堆石混凝土抗压强度影响因素细观分析

为了研究影响堆石混凝土强度的因素,本文建立了堆石混凝土的二维颗粒离散元模型,分析块石分布形态、自密实混凝土强度、以及块石和自密实混凝土的胶结强度等因素对堆石混凝土强度的影响。细观数值计算结果表明,块石的分布形态对堆石混凝土强度有重要影响,当块石在受力方向能够独立承受荷载作用时,堆石混凝土试件的抗压强度较高,反之,强度较低。胶结面强度对堆石混凝土的强度也有一定影响,随着胶结面强度的增加,其抗压强度有所增加。自密实混凝土强度显著影响堆石混凝土单轴抗压强度,自密实混凝土强度越高,堆石混凝土的强度越大,但当自密实混凝土强度增加一定值后,堆石混凝土抗压强度趋于定值,而主要由胶结面强度和块石分布形态确定。     

堆石混凝土流动填充与温升过程原型监测北大核心CSCD

自密实混凝土在堆石体复杂空隙中的流动填充过程隐蔽性高,难以科学量化评价堆石混凝土的填充效果。本文依托石坝河水库开展了堆石混凝土原型监测试验,通过在典型仓截面的不同点位布设温度传感器,并实时测量混凝土液面高度、跟踪浇筑点位置、记录混凝土覆盖测点时刻,绘制出了不同时刻的混凝土自由液面线。试验结果发现,自密实混凝土的横向自流填充能力非常强,当浇筑点距离截面17 m时已有混凝土流过截面;伴随混凝土浇筑填充过程,截面上下游的自混凝土液面高度基本保持着匀速上升的趋势;沿坝轴线防渗层内的混凝土液面斜率Is约0.06,截面处的上下游液面斜率约0.03~0.08,按理论计算得到的堆石体空隙阻滞系数η约65~173;分析浇筑期温度监测数据,发现堆石体与密实混凝土混合后能很快由最初的非均匀温度分布,达到相对均匀的温度场。本文通过原型试验同步研究堆石混凝土流动填充与温升过程,对后续科学评价密实性与细观温度有重要意义。     

水下堆石混凝土可行性研究

本文结合堆石混凝土技术和水下不分散混凝土技术,开展水下堆石混凝土试验研究。首先根据水下浇筑混凝土的特点,设计了进行水下堆石混凝土浇筑所需要的专用自密实混凝土配合比,采用水下浇筑模拟方式,完成了尺寸为500mm×500mm×500mm的水下堆石混凝土大试块浇筑试验。试验成果说明：完成的水下堆石混凝土试块密实度好,水陆强度比大于70%,且轴心抗压强度值达到29MPa,验证水下堆石混凝土技术的可行性。本文为水下堆石混凝土技术的进一步发展奠定试验基础。     

考虑分层填充的非均质堆石混凝土温度研究

为了研究堆石混凝土早龄期温度的非均匀时空分布特征，本文开发了考虑自密实混凝土分层填充和离散堆石颗粒体的非均质材料温度仿真方法，并结合石坝河水库的原型监测试验开展温度变化规律研究。结果发现，初始状态浇筑填充期的非均匀入仓温度，几个小时内即可完成混合均匀过程；早龄期第二阶段为堆石体与自密实混凝土的共同温升过程，约2～3天时间，而堆石辅助吸热的温升幅度与速率低于自密实混凝土的；之后堆石混凝土整体温度趋向均匀稳定，并缓慢下降。浇筑仓不同区域的堆石率略有差异，堆石率越高的地方平均温度越低；靠近钢模板的上游防渗层与下游三角区域几乎无堆石，夏季施工时温度峰值及温度梯度较高，要引起工程重视；上仓混凝土浇筑对下层仓浅表层的“二次温升”影响约6℃，深度1.0 m以下的区域影响很小；若仓面浇筑期短，采用均质堆石混凝土模拟施工期温度是高效的替代方案，但要合理选择等效入仓温度和等效绝热温升值。     

堆石混凝土综合性能的研究现状

堆石混凝土是将专用自密实混凝土充填到堆石体,形成结构紧密的混凝土,具有综合成本低、施工简单快速、低碳环保等优点,适用于水利、水电、公路、铁路与港口等行业的混凝土工程,目前在国内已有大量的工程应用。近年来对堆石混凝土的综合性能进行了一系列的试验研究和数值分析,本文从热学性能、力学性能、长期与耐久性能等方面对堆石混凝土各项性能的研究进行了总结,就其综合性能进行了分析,并提出了进一步研究的问题。     

