考虑固-液接触角影响的粗颗粒间液桥毛细力计算方法

从土颗粒间形如液桥的水分毛细力认识和解释非饱和土的水力特性日趋为土力学界所关注。为研究固-液接触角对粗颗粒间液桥毛细力的影响,将粗颗粒简化为一对不等径球体颗粒,假定液桥的形状为圆环且不考虑颗粒重力和浮力的影响,结合液体被粗颗粒完全和不完全浸润两种情况提出了考虑固-液接触角影响的液桥毛细力联合迭代算法。随后研究了固-液接触角、液桥体积和颗粒半径比对毛细力与颗粒间距的无量纲关系的影响。最后利用已有文献中考虑固-液接触角时不等径球体颗粒间液桥的毛细力实测值对该算法进行了验证,通过计算液桥毛细力预测值与实测值之间的均方根误差发现联合迭代算法在表征液桥毛细力与颗粒间距关系时优于已有公式。     

不等径湿颗粒与液桥相互作用的微观水力特性

从土颗粒的微观尺度认识和解释非饱和土的基本性质已成为土力学界日益关注的课题之一,将非饱和土作为湿颗粒材料来研究湿颗粒与液桥的相互作用更易认识其内在的微观水力特性。为研究一对不等径湿颗粒间形成液桥时表现的微观水力特性,用相应的光滑球体颗粒的间距描述颗粒表面的粗糙度,假定液桥的形状为圆环且不考虑颗粒重力和浮力的影响,提出了表征这对湿颗粒与液桥相互作用的理论模型。随后研究了液桥体积和毛细作用力与基质吸力、颗粒半径比、固-液接触角、颗粒表面粗糙度的无量纲关系,而且分析了干燥条件下颗粒间液体和液体蒸汽间的平衡关系。最后利用已有文献对球体颗粒间液桥的毛细作用力实测值验证了该模型在表征液桥毛细作用力与颗粒间距关系时的有效性。     

不等径湿颗粒与液桥相互作用的微观水力特性

从土颗粒级的微观尺度认识和解释非饱和土的基本性质已成为土力学界日益关注的课题之一，将非饱和土作为湿颗粒材料来研究湿颗粒与液桥的相互作用更易认识其内在的微观水力特性。为研究一对不等径湿颗粒间形成液桥时表现的微观水力特性，用相应的光滑球体颗粒的间距描述颗粒表面的粗糙度，假定液桥的形状为圆环且不考虑颗粒重力和浮力的影响，提出了表征这对湿颗粒与液桥相互作用的理论模型，不仅研究了液桥体积和毛细作用力与基质吸力、颗粒半径比、固―液接触角、颗粒表面粗糙程度的无量纲关系，而且分析了干燥条件下颗粒间液体和液体蒸汽间的平衡关系。最后利用已有文献对球体颗粒间液桥的毛细作用力实测值验证了该模型在表征液桥毛细作用力与颗粒间距关系时的有效性。     

球形颗粒干湿循环过程中的液桥作用规律

大量研究表明干湿循环过程对土体结构的影响与液桥的作用规律密不可分.运用由人工合成材料构建的细观二维物理模型进行试验探究实际土体水分变动过程中的细观液桥作用规律.细观试验模型分别设计了"颗粒群"及"单颗粒"两种,并通过高速摄像机记录玻璃珠在吸湿、脱湿过程中的等时间间隔运动轨迹,以此反演干湿循环过程中液桥力的变化规律."颗...     

不同含液量下颗粒间液桥力及形态的试验研究

对液桥力的研究有助于从根本上揭示非饱和土持水特性的内在机理。以等径球体颗粒间的液桥为研究对象,利用纳米多功能试验机及CCD数码相机分别测量并记录了三种粒径、六种含液量下液桥拉伸过程中力值及形态的变化,并将试验结果与理论计算结果进行对比,同时对不同类型液桥拉伸曲线产生的原因提出了猜想。结果表明:液桥力-位移曲线可以分为上升段、平稳下降段以及突然跌落段三部分;不同含液量下液桥的初始形态不同,钟摆状液桥主要出现在饱和度较低且重力影响可以忽略的条件下,随着饱和度的增加液桥初始形态变为圆柱状以及外凸状;最大液桥力与粒径及含液量成正比,断裂距离与含液量成正比与粒径成反比,且粒径对最大液桥力以及断裂距离的影响更为显著;不同研究者观测到的两类液桥力-位移曲线可能是试验初始点不同导致的。     

土颗粒粒径分维值与土的粘聚力的关系

文章从分形的角度出发,利用原生土具有分形结构的性质,建立了土颗粒径分维和土颗粒组成的关系。通过分析土粘聚力的实质,从理论上推导土的粘聚力与土颗粒分维值之间的关系,并通过实验资料对其进行验证。实验资料表明,随着土的分维值的增大,土的粘聚力增大。     

液桥自由面计算

本文提出一个求解三维平衡自由面的算法：适当选取自由面的参数表达式，利用现成的非线性优化程序，计算出上下有两个固定的液界面、其间流体体积一定的不可压缩“液桥”。几个算例表明：本算法计算效率高，结果与物理实际吻合。     

高坝洲升船机桥机主梁吊装的水平力分析计算

高坝洲升船机主机室630 kN/2×100 kN桥机主梁采用卷扬机吊装,定滑轮固定在主机室两侧混凝土主柱顶端,在吊装主梁时,混凝土主柱将承受水平力,需要复核其强度;提出了吊装主梁时主梁在不同位置情况下混凝土主柱所受水平力的计算公式,并对主梁吊装提出建议。     

