大直径等截面桩与扩底桩的承载特性研究

基于荷载传递法和广义双曲线函数,建立了大直径扩底桩的单桩解析模型。利用ABAQUS软件建立等截面桩与扩底桩的有限元分析模型,土体用Mohr-Coulomb本构模型,桩体采用弹性模型,在桩土接触面间设立接触对。分析了桩底沉渣、扩底高度和扩底直径对大直径等截面桩与扩底桩承载特性的影响,得出桩身轴力、桩侧阻力和桩顶沉降等变化规律。结果表明,扩底桩可明显提高承载力并减小桩顶沉降;工程应用中应尽量减少桩底沉渣厚度。     

黄土中扩底长桩的竖向承载性状分析

对置于黄土层中并支承在粉质黏土层的人工挖孔扩底长桩进行了现场静载试验,量测了每级荷载作用下桩顶沉降s和桩底沉降sb,据此分析了扩底长桩的竖向承载性状.指出扩底长桩的受力机理明显不同于扩底短桩,与置于黄土层的扩底超长桩承载性状基本相同,其极限承载力以侧阻力为主,具有显著的端承摩擦桩的特点.另外,试验数据表明,浸水对湿陷性黄土的桩侧摩阻力会产生很大的影响.     

喷嘴结构对空化水射流冲蚀能力的影响

为研究喷嘴出口流道形状对空化水射流冲蚀效果的影响,在自行研制的淹没射流冲蚀实验装置上,对自行设计的普通喷嘴、渐收-突扩喷嘴和渐收-渐扩喷嘴进行了空化水射流冲蚀陶砖试件的实验研究,得到不同喷嘴的射流冲蚀陶砖的冲蚀深度、冲蚀破坏面积和冲蚀填充铁粉质量随靶距和背压变化的规律。结果表明：渐收-突扩喷嘴和渐收-渐扩喷嘴的射流冲蚀能力显著优于普通喷嘴的;渐收-突扩喷嘴和渐收-渐扩喷嘴的空化水射流冲蚀能力具有较佳的背压值;渐收-渐扩喷嘴具有更长的最佳靶距;渐收-突扩喷嘴具有更好的抗背压能力。     

静钻根植竹节桩纵向振动特性及应用研究

针对"静钻根植竹节桩"这一新桩型的特点,建立考虑桩周土径向和竖向非均质的桩体纵向振动定解问题.采用阻抗函数递推方法,结合拉氏变换对定解问题进行求解,得到桩顶阻抗函数.利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得任意激振力作用下桩顶速度响应的半解析解.通过比较低频范围内桩顶复刚度响应曲线和时域内桩顶速度响应曲线,分析竹节长度和竹节半径、桩周扩底高度和扩底半径、浆液配比及桩周水泥土硬化的时效性和搅拌均匀性等因素对桩顶动力响应的影响,揭示这一新桩型的动力特性.将理论计算曲线与现场实测曲线进行拟合对比.结果表明:理论计算曲线与现场实测曲线较为吻合,采用所建立的模型能够较好地反映静钻根植竹节桩的实际动力特性.     

单向冻结条件下扩底桩抗冻拔能力试验研究

采用单向冻结的方法,针对季节冻土区扩底桩的抗冻拔能力开展了室内试验研究。试验分别选取不同扩角（无扩角直桩、45o,60o 和70o）, 不同埋深（240mm,290mm和340mm）,及不同扩底直径（74mm,98mm和114mm）的扩底桩进行。实验结果表明,三组试验的最终冻结深度分别为19.51cm,14.36cm和14.80cm。不同扩角扩底桩的最终冻拔量基本相同,且仅为直桩的28.3%,扩底桩的最终冻拔量随着埋深的增大并非按照比例减小,但随扩底直径的增大基本按比例减小。桩的冻拔位移幅度随冻结深度的增大呈先增大后减小的趋势,且和土体的冻结速率呈负相关关系。直桩的冻拔速率随冻结深度先增大后迅速减小,而扩底桩的冻拔速率随冻深呈先增大后稳定减小的趋势。土体冻胀在桩的约束下呈漏斗形,扩底桩对桩侧土的约束冻胀明显强于直桩,间接说明了扩底桩的抗冻拔能力优于直桩。考虑冻结过程中土的冻结速率和桩的冻拔量变化规律,提出了桩的抗冻拔因子作为桩抗冻拔性能的评判标准,对不同影响因素下扩底桩的抗冻拔效果进行分析,结果表明扩角对桩的抗冻拔能力影响较小,增大桩的埋深和扩底直径可提高桩的抗冻拔能力。综合比较,影响扩底桩抗冻拔性能最主要的因素是扩底直径,其次为桩的埋深,影响最小的是桩的扩角大小。试验结果及分析可为季节冻土区扩底桩的抗冻拔设计及理论计算提供参考。     

