沥青胶结料低温物理硬化及结晶动力学分析

为了准确模拟沥青胶结料的物理硬化过程及评估其物理硬化趋势,采用常规弯曲梁流变(BBR)试验设备对10种常用道路沥青进行了改进弯曲梁流变(EBBR)试验,并根据试验结果计算了低温等级损失指标;此外,在设计不同的低温恒温养护时间的基础上,测试了沥青蠕变劲度与蠕变劲度变化率,并采用Avrami等温结晶动力学理论对试验结果进行了拟合分析.结果表明:EBBR法较BBR法对沥青的低温性能区分精度更高;采用Avrami等温结晶动力学理论可较好地模拟沥青胶结料的物理硬化过程,拟合分析得到的Avrami指数与EBBR试验得到的低温等级损失值变化规律具有一致性;沥青胶结料低温物理硬化与结晶性能为评价沥青在实际工程中的低温抗开裂能力提供了更准确的信息.     

开洞对RC框架填充墙平面外受力性能的影响

基于ABAQUS有限元分析软件,建立了钢筋混凝土(RC)框架砌体填充墙结构非线性有限元模型,并对框架砌体填充墙结构破坏全过程进行了模拟,验证了所建模型的可靠性。建立了200 mm厚的填充墙模型,分析不同开洞率、开洞位置、开洞形状对RC框架填充墙结构纵墙平面外抗震性能的影响,根据填充墙的等效应力云图和等效塑性应变云图,对模型的受力情况及填充墙的破坏形式进行分析,总结了开洞对填充墙平面外受力性能的影响。结果表明:在开洞率为10%,20%,30%,40%的框架填充墙模型中,开洞率越小,填充墙的平面外破坏就越接近脆性破坏; 开洞率为10%的填充墙框架尺寸不变时,开洞靠近框架柱开设,填充墙出现裂缝的层间位移角更小,发展更迅速; 开洞率为20%的填充墙框架尺寸不变时,开洞的高宽比越小,填充墙的边界裂缝和水平横缝出现的层间位移角越大。     

热力效应作用下小区风环境风洞试验研究

温度作为影响城市舒适度的主要因素之一,对流场的作用机理到目前为止尚不明确。为揭示温度场对流场的影响规律,基于大尺寸风洞,对不同热力条件下的平均风进行试验研究,得出不同理查逊数R_b作用下的人行高度风速、相关测点顺风向速度和雷诺剪切应力分布并进行详细分析。以长沙市某小区为研究背景,探究了不同热力效应下人行高度风场的分布规律,获取了热力条件下典型测点的相关性系数,并利用超越概率的方法定量评估了热力效应下的小区人行高度风环境。结果表明:在-0.38<R_b<0范围内,空风洞流场随着热力效应增大,在近地面风速增长相对较大,且随着高度的增加其增幅逐渐减缓; 实际中小区人行高度风环境受温度影响整体较小,主要影响集中在风速比0.6以下,最大均方根为0.635,风速比在0.6以上时温度对风速影响效果相对较小; 热力效应对人行高度风场的相关性与舒适度影响较小,其最大影响值分别为8%和3.87%。     

盾构隧道施工引起地层位移的复变函数修正解

为了获得盾构隧道施工引起的地层位移变化,利用复变函数求解了基于位移控制边界条件下盾构隧道开挖后的解析解。在计算分析过程中,引入位移释放系数,充分考虑了衬砌滞后于开挖面的位移过程,并通过设置位移约束点对理论计算解进行了修正,获得了更为准确的地表相对位移。选取4例实际盾构隧道工程实例,分别考虑4种典型洞室位移边界条件,将该理论计算得到的地表位移初始解和修正解与现场实测数据进行对比,结果表明：在各种洞室位移边界条件下,修正后得到的地表位移值与实测值的吻合度均比初始解显著提高,其中以采用第4种位移边界条件计算得到的地表位移修正解吻合度最高。最后以第4种洞室变形为位移边界条件,分析了不同位移释放系数、隧道埋深以及隧道半径对地表位移的影响。结果表明：地表沉降与影响范围随着位移释放系数的增大而减小;地表沉降随着埋深的增加而减小,沉降槽宽度却随之增加;隧道半径越大,则地表沉降越大且影响范围越宽。     

坝基破碎岩体高压渗透变形原位试验

 为获取向家坝水电站坝基挤压破碎带岩体的渗透变形特性,针对坝基破碎岩体空间分布特点,研究适合于渗透变形试验的现场压水试验系统和压水试验方法,提出坝基岩体渗透变形的原位高压试验方法。本研究最大特点是采用对观测孔内的水质取样分析和钻孔电视录像进行对比分析方法来研究原位渗透变形特征,并提出确定临界水力坡降的基本判据。研究结果表明,所提出的原位渗透变形高压压水试验方法可以较好地反映破碎岩体实际环境状态,原位渗透变形试验获得的临界水力坡降较室内试验成果更真实合理。     

