表面振动激励下新拌混凝土动力响应与能量传递特征

为研究面层振动荷载作用下新拌混凝土内部动力响应与能量传递的时空演变特征，开展了新浇混凝土的室内平板振动密实试验。通过受振混凝土内部不同埋深处加速度传感器获取密实过程中实时动力响应特征参数，采用小波阈值去噪法对振动信号降噪处理，通过测点加速度响应分析新拌混凝土内部运动能量的时空演变规律。结果表明，表面振动源附近集料颗粒以竖向运动为主，宏观尺度下表现为新拌混凝土表面明显沉降；随埋深增加，内部远端颗粒因无法获得充足振动能量，难以克服颗粒间嵌挤力与介质内摩擦阻力而保持初始平衡状态，受振影响小；新拌混凝土振动密实过程中内部颗粒的竖向加速度大于侧向加速度，随着新拌混凝土密实程度的增加，竖向加速度幅值先减小后基本保持不变，侧向加速度幅值先减小后略有增大；振源附近混凝土振动能量衰减幅度最大，但随着埋深增加振动能量衰减不显著。该结论可为新拌混凝土振动密实理论构建及深入研究提供参考。     

基于骨料级配和掺量调节的新拌混凝土流变性能调控

为分析新拌混凝土骨料因素对其流变性能的量化影响程度,从优化骨料配置角度量化调控拌合物的流变性,首先根据压缩堆积模型(CPM)给出了一套适合改良骨料级配的易行方案,其次应用骨料包裹层厚度理论以反映砂石料形状特征和体积分数对新拌混凝土流变性能的影响,最终确定骨料包裹层厚度与流变参数间的量化关系。试验结果表明,推荐的骨料级配优化及骨料掺量调节方法能有效改善和调控新拌混凝土流变工作性,且不会降低待配制混凝土基本力学性能。     

液-汽引射器内液汽混合过程压力及汽液分布特性研究

为了明确液-汽引射器在工作过程中压力及液汽分布特性,采用混合多相流模型及标准k-ε湍流模型,建立了液-汽引射器三维数值计算模型,对液-汽引射器内部的压力及液汽流动状态进行了分析模拟,得到了不同工作流体参数下引射器内部压力及汽液分布规律。研究表明:沿引射器水平中轴线方向,压力及汽相体积分数随工作流体压力的增大而减小,随工作流体温度及流量的变化基本不变;沿引射入口轴线方向,吸入室的压力随工作流体压力的增大而减小,随工作流体温度及流量的变化几乎不变;沿引射入口轴线方向,汽相体积分数随工作流体压力及温度的变化较小,随工作流体流量的增大而增大。研究将有助于掌握液汽引射器内部压力及汽相体积分数的变化规律,有助于引射器的科学设计和运行。     

粉煤灰掺量对非连续级配混凝土新拌流变性影响

利用自研流变仪设备,基于非连续级配粗骨料条件,试验研究了粉煤灰掺量对新拌混凝土的浆体包裹层厚度、流变屈服应力与塑性粘度的影响;同时分析了掺粉煤灰非连续级配混凝土的坍损、流变参数经时变化。结果表明,与连续级配混凝土相比,缺级配粗骨料新拌混凝土掺入粉煤灰后浆体包裹层厚度有所增加;屈服应力先增后减,而塑性粘度则先减后增;粉煤灰掺入同时可降低级配不良新拌混凝土塌损和减缓流变参数的经时变化,改善非连续级配拌合物的流变性能效果显著。     

人工砂中石粉含量对泵送水工混凝土性能的影响

在保证混凝土水胶比、砂率、外加剂掺量不变的条件下,混凝土坍落度控制在160~180mm范围内,研究了人工砂中石粉含量对两种水胶比(0.45、0.37)的二级配泵送水工混凝土性能的影响。结果表明,随着人工砂中石粉含量从12%增至28%,混凝土用水量呈先增后减趋势;对于水胶比较大的A组混凝土,增加石粉含量显著降低了拌合物1.5、2.0h的坍落度经时损失率,而对水胶比较小的B组的坍落度经时损失率影响略小;拌合物的含气量随石粉含量增加而降低,而相同含气量时,引气剂的掺量必然随石粉含量的增加而增大;凝结时间随石粉含量的增加整体呈下降趋势;当石粉含量上限值增至20%时,混凝土的抗压强度高于原级配混凝土,抗冻性能满足设计要求。综合考虑,二级配泵送水工混凝土所用人工砂的石粉含量可控制在15%~20%之间。     