一种计算颗粒入渗深度的反滤料孔隙模型

为进一步理解反滤系统渗透侵蚀机制,预测流失颗粒在反滤料中的分布情况,本文提出一种人工填料处于密实状态的反滤孔隙网络模型,分别与文献中的2种反滤孔隙模型计算被保护土颗粒进入反滤层的入渗深度值及数值模拟方法进行对比分析,并通过工程案例进一步验证了新模型的可行性与适用性。结果表明,3种孔隙模型预测的入渗深度值中,Locke and Indraratna模型的值最大;当被保护土颗粒通过孔隙通道的概率较小时,新模型计算值小于Silveira模型的值;随着被保护土颗粒通过概率增加,新模型逐渐大于Silveira模型的计算值。新模型与Zou的数值模拟预测的最大入渗深度随着特征粒径比D15/d85的不同,其变化趋势相同;但受Zou数值模拟过程中土样尺寸及入渗时间的限制,尤其在特征粒径比接近或大于4（反滤准则临界值）时,两种方法预测结果差别较大。当反滤料级配设计包线确定后,孔隙模型为反滤层设计提供了一种新途径。     

高温还原性条件下煤焦孔隙结构的变化规律

研究了在高温还原性条件下煤焦的孔隙结构的变化规律。煤焦的制备在携带流反应器(entrained flow reactor,EFR)中进行。EFR能够模拟实际煤粉炉火焰区的温度和气相环境。氮气吸附和扫描电镜被用来描述煤焦的结构。由于高温还原性的气氛,气化反应对煤焦颗粒的孔隙结构和形态的影响不可忽略。根据孔隙结构和分形的分析,比表面积、孔容积、平均孔径和分形维数都有相同的变化趋势,并且煤焦的比表面积的变化可以归因于微孔的形成和变化。尽管如此,由于各种因素的存在,煤焦结构的变化规律是很复杂的。扫描电镜的照片显示了煤焦颗粒的不同形态是由于不同的煤显微组织和碳转化率。     

牵引变压器中运动金属颗粒群的分布状态及影响因素仿真研究

针对牵引变压器油中金属颗粒群引起的放电问题,以Fluent软件为计算工具,采用固–液两相流理论中的Euler-Lagrange方法模拟牵引变压器内部油道中运动金属颗粒群的分布状态。用标准k-ε(k为湍动能,ε为湍能的耗散率)湍流模型对流动的变压器油进行描述,同时用颗粒轨道模型对油中金属颗粒群进行描述。在对颗粒轨道模型进行定义时,从颗粒受力情况、颗粒湍流扩散以及固–液两相耦合3方面进行设置,从变压器油中金属颗粒尺寸、油流速度和油道电场强度等方面进行精确定义。模拟结果表明:流动状态下金属颗粒群沿牵引变压器油道运动时,其运动分布状态决定了金属颗粒与电极之间的碰撞频次,且颗粒尺寸的增大、油流速度的减小及油道电场强度的增大都会使局部放电更加剧烈。金属颗粒群的分布状态会影响流动变压器油的绝缘性能。     

二氧化锰的物理、化学性质与其电化学活性的相关(3)

3.7 孔径与孔隙率 二氧化锰的表面积与其多孔结构密切相关,而多孔结构又非绝对固定的,有时甚至是同一家工厂生产的EMD,孔结构也不相同.孔径是多孔结构的主要参数[47].根据孔径的大小,可以将孔隙分为3类:微孔EMD,即孔径小于10.0 nm;把孔径为10.0～30.0 nm的称为间隙孔EMD,这类微孔属颗粒间的孔隙;还有一类EMD的孔径大于30.0 nm,称为大间隙孔EMD.没有孔结构数据的比表面积不能作为定量评价EMD的依据.M.R.Tarasevich等[48]认为,表面积相同(如30 m2/g)的两种EMD,在其他条件相同的情况下,微孔EMD比间歇孔EMD的放电性能差得多.他们认为电解液能否进入微孔中,是放电性能的主要决定因素.可通过测定接触角,判断电解液能否进入微孔.用水与辛烷作润湿液,测得接触角为45°.在其他条件下作类似处理,其接触角趋于90°,这表明孔隙中有可能完全是疏水的.     