考虑叶顶间隙的螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性

为揭示叶顶间隙对螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性的影响,基于Rayleigh-Plesset方程的Zwart-Gerber-Belamri空化模型,采用SST k-ω湍流模型在不同空化阶段下对螺旋轴流式混输泵主流道内的空化特性进行研究,通过考虑叶顶间隙更为精准地揭示螺旋轴流式混输泵主流道的空化情况。结果表明:在叶顶处,除了流道内出现低压区和空泡外,在叶片吸力面表面也出现低压区和空泡分布;在临界空化阶段,叶轮进口以及叶片进口叶顶间隙处存在微弱的空泡分布;随着空化的发展,到断裂空化阶段,空泡分布区域由叶片压力面移动到叶片吸力面,说明叶顶间隙对混输泵主流道内的空化性能产生较大的影响。本文的研究结果可为螺旋轴流式混输泵空化性能的改善提供工程参考。     

嵌岩扩底抗拔桩承载特性现场试验研究

依托国网路平―富乐500 kV双回线路工程中嵌岩抗拔桩极限载荷试验,针对其中3根嵌岩扩底抗拔桩,对其桩顶荷载位移关系曲线、桩身轴力及桩身侧摩阻力等特性进行分析。结果表明,对所处岩土层相同、桩长接近的抗拔桩,嵌岩扩底抗拔桩较等截面桩不但能够显著提高极限抗拔荷载,而且能够有效降低桩顶位移。扩大头所处岩层性质对其所能提供的抗拔力影响较大,处于中风化岩层中的扩大头所提供的抗拔力要显著大于位于强风化岩层中的扩大头所提供的抗拔力。对同为扩底型的嵌岩抗拔桩,桩长较短时,扩大头提供的抗拔力占桩体极限抗拔荷载的比例更高,扩大头的扩底作用更显著。对于扩大头位于中风化岩层且扩大头上部等截面段具有一定厚度的黏土层与强风化岩层的抗拔桩,其等截面段与黏土层、强风化岩层接触部分极限侧摩阻力可在规范建议标准值的基础上,根据工程实际适当提高。     

大直径挖孔扩底桩的设计探讨

大直径挖孔扩底桩具有受力明确、承载力高、施工方便、质量可靠、造价低等优点。文章介绍了选煤厂建筑在软弱土地基条件下大直径挖孔扩底的设计要点。     

输气站场阀门失效分析

通过分析站场阀门失效因素,建立了以站场阀门失效为顶事件的失效故障树.综合阀门使用过程中的不确定因素,把故障树和模糊综合评判结合起来,对阀门进行了失效因素分析和可靠性评价.     

扩底供水井的钻探施工及优势分析

主要介绍了扩底供水井的结构形式;扩底供水井用扩底孔的钻探施工方法;扩底供水井较常规供水井的优势。为以后供水井的开发提供参考。     

自由表面流的数学模型

本文从纳维埃斯托克斯方程式出发,推出了准三维计算溢流坝面反弧段压力分布的精确方法,该方法和有限元法相比,具有计算简单,速度快且精度高的优点。     

上跨拟建隧道的地下综合管廊预保护效果

针对地下综合管廊上跨拟建地铁隧道施工的情况,为了减少盾构施工对管廊的影响,在地下综合管廊施工时采取对管廊结构的预保护措施. 采用分布式光纤监测盾构施工对管廊结构的影响,并采用数值模拟手段分析不同预保护方案下盾构施工对管廊竖向位移的影响. 监测和分析结果表明：设置坑底加固联合减沉桩的预保护措施能有效控制盾构隧道施工对地下综合管廊变形的影响,预保护效果显著. 采用坑底加固可以有效减小管廊两端位移差;减沉桩的布桩方式对管廊沉降控制效果有重要影响;双线盾构隧道施工导致的管廊最大沉降发生在双线隧道之间部位,避开盾构线路在单节管廊两端和双线盾构隧洞之间部位设置减沉桩对管廊的保护效果更佳.     

瀑布沟大坝基础防渗墙廊道连接型式研究

为了解决瀑布沟水电工程中大坝基础防渗墙与心墙的连接问题，采用非线性有限元方法，分析了瀑布沟大坝基础防渗墙通过廊道与心墙连接的不同构造形式下，坝体和防渗墙的应力应变以及心墙、廊道位移情况。分析表明。廊道高出底面10m，刚性接头、廊道顶部高塑性粘土厚度6m，防渗墙厚度1．2m的构造型式，混凝土防渗墙和心墙应力较小，能满足墙体材料强度要求，且心墙具有足够的抗水力劈裂能力，可作为推荐方案。     

结构参数对拉伐尔喷管空化特性影响的数值模拟

采用CFD方法模拟水在不同结构参数拉伐尔喷管中的空化流动情况。在一定的操作参数下,采用空化泡动力学模型模拟分析拉伐尔喷管不同入口直径、喉部直径、收缩段长度、扩张段长度、扩张段锥角等结构参数对空化效果的影响,并参照正交试验的方法研究各影响因素与水平之间的关系。结果表明：随着喷管喉部直径的减小,空化区域内的汽含率升高,空化数减小,空化效应增强;入口直径与收缩段长度的改变对喷管空化特性的影响不明显;在一定范围内增大扩张段锥角有利于空化强度的增加,但锥角过大反而抑制空化的进行;扩张段长度的增加可以影响空化产生的区域,但对空化强度影响较小;正交试验结果表明在几个结构参数之中,喉部直径的改变对喷管空化特性的影响最大。     