循环孔隙水压后的混凝土动态损伤特性研究

利用10MN大型多功能静动力三轴仪对经历不同循环孔隙水压(0、1、3、5、7 MPa)作用后的混凝土进行不同应变速率(10~(-5)、10~(-4)、10~(-3)s~(-1))下的压缩试验,分析其力学特性,并基于改进的能量法损伤表达式研究了不同应变速率对混凝土损伤发展的影响。结果表明,当应变速率较低时,混凝土的峰值应力、峰值应变随循环孔隙水压力值的增大呈减小趋势,损伤曲线比较分散,且增加循环孔隙水压力混凝土损伤将提前;当应变速率较高时,峰值应力、峰值应变呈现不同程度的上升,曲线较为集中,增加循环孔隙水压力使混凝土的损伤发生滞后。     

利用高速摄影纹影法研究天然气高压喷射射流特性

在定容弹上利用高速摄影纹影法开展了不同喷射压力和背压下的天然气高压喷射射流特性试验研究。通过纹影照片得到了不同喷射压力和背压下的射流贯穿距离、射流锥角和射流体积随时间变化的规律,计算得到了射流内整体过量空气系数随时间变化的规律。结果表明:射流发展分两个阶段,射流初期阶段和射流主体阶段。在射流初期阶段,射流贯穿距离快速增加;在射流主体阶段,射流贯穿距离随时间呈线性增加趋势。射流贯穿距离、射流体积和射流内整体过量空气系数随时间而增加,射流发展过程中射流锥角基本保持不变。随着喷射压力的提高,射流贯穿距离和体积增加,射流锥角减小,射流内整体过量空气系数增大。随着容弹背压的增加,射流贯穿距离和射流体积减小,射流锥角增加,射流内整体过量空气系数增大。     

动叶可调轴流风机瞬态流动及压力脉动特性

以OB-84型动叶可调轴流风机为研究对象,将定常计算所得流场作为非定常计算的初场,模拟了风机内部各监测点处的压力脉动及瞬态流场特性.结果表明:不同监测点的压力信号均呈周期或类周期波动,其压力脉动强度随体积流量增大呈减小趋势,最大压力脉动强度位于叶顶间隙处;各监测点均在叶片通过频率处出现最高时频分布幅值,改变体积流量仅影响时频分布数值;随体积流量增大,10%叶高截面上的平均湍动能水平提高,而叶轮出口截面上的高压区向轮毂方向移动;随时间延长,叶片尾缘处和相邻叶片间的湍动能增强;叶轮旋转过程中,叶轮出口截面上的高压区在机壳与轮毂间呈现往复运动的现象.     

水灰比对混凝土毛细吸力的影响

毛细吸力为非饱和混凝土中驱动孔隙水-气流动、控制材料收缩开裂的重要作用力，其大小取决于混凝土细观孔隙结构，与混凝土的主要指标—水灰比密切相关。因此，基于相对湿度法，研发了一套非饱和混凝土毛细吸力的间接测试装置及方法，分析不同水灰比条件下毛细吸力的演化特征，并从孔隙尺度探析了毛细吸力演变的内在机制。结果表明，毛细吸力随水饱和度的减小呈非线性增长趋势，饱和度越低增长速率越大；水灰比减小会导致混凝土孔隙更加细密，从而使毛细吸力增大。     

宽尾墩体型对高拱坝表孔最大压力的影响

宽尾墩应用于高拱坝表孔后会增大壁面压力,在一定程度上增加了结构设计难度,为探究表孔壁面最大压力与宽尾墩体型之间的关系,采用数值计算方法研究了宽尾墩收缩比、收缩率等体型参数对高拱坝表孔流道中心线及侧墙最大压力的影响。结果表明,堰面中线与侧墙最大压力均随收缩率的增大而增大,随收缩比的增大而减小;并推出表孔流道中线及侧墙最大压力与收缩率、收缩比之间的定量计算公式,从而为表孔宽尾墩的结构设计提供参考。     