固液两相湍流和颗粒磨损的数值模拟

基于两流体模型，建立了固液两相流中更一般的Ｋ－ε双方程湍流模型，模化了固相和液相的连续方程，动量方程及Ｋ方程和ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间的滑移，颗粒间的作用及相间作用，使用本文所建立的流模型和粒磨损模型，可 液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率，本文给出了一水轮机导叶在含沙水流中的过流特性及磨损情况的数值模拟，预测结果与实验结果比较一致。     

剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响规律研究

为了确定剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响,通过直剪试验研究了素土和不同配比轻量土在剪切速率为0.02,0.1,0.2,0.8,2.4 mm/min时的抗剪强度特性。试验结果表明：轻量土的剪应力-剪切位移关系曲线中存在硬化型和软化型两种形态,主要受EPS颗粒掺入比、水泥掺入比、法向应力的控制,素土的剪应力-剪切位移关系曲线形态为硬化型。剪切速率越大,试样达到破坏或稳定阶段历时越短。不同剪切速率下,轻量土的抗剪强度包线多为折线型,与传统结构性土体包线类似。作为一种结构性土体,配比对轻量土抗剪强度的影响是决定性的,抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随水泥掺入比的增大、EPS颗粒掺入比的减小而增大。剪切速率对轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角影响较小,对素土影响较大。随着剪切速率增大,轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角变化幅度较小,无显著变化规律,素土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角逐渐减小。     

桩墩壅水数值计算方法

利用已有的物理模型试验成果,建立平面二维水动力数值模型,对桩墩的壅水进行计算,探讨几种紊动黏性取值方式对壅水计算的影响。研究结果表明:桩墩壅水的计算值与实测值吻合较好,验证了数学模型的合理性;利用选取常量、控制计算单元Peclet数以及应用Smagorinsky方程等3种紊动黏性取值方式均可以成功地进行壅水计算,其中以Smagorinsky方法最优。     

混凝土斜拉桥索力优化与合理施工状态研究

以石家庄市仓安路斜拉桥施工过程为研究背景,采用有限元分析软件ANSYS,实现了斜拉桥施工过程的模拟计算。研究在施工过程中以约束正装迭代法进行索力优化与合理施工状态确定的问题,建立各次张拉索力值与成桥状态控制参数之间的关系矩阵;以最小二乘法原理对施工过程中张拉索力值进行修正,通过迭代消除不闭合问题,从而可使施工索力得到优化,实现预先设定的成桥内力;并根据正装迭代过程中结构线形的变化,求出各个梁段在施工过程中合理的立模标高,从而为施工控制提供可靠的科学依据。     

考虑节点域和剪切变形影响的高桩码头横向排架的内力计算

港口码头基桩数量的越来越多,导致了高桩码头中桩帽尺寸和梁的高跨比逐渐加大．本文针对高桩码头横向排架平面计算中的这一问题,提出了考虑节点域和剪切变形影响的计算方法．     

某桥墩冲刷计算分析及防护措施

通过对特大桥桥墩冲刷影响进行计算分析,说明桥墩的布设加剧水流冲刷会对河床及河道两岸的堤防安全造成一定的影响,并提出了具体防冲刷保护措施。     

非均匀流场中变速运动颗粒所受Basset力的性质及其数值计算

本文对固液两相流动研究中颗粒所受Ｂａｓｓｅｔ力的性质不明确性进行了深入探讨．首先导出了Ｂａｓｓｅｔ力的表达式．然后应用典型基函数试验法对其性质进行了解析，最后研究了Ｂａｓｓｅｔ力的数值计算方法，并应用于计算颗粒在二维垂直平面射流驻点附近区域的运动．     

均匀湿颗粒材料边界滞回持水曲线的物理模型

非饱和土持水特性的滞回机理是土力学界的热点问题之一。将非饱和土看作“湿颗粒材料”并以“颗粒—系统”为视角更易认识其持水特性的滞回机理。以均匀湿颗粒材料为研究对象，用轴对称圆锥形孔隙内水分的充填和排出过程来模拟边界增、减湿过程，提出一种物理模型以描述其滞回特性的物理内涵，并利用已有文献中3种砂土和2种含黏砂土的持水试验结果验证了该模型在表征均匀湿颗粒材料边界滞回持水曲线时的有效性。该模型的优点在于不仅对同种均匀湿颗粒材料滞回的边界减、增湿持水曲线可采用同一组具有物理意义的参数模拟，而且可反映孔隙水内封闭气泡对持水曲线的影响。     

均匀湿颗粒材料边界滞回持水曲线的物理模型

非饱和土持水特性的滞回机理是土力学界的热点问题之一。将非饱和土看作“湿颗粒材料”并以“土-颗粒-系统”为视角更易认识其持水特性的滞回机理。以均匀湿颗粒材料为研究对象,用轴对称圆锥形孔隙内水分的充填和排出过程来模拟边界增、减湿过程,提出一种物理模型以描述其滞回特性的物理内涵,并利用已有文献中3种砂土和2种含黏砂土的持水试验结果验证了该模型在表征均匀湿颗粒材料边界滞回持水曲线时的有效性。该模型的优点在于不仅对同种均匀湿颗粒材料滞回的边界减、增湿持水曲线可采用同一组具有物理意义的参数模拟,而且可反映孔隙水内封闭气泡对持水曲线的影响。