盆花筑模成穴机构创新优化设计

为改善盆花筑模成穴系统在筑模成穴动作完成后出现大花盆空穴四周基质塌陷的情况,建立了筑模成穴关键装置的离散元仿真模型,对筑模成穴过程中土基质间的作用进行仿真分析,探究目前样机功能失效机理.仿真结果表明:在压实完成压实模块释压后,土基质颗粒间的内聚能呈现自上而下逐层递增的分布趋势,由此导致上部基质紧实度较低,引起模芯提离时表层土基质向内塌陷现象.基于失效机理结合创新方法理论(theory of inventive problem solving,TRIZ)对该系统进行功能分析,明确各组件间的相互作用关系,并对该系统存在的问题进行分析,发掘成穴过程中存在的技术矛盾和物理矛盾,分别运用TRIZ冲突解决原理和分离原理解决矛盾,完成盆花筑模成穴关键装置的创新优化设计.搭建具有参数可调功能的试验台,经试验表明:压实模块方案2的土基质成穴完整度较方案1提高8%左右,且均达到95%,验证了创新设计的合理性及创新方法的可行性.     

具有壅塞环的空化器特性数值分析

出现壅塞空化现象时,壅塞管内流场会发生剧烈变化。利用计算流体力学软件Fluent,采用标准模型k-和多相流空化模型,在不同入口速度和背压条件下对具有壅塞环的空化器进行数值模拟,分析空化器壅塞环在不同位置时,空化区域内静压力和空隙率的分布情况。试验结果表明:壅塞环可以增加壅塞截面下游的恢复压力,且壅塞环离环形喷嘴出口越远,作用越明显;壅塞环可以增大产生壅塞空化的最佳背压范围,且壅塞环离环形喷嘴越近,产生壅塞空化流动的背压范围越大。     

现代细纱前后牵伸区附加摩擦力界的布置与探讨

探讨了细纱前牵伸区新型上销、下销、附加压力棒隔距块及后区压力棒、皮圈牵伸的纺纱原理及效果。测试分析了细纱前区新型上销、下销及附加压力棒牵伸、细纱后区附加摩擦力界装置与普通牵伸纺纱质量的差异,总结了前后区附加摩擦力界对浮游纤维的控制特点,并分别在JC9.7tex上和JC14.5tex进行了试验对比。结果表明:这些新型纺纱装置能加强对细纱前区浮游纤维的控制,有利于纺纱质量的提高。     

考虑支护结构作用的地下管廊真实受力模型

为了研究桩撑支护体系对管廊结构受力的影响,以济南市某地下综合管廊工程为例,通过Plaxis 3D有限元软件对该工程进行全过程模拟,发现桩撑支护结构下地下管廊侧板受力呈三段式分布:先增大后减小再增大,明显小于静止土压力,管廊侧板内力小于传统方法。改变廊顶覆土厚度,根据模拟结果拟合得到管廊侧板受力的分布曲线及其简化曲线,同时证明不同覆土厚度下回填土体土压力均为三段式分布,且各段始末位置与覆土厚度有定量关系。计算结果证实,按简化曲线计算所得管廊侧板内力与模拟值较为吻合,即该简化曲线有较好的适用性。按照简化曲线计算管廊侧板荷载,设计得到的管廊结构更加符合实际,更加经济合理。     

300MW发电机组凝汽器内空化现象的研究

以汉川电厂凝汽器为研究对象,对空化现象的形成和发展过程进行分析,指出气态微核膨胀和汽化这两个子过程在空化形成中的地位以及二者间的联系.从温度控制和压力控制这两个方面分析了影响凝汽器内空化形成与发展的各种因素,并提出相应的抑制空化现象发生的方法.最后,给出通过改变虹吸井堰顶高程来抑制空化这一措施的计算方法和结果.提出的分析和措施对解决类似的空化问题有一定的参考作用.     

X65厚管线板控冷工艺与翘曲分析

通过扩展Avrami相变动力学模型、开发线性混合热膨胀模型和使用Leblond相变诱导塑性(TRIP)模型建立了X65厚管线板控冷过程的热力耦合有限元模型,全面考虑了相变潜热、相变膨胀、TRIP效应、热膨胀等机制.用该模型对3种控冷模式下X65厚管线板控冷过程的温度场和应力/应变场进行了模拟,并分析了控冷模式对翘曲变形的影响.结果表明:不对称冷却产生的上下表面间的温差所导致的应力/应变场的不对称分布是材料翘曲的根本原因;交替冷却不仅可降低温差,还可大幅减小材料的翘曲;实现上下表面对称冷却和采用交替冷却是保证产品平直和性能均匀的有效方法.