高石粉含量水工混凝土干缩与微观结构的试验研究

为充分利用石粉资源,试验研究了灰岩人工砂中石粉含量(12%~28%)对水工混凝土干缩的影响,结合SEM、XRD、IR等微观测试技术,研究了石粉含量为15%、20%的水工混凝土的水化产物及其微观结构,探讨了石粉含量对水工混凝土干缩性能影响的微观机理。结果表明,不同石粉含量(12%~28%)的水工混凝土干缩率总体上呈现先增大后减小的趋势;灰岩人工砂中石粉具有活性效应,在一定程度上参与并促进体系的水化反应,改善了水工混凝土的微观结构;未参与水化反应的石粉起填充作用,使水工混凝土平均孔径减小,从而引起混凝土内部毛细管压力增大,使混凝土的干缩率增大。     

非常规体型大体积混凝土基础裂缝控制

非常规体型大体积混凝土基础浇筑后,水和水泥的用量是混凝土干缩裂缝的主要成因.根据性质主要包括干缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝和碳化收缩裂缝等.介绍了浙北变电站工程构架基础大体积混凝土施工工艺,叙述了从控制施工原材料和改进施工工艺入手,以科学配比和强化监测为主,通过采取重视混凝土基础浇筑、浇筑后精心养护、成型后准确测温三大措施,防止了大体积混凝土基础出现塑性收缩裂缝和温度裂缝的成功经验.     

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF COUPLED HEAT AND MOISTURE TRANSFER IN CONCRETE SUBJECTED TO FIRE

A system of coupled transient differential equations governing heat, mass transfer, and pore pressure built up in porous media (concrete), subjected to intensive heating, is derived. Water vapor and liquid water are considered separately in the mass transfer formulation. The primary unknowns are temperature, water vapor content, and pore pressure of the gaseous mixture. A finite element formulation and corresponding flowchart of computations of all required data are presented. The numerical example solved represents a cross section of a concrete column exposed to fire. The domain and time distributions of temperature, pore pressure, water vapor, and liquid water content are presented. Computed pore pressure is higher than those usually reported by other analytical studies. The influence of some initial parameters (permeability, initial water content, and porosity) on maximum pore pressure is investigated.     

钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道非线性有限元分析

针对钢衬钢筋混凝土压力管道在运行期因裂缝过宽导致的结构耐久性问题,在混凝土中掺入体积率分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的钢纤维形成钢纤维混凝土,基于模型试验获得的钢纤维混凝土的拉伸软化曲线,采用大型数值分析平台ABAQUS仿真分析了钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道受力开裂的全过程,并与原钢衬钢筋混凝土压力管道的模型试验结果进行了对比分析。结果表明,在相同内水压力荷载下,钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道的承载能力与普通钢衬钢筋混凝土压力管道相比,不仅其初裂荷载有所提高,管道的最大裂缝宽度明显降低,钢材的应力值也随钢纤维体积率的增加而减少。     

基于极限平衡及蒙特卡罗法的含软弱夹层边坡降雨失效概率研究

鉴于软弱夹层物理力学参数的空间变异性对降雨条件下边坡的渗流特性、稳定性及失效概率的影响,利用Geostudio软件中的SEEP/W和SLOPE/W模块,分析了不同类型降雨条件下含软弱夹层边坡的不同监测面的孔隙水压力变化、体积含水率变化、确定性安全系数变化及失效概率。结果表明,边坡上部孔压与体积含水率在一定高程内保持不变,而在深部呈线性增大,下部孔压则呈持续线性增大趋势,在软弱夹层处孔压与体积含水率呈现突变,不同类型降雨影响了边坡表层孔压的变化幅度,在停雨后趋于一致。安全系数总体上呈先下降后上升的规律,在停雨时刻安全系数达最小值,后锋型降雨对边坡安全系数影响最大,其次是平均型降雨,再次是中锋型降雨,最后是前锋型降雨。不同类型降雨(平均型降雨,前锋型降雨,中锋型降雨及后锋型降雨)的失效概率分别为8.3%、9.1%、4.2%、3.6%,可见不同类型降雨条件下含软弱夹层边坡失效概率排序为前锋型降雨平均型降雨中锋型降雨后锋型降雨。     