盾构隧道松散地层可控注浆机制及工程应用

 盾构穿越松散地层时,需事先采用开挖(钻孔)回填、压力注浆、旋喷加固等方式对地层进行预处理,以保证盾构施工安全。针对盾构掘进的要求,基于传统袖阀管注浆工艺可控的特点,结合研制的2种可控浆液(可控填料和可控水泥膏状浆液),提出一种具有操作性强、提管便利、加固范围可控以及加固体强度适宜等优点的双控注浆新方法。依据双控注浆新方法的工作原理,重点推导了可控浆液扩散方程及可控填料封孔止浆可控表达式,并定量分析可控浆液的扩散和止浆能力,最后将研究成果成功应用于越江盾构隧道松散地层注浆工程。研究成果表明：提出的可控注浆方法可行,注浆后地层连续性和整体性得到了显著提高,加固区域内检查孔取芯过程钻进平稳,回水正常,芯样完整,加固体28 d抗压强度与渗透系数均达到设计标准;理论推导虽与现场实测值存在一定误差,但能满足工程要求;结合理论推导和现场试验结果,为达到最佳注浆效果,单次注入可控填料封孔高度应综合考虑孔深与分段次数,且不宜大于15 m,径向扩散距离应小于孔排距的25%,可控填料塑性强度宜控制在0.3～0.5 MPa。     

3D打印石墨烯基功能材料的研究进展

石墨烯优良的力、电、热学特性赋予其在新型功能材料领域广阔的应用前景?如何实现石墨烯微纳尺度单元大尺度可控构筑?推动其优良的性能在宏观上的应用成为目前的重要挑战之一?在众多的三维石墨烯可控制备方法中?3D打印由于对材料结构形态的精确剪裁、结构复杂性和几何维度的可控设计?可实现石墨烯多尺度的可控构筑和功能组分材料的优化布局?3D打印石墨烯宏观体功能材料较传统的碳纳米材料展现出更优的力、电、热学等性能调控特性?是目前石墨烯功能材料研究重要的前沿领域之一?综述了几类目前应用于石墨烯宏观体制备的3D打印方法?以及在各种功能材料和器件方面的应用?基于3D打印这一新型的技术方法?有望实现快速大规模制备石墨烯基功能复合材料、生物医疗材料?制造高性能电子元件、柔性储能器件、智能传感器件等?     

基于DIC与NExT-ITD的结构运行模态测试新方法

传统的结构运行模态测试采用接触式测量并在频域进行模态参数识别,存在测量不便捷、计算繁复等问题。针对此问题,本文提出了基于数字图像相关方法与自然激励技术-Ibrahim时域法相结合的模态测试新方法。运用工业相机获取结构在环境激励下的散斑图像,通过数字图像相关方法计算结构的平稳响应信号,然后根据自然激励技术-Ibrahim时域法,以互相关函数代替脉冲响应函数,构造响应矩阵并建立数学模型,计算结构的模态参数。以某简支梁模型为例进行数值模拟和试验测试,结果表明,该方法可由结构的散斑图像直接识别模态参数,识别精度高,抗噪能力强。该方法实现了非接触式测试,尤其适用于高温高压等工程环境;在时域内进行参数识别,避免了繁复的频域分析,简化了计算。     

双坡光伏车棚屋面风荷载特性

对屋面倾角20°和30°的双坡光伏车棚进行1∶50缩尺刚性模型测压风洞试验,分析屋面整体体型系数、平均风压系数、极值风压系数和局部块体型系数分布规律,与当前国家规范取值及以往试验值进行比较,结果表明垂直风向为屋面正整体体型系数最不利风向,规范取值大于试验值,斜风向为负整体体型系数最不利风向,规范取值偏于不安全;双坡车棚屋面的测点最大吸力出现在屋脊处,最大风压出现在屋檐位置,屋面倾角增加,极值风吸力增大;《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012未给出四面开敞的双坡车棚屋面的局部分块体型系数取值方法,双坡车棚屋面屋脊和屋面中部局部分块体型系数试验值大于规范给出的封闭式双坡屋面局部分块体型系数,屋檐边缘区域的试验值低于封闭式双坡屋面的规范取值。     

基于共旋坐标法的带刚臂平面梁元非线性分析

为解决平面梁元在相交处可能存在的刚性连接问题,根据带刚臂平面梁元在受力后的运动和变形特点,该文基于共旋坐标法推导出两端带任意刚臂的平面梁元的切线刚度矩阵显式表达式,给出了不平衡力的精确全量算法,并提供了详细的计算步骤。利用该文的研究成果编制了程序,对无刚臂和有刚臂的平面梁结构进行了几何非线性分析。计算结果表明:这种非线性单元列式的正确性和非线性求解过程的收敛性,实用价值较强。