发供电技术信息

高密实粉煤灰混凝土的配制与性能研究〔刊 ,中〕/李　政刘娟红 / /粉煤灰综合利用 .2 0 0 3,( 3) .16 - 18探讨了高密实粉煤灰混凝土的配合比设计方法。依据骨料密实堆积观念 ,利用粗细骨料与粉煤灰按照大小粒径致密堆积在一起 ,获得混凝土中骨料间的最小空隙 VV,再利用VV 来控制混凝土中的浆体用量 VP,从而减少混凝土中的水泥用量和单位用水量。高密实粉煤灰混凝土由于其骨料颗粒搭配情况良好 ,堆积密实 ,有助于减少骨料间的滑动阻力 ,在高效减水剂作用下 ,能拌制出高流动性、易泵送的混凝土。同时 ,只需少量水泥浆 ,通过骨料间传递应力…     

抽水蓄能电站侧式进/出水口流量分配研究

对于抽水蓄能电站侧式进/出水口流量分配,规范规定进/出水口相邻中边孔道的流量不均匀程度不超过10%,但实际工程设计难以达到此要求。本文以某抽水蓄能电站上水库侧式进/出水口为例,通过改变进/出水口各体型参数,利用三维紊流数学模型,重点研究了扩散段分流墩中边孔道宽度比、扩散段分流墩中墩墩头位置、扩散段长度等体型参数对各孔流量分配的影响。研究表明,对于4孔流道的侧式进/出水口,调整扩散段分流墩中边孔道宽度比、中墩墩头较边墩墩头缩进距离、扩散段长度,能有效改善流量分配不均匀程度,但相邻中边孔道的流量不均匀程度较难满足小于10%的要求。其他体型参数,例如圆变方渐变段长度,对流量分配不均匀程度的改善作用较小。研究成果对侧式进/出水口的设计具有指导意义。     

双尺度二阶矩颗粒湍流模型和提升管内稠密两相流动的模拟

稠密气固两相流动是当前国际上的研究热点,常常采用将颗粒湍流模型和反映颗粒碰撞作用的动力学模型叠加的办法来构造稠密两相流动的湍流模型。但是，对颗粒湍流模型，国内外尚没有进行双尺度湍流模型的研究。该文基于将颗粒脉动分成湍流引起的大尺度脉动和颗粒间碰撞产生的小尺度脉动的概念，建立了一种新的双尺度二阶矩颗粒湍流模型，并对提升管内的稠密气固两相流动进行了模拟。所得颗粒浓度及速度分布和实验数据吻合较好，能揭示出提升管内的环-核流动结构。该模型的结果比单尺度二阶矩两相湍流模型的结果有所改进。     

考虑温度变化和长期变形的面板堆石坝模拟

面板裂缝是影响混凝土面板堆石坝安全和性能的关键因素之一。本文基于ABAQUS软件,开展了堆石体长期变形与混凝土水化热、时空不均匀分布温度场边界施加等二次开发,以老挝某混凝土面板堆石坝为研究对象,研究了堆石体长期变形、混凝土水化热、环境温度变化的联合作用机制。分析了堆石体长期变形量值、面板浇筑时间过程、环境温度数值和分布模式等对面板应力变形的影响,揭示了混凝土浇筑后早期水化热温升和环境温度影响导致面板表面较大顺坡向拉应力是面板大量早期水平裂缝的主要原因;同时也发现,即使对于浇筑后较长时间,考虑温度变化情况下计算出的面板拉应力也高于不考虑温度变化情况。计算分析可为面板浇筑时机选择,面板温度裂缝、变形裂缝分类防控等提供技术依据。     

污水自吸泵固体颗粒的流动及分布规律研究

为了研究不同颗粒直径下污水自吸泵内固体颗粒的流动及分布规律,以65ZW30-40污水自吸泵为研究对象,基于Mixture多相流模型和RNG k-ε湍流模型,对污水自吸泵全流体域进行了固液两相流数值模拟分析。随颗粒直径的增加,泵的扬程和效率逐渐下降,当颗粒直径d = 0.20 mm时,扬程下降13.76%,效率下降12.14%,泵的性能显著变差。同时,分析了不同颗粒直径下自吸泵内固体颗粒的分布情况。结果表明：固体颗粒主要分布于叶片吸力面尾缘,泵体外缘以及回流孔底部区域。研究进一步揭示了当回流孔尺寸较大时,泵内颗粒分布较均匀,回流孔尺寸较小时,颗粒主要分布于回流孔两侧,叶片尾缘及叶片出口靠近压水室的区域,随回流孔尺寸的增大,颗粒体积分数较大的区域向压水室侧迁移,回流孔中心区域颗粒体积分数逐渐减小。     

颗粒相双尺度湍流模型及其在提升管稠密两相流中的应用

稠密两相流动是当前国际上的研究热点,大多数湍流模型都基于单个时间尺度及长度尺度,然而实际的湍流脉动包含了很宽的涡旋尺度范围及时间尺度范围。为了较合理地模拟湍流脉动及其所造成的各向异性,基于多尺度概念,该文建立了颗粒相的双尺度湍流模型,包括颗粒相大尺度脉动湍动能方程,小尺度脉动湍动能方程,大尺度脉动能量传递率方程,小尺度脉动耗散率方程等。利用该模型对循环流化床提升管内的稠密气固两相流动进行了数值模拟,所得颗粒浓度及速度分布和实验数据吻合较好,该模型的结果较kf-ef-kp-ep-q两相湍流模型的结果有所改进。     