浇筑式沥青混凝土动应力-应变试验及影响因素敏感性分析

以新疆某心墙浇筑式沥青混凝土材料为例,对其进行动三轴试验,研究了浇筑式沥青混凝土动应力-应变骨干曲线的变化规律及不同围压、主应力比和振动频率对浇筑式沥青混凝土动应力-应变骨干曲线的影响,并基于正交设计方案,以动应力为考察指标,分别采用极差和方差分析法分析了围压、主应力比和振动频率的敏感性。试验结果表明,浇筑式沥青混凝土材料动应力-应变骨干曲线变化基本符合双曲线规律,围压和主应力比对动应力-应变骨干曲线的影响较大,随围压和主应力比的增加,沥青混凝土的动强度明显增大;振动频率对浇筑式沥青混凝土材料动应力-应变骨干曲线的影响较小,不同频率下的骨干曲线均集中于狭窄的分布带内,高振动频率的动强度略大于低频下的动强度。围压和主应力比对动应力的影响比较显著,是影响动应力的主要因素,振动频率对动应力的影响不显著,影响因素的敏感性依次为围压、主应力比和振动频率。     

The relevance between water release behavior and pore evolution of hard lignite during the thermal-drying process

As known, the shrinkage of coal and the pore collapsed during the drying process due to water removal. The relevance between water release behavior and pore evolution of lignite during the thermal-drying process was studied in this work. From N₂ adsorption of traditional pretreated samples and freezing wet samples, most of moisture was in the pores in the range of 26–100 nm, and results from low-field nuclear magnetic resonance (LFNMR) confirmed this conclusion that the removed moisture was in the pores with pore size smaller than 200 nm, while from the mercury intrusion porosemitry (MIP) results, the most obvious reduction of macropores was in the range of pore dimeter larger than 1 μm and there was almost no change of pore volume in the range of pore diameter smaller than 200 nm, which was completely different from traditional ideas that the pore shrunk or collapsed due to water removed. The macropores were more prone to collapse than mesopores and micropores, maybe due to its structural mechanical characteristics. And the effect of pore evolution on moisture release behavior was related to the specific drying methods and mass transfer processes.     

MILD combustion for hydrogen and syngas at elevated pressures

As gas recirculation constitutes a fundamental condition for the realization of MILD combustion, it is necessary to determine gas recirculation ratio before designing MILD combustor. MILD combustion model with gas recir- culation was used in this simulation work to evaluate the effect of fuel type and pressure on threshold gas recir- culation ratio of MILD mode. Ignition delay time is also an important design parameter for gas turbine combustor, this parameter is kinetically studied to analyze the effect of pressure on MILD mixture ignition. Threshold gas re- circulation ratio of hydrogen MILD combustion changes slightly and is nearly equal to that of 10 MJ/Nm3 syngas in the pressure range of 1-19 atm, under the conditions of 298 K fresh reactant temperature and 1373 K exhaust gas temperature, indicating that MILD regime is fuel flexible. Ignition delay calculation results show that pres- sure has a negative effect on ignition delay time of 10 MJ/Nm3 syngas MILD mixture, because OH mole fraction in MILD mixture drops down as pressure increases, resulting in the delay of the oxidation process.     

某调节阀气动及振动噪声性能研究

为了降低汽轮机低工况运行时调节阀的振动噪声,设计一种多级节流调节阀,在汽轮机低工况运行时使用。采用吹风试验的方法对所设计调节阀在不同工况下的流量、振动、噪声多种特性进行了分析,得到其随着升程、压比的变化规律。选取某3个常用汽轮机调节阀与所设计调节阀进行对比试验,根据试验系统实际情况,以相同压比约0.5、相同质量流量约0.5 kg/s为基准进行了横向对比分析。结果表明：压比一定条件下调节阀的流量系数随着升程的增大而逐渐增大,升程一定条件下流量系数随着压比的增大呈现逐渐减小的趋势;在升程一定时,随着压比的增大,机脚加速度值呈现先减小后逐渐增大的趋势,调节阀受低频激励的影响较小,受中高频激励的影响较大;在压比为0.5时,随着升程的增大,调节阀的空气噪声值逐渐增大,压比大于0.5时,空气噪声值随着升程的增大而呈现先增大后略有减小的趋势,在升程一定时,随着压比的增大,空气噪声值基本呈现了逐渐减小的趋势;所设计的多级节流调节阀与某3个常用汽轮机调节阀相比在振动噪声抑制方面具有相对优势。