗透率级差、注水方式对点坝内部剩余油分布控制作用明显。总体上,剩余油富集于点坝侧积体中上部,尤其在无井控制的侧积体更为富集;侧积层水平间距越大,注入剂回流作用越强,采出程度越大,而侧积层水平间距越小,剩余油越富集。在沿侧积层倾向注水时,对于有井网控制的侧积体,逆侧积层倾向注水时侧积体水洗程度较低,剩余油相对富集。点坝储层垂向上渗透率级差越大,点坝底部优先水洗越明显,采出程度越小,剩余油越富集;实验得到的剩余油分布模式可指导相似油田曲流河点坝储层剩余油挖潜。
  • 水电开发企业组织设计
  • 基于伙伴关系理论,提出了影响水电开发企业组织设计八要素,并根据实地调研结果,通过排序、相关性分析和聚类分析揭示了各要素的重要性和相互关系,及其在水电开发企业组织设计中的作用机理。证实了水电开发企业的组织结构和业务流程应根据外部环境(其他利益相关方)和企业的战略目标需要来设计,而不能局限于单一组织的内部资源配置。典型性分析结果显示,组织间联系能力可以作为所有要素的典型性指标,水电开发所需资源能否在项目相关组织间高效和快速地流动很大程度上反映出其他要素在组织设计中的作用。
  • 济南南部山区东片保护和发展规划探索
  • 通过归纳济南南部山区东片相对封闭的社会状况,相对滞后的经济发展,相对脆弱的生态环境,相对分散的空间形态等发展特征,分析其空间演变的动力机制。提出总体分散、局部集中的城乡空间,系统整体的生态空间,总量控制、区域整合的休闲空间等保护和发展规划策略。探索适合济南南部山区东片保护和发展的分级分类差异化生态保护,生态产业为主体的产业优化等对策,以期促进济南都市区经济、社会、生态的全面、协调、可持续发展。
  • 边坡坡面流-渗流耦合冲蚀的模型实验(谢立全 刘纯嘉 梁鑫 顾诗意)
    宁波软土物理力学参数概率分布及相关性研究(郑轶轶[1] 朱剑锋[2] 刘干斌[2] 贾波[2])
    定向对接连通井造腔可行性分析(蒋翔 姜德义 陈结 任松 易亮)
    红壤丘陵区土壤渗透性及其受植被影响分析(魏玲娜[1,2] 陈喜[2] 程勤波[2] 黄远洋[2])
    拉拔作用下端部扩大型锚杆锚固段受力分析(崔向东 贺武斌)
    基于Matlab对强夯法处理黄土湿陷性的微观结构研究(苗得雨 马富丽 王敏 白晓红)
    岩石力学-化学耦合效应研究进展(姚华彦[1,2] 吴平[1,2])
    NaCl污染土对Q235钢腐蚀的试验研究(王海杰[1] 齐园园[1] 韩鹏举[1,2])
    地下储油库水幕系统连通性评价(李树忱 平洋 冯丙阳)
    裂隙岩体化学注浆加固后力学性质及表征单元体的试验研究(胡巍 隋旺华 王档良 马路兴)
    高强高性能混凝土配合比优化设计(郑山锁 赵鹏 商效瑀)
    混凝土断裂行为的损伤仿真模拟!(龙渝川[1,2] 何明胜[2])
    节段预制PC箱梁弯剪变形和开裂规律试验研究(袁爱民 程磊科 周元华 吴闻秀 程宏斌)
    加入多维隔减震装置建筑结构的水平向与竖向综合优化(赵慧义[1] 徐赵东[1] 曾晓[2] 时本强[3])
    基于改进层次模糊法的沥青路面坑槽修补技术评价(张驰 周博闻)
    沥青混合料疲劳自愈性多层次研究现状(杨军 龚明辉 王征)
    特长铁路隧道全年运行热环境模拟分析(袁艳平[1] 雷波[1] 马国川[2] 曹晓玲[1])
    引伸计刀口对低周疲劳数据影响的试验研究(罗云蓉[1,2,3] 王清远[3] 付磊[1,2] 黄茂菲[1,2] 唐克伦[1,2])
    裂纹深度和裂纹开口位移的关系(周恒 乐京霞 董岩 易欠 黄浩)
    环渤海陆源水污染输出分区研究(康敏捷 栾维新 王辉 赵冰茹)
    基于改进SWAT模型的滹沱河上游流域重金属模拟初步研究——以Zn为例(何寿亮 孟耀斌 逯超)
    码头结构对波高分布的影响(林尚飞 严士常 郑金海)
    散体材料内部振动能量衰减的细观模型(蒋红英[1] 鲁进步[1] 慕青松[2])
    点坝内部构型控制的剩余油分布物理模拟(岳大力[1] 吴胜和[1] 温立峰[2] 赵俊威[3])
    水电开发企业组织设计(王姝力[1,2] 唐文哲[1,2] 强茂山[1,2] 漆大山[1,2])
    济南南部山区东片保护和发展规划探索(熊国平[1] 程亚午[1] 徐武[2])
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