回料阀内气固两相流动特性的数值研究

为揭示回料阀内的负压差粘性滑移流动特性,基于浓相颗粒动力学理论,建立欧拉-欧拉模型对回料阀内的气固两相流动进行数值模拟研究,通过改变回料阀流化风和松动风风速、颗粒循环流率及回料腿出口背压等条件,详细分析了各工况下回料阀内的颗粒浓度分布、压力分布及气体反窜特征等,揭示了回料阀中的气固两相流动结构和变化特点。结果表明,回料阀中存在气体反窜现象;流化风和松动风风速越高,形成的气泡越多,气体反窜率越大;增加颗粒循环流率,颗粒携带气体现象更显著,气体反窜率减小;每增加返料腿出口背压1 000 Pa,料高增加约0.06 m,逆压差流动阻力增加,气体反窜率增加。     

光滑矩形明渠二次流特性研究

明渠中二次流的存在影响了流速和能量的分布,本文利用高分辨率粒子图像测速系统（PIV）,对光滑明渠中二次流的特性进行研究。考虑到明渠紊流具有对称性,对二分之一水槽内的水流参数进行了测量。由于宽深比的变化对二次流有直接影响,取宽深比从3.75到7.5,研究急流条件下二次流结构和强度的变化,以及雷诺应力沿垂线分布的变化规律。结果表明：横断面内存在多个二次流涡结构,其个数和强度受到宽深比的影响;紊动能分布和二次流之间关系密切;流向速度分布存在最大流速下移现象,下移点位置和宽深比以及测线到壁面的距离有关,符合经验公式计算结果;水槽中心处雷诺应分布不受宽深比的影响,但是受到流速梯度的影响。     

矩形截面流化床内颗粒运动可视化试验研究

将高速摄影和颗粒图像测速(PIV)技术结合，以空气作为流化介质，0.1~0.65mm透明玻璃珠为床料，对不同截面风速下矩形截面流化床内过渡区和稀相区的颗粒速度分布进行了分析。试验表明：过渡区截面突变造成颗粒的运动流场发生偏转，颗粒横向运动明显增强；稀相区的出口效应和矩形截面的角落效应对截面上的颗粒速度分布有重要影响。越靠近出口颗粒的横向运动越剧烈。出口效应对颗粒横向速度分量的影响要大于对轴向速度分量的影响，横向速度分量是影响稀相区颗粒宏观运动规律的主要因素。截面风速增大，使得测试区域的颗粒速度分布的不均匀性加剧。为减小锅炉磨损，对截面突变区域要使用圆滑过渡，减少不规则区域的存在；选择合理的出口结构和截面风速，同时要考虑角落防磨。     

新型旋流煤粉燃烧器出口区域气固两相流场的PDA实验研究

针对电站锅炉燃用煤种和负荷多变的问题,提出一种新型的旋流燃烧技术,即利用在一次风管中加装浓缩构件实行煤粉浓淡分离的浓淡旋流燃烧器。采用三维相位多普勒颗粒分析仪（ＰＤＡ）对浓淡旋流燃烧器和双调风旋流燃烧器出口区域两相流场进行了实验研究,得出了两种燃烧器几何结构下气固两相流场和浓度场的分布规律,并且进行了理论分析,证明了浓淡燃烧的优越性。     

旋流排沙渠道体型优化的正交数值试验方法和应用

为优化多泥沙河流引水渠道内的泥沙级配,实现泥沙分选的效果,提出了一种新型旋流排沙渠道。基于数值模拟与模型试验结果,采用正交数值试验方法,以分流比与排沙洞典型断面的流速为目标函数,优化了旋流排沙渠道的关键体型参数,对比分析了体型优化前后旋流排沙渠道的水沙特性。结果表明,正交数值试验设计能有效提升结构的优化效率,获得具有良好性能的旋流排沙渠道。当渠道来流量为30 L?s-1时,优化体型的排沙耗水量较原体型减小21.5%,分流比减小4.6%,排沙洞出口断面最大流速增大10.8%,水流的挟沙能力增强,在排沙洞内形成更有利于泥沙运动的旋转水流条件;体型优化前后的旋流排沙渠道对粒径为0.075 ~ 3.0 mm泥沙的总体截沙率分别高达90%和88%,表明旋流排沙渠道具有良好的排沙特性,且优化体型排沙洞内的泥沙淤积量较原体型减小61.8%。本成果可为这种新型旋流排沙渠道体型优化和其在引水渠道等工程中的应用提供参考。