新型功能材料生态护坡现场试验研究

选取深圳市龙城中专后山典型岩质边坡作为新型功能材料生态护坡现场试验点,介绍了基于新型功能材料及其生态护坡施工工艺,设置现场试验对比组,对现场环境、植被长势及土壤性质进行长期监测和对比研究。半年多的现场试验表明:坡面土壤施加功能材料后,能有效提高植被发芽率,缩短出芽时间,促进植株和根系快速生长,加快坡面植被覆盖速率,提高边坡抗冲刷侵蚀能力,增强坡面浅层土体的稳定性。土壤性质监测结果表明:施加功能材料后,坡面土壤pH值范围为7.0~7.5,土壤温度在阴雨天提升0.56°C,在高温炎热天气下降低0.3°C;土壤含水率提高10.1%~16%;土壤活性有机质含量提升31%,土壤电导率提升11.5%,土壤氧气含量提升2%,二氧化碳含量降低30.6%;土壤紧实度降低27.6%。在土壤中施加新型功能材料的方法,是南方岩质边坡生态护坡技术未来研究和发展的方向。     

断丝PCCP管道外贴CFRP修复足尺模型试验研究

断丝是目前预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)最为常见的一种病害,如不及时加固,极易造成爆管等事故。针对长距离PCCP输水管道难以停水维修问题,提出了一种外贴碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)的维修方法。为了探究外贴CFRP修复断丝PCCP效果,采用一根内径2.8m的PCCP管道进行了内水压足尺试验。试验对修复前后PCCP结构应变响应进行了对比分析,结果表明:由于CFRP"箍束"作用,修复后断丝区中间截面材料应变减小,利于PCCP承压。     

变电站等高差短导线受力性能分析

为研究等高差导线的受力性能,提出了一种简化导线模型,并验证了该简化模型的精度可以满足研究需要。使用该简化模型对等高差导线在不同间距下的水平作用力和端部弯矩进行分析。结果表明抛物线公式具有局限性,当间距较小时其计算结果可能存在较大的误差;水平作用力和端部弯矩均随间距增大先增大后减小,水平作用力为0时对应的间距与弯矩最小时对应的间距基本一致。     

粤桂边境煌斑岩地球化学特征及其地质意义

通过对粤桂边境贵金属矿床紧密相关的云煌岩进行地球化学分析,结果显示N-MORB标准化的微量元素蛛网图表现为相对富集Rb、Ce和Sm及亏损Ta和Sr。煌斑岩的稀土总量为（82.33~215.30）×10^-6,平均值为143.20×10^-6,是原始地幔的20倍。轻稀土含量为（75.01~199.01）×10^-6,重稀土含量为（7.31~16.29）×10^-6,轻重稀土含量比值为9.26~12.22、平均为10.90。经球粒陨石标准化,煌斑岩的稀土配分曲线表现为右倾和极弱的Eu负异常。研究区的煌斑岩具有地幔和下地壳的双重特点,其中煌斑岩的幔源地球化学指标δZr/δNb、δTh/δLa值分别为16.02~20.01和0.14~0.20,而壳源组成特征δLa/δNb、δSm/δNd和δNb/δU值分别为2.06~3.78、0.18~0.19、5.29~22.37,这可能说明煌斑岩属于原始幔源岩浆经下地壳物质混染的产物。在研究区的贵金属成矿作用过程中,煌斑岩可能扮演了“矿化剂来源”和“能量供体”的角色。     

南海岛礁珊瑚砂砾混合料动力特性试验研究

在南海岛礁实际建造工程中,上部吹填地基材料以大小砂砾共存、混杂无序的状态分布。地层中砂砾混合分布状态使地基在地震等动荷载下呈现出复杂的力学响应。通过开展一系列不同含砾量、密实度、围压和初始剪应力条件下的不排水循环三轴剪切试验,研究珊瑚砂砾混合料在不同工况下的动力特性。试验结果表明,无论是在松散还是密实状态,含有珊瑚砾的混合料试样在循环荷载下表现出更缓的轴向应变增长和孔隙水压上升的变化趋势。与单一珊瑚砂所构成的试样相比,珊瑚砂砾料试样具有更高的抗液化能力。珊瑚砂砾混合料抗液化强度随着含砾量、密实度和初始剪应力的增大而显著提高。密实珊瑚砂砾料的抗液化强度随围压的增大而减小,而针对松散试样没有发现明显规律,这可能是围压和密实度耦合影响引起的。试验结果表明含砾量对试样抗液化强度的影响主要受混合料骨架结构所控制,混合料骨架大致可分为粗颗粒（珊瑚砾）和细颗粒（珊瑚砂）结构主导两种状态。二元介质属性是开展砂砾混合料力学特性研究所必须考虑的影响因素。     

非水反应高聚物喷涂材料的动力特性

基于扫描电镜和共振柱系统,研究了动剪应变、围压和密度对高聚物喷涂材料动力特性的耦合影响规律和机理.结果表明：随着动剪应变的增大,高聚物喷涂材料的动剪切模量呈线性减小,阻尼比增速先快后慢;相同密度条件下,围压越大,高聚物喷涂材料的动剪切模量越大,阻尼比越小;动剪应变、围压和密度对高聚物喷涂材料动剪切模量的耦合影响效应显著,围压和密度对其阻尼比的耦合影响效应显著;泡孔间的错动摩擦和对波动的传播衰减构成高聚物耗能机制,较高围压下,密度为0.250 g/cm³的高聚物喷涂材料表现出“耗能最优”.     

既有管道与内衬叠合界面受力性能及计算方法

为获悉应用非开挖离心喷涂法对缺陷管道的修复效果,并揭示修复后界面及“管道-内衬”体系的破坏机理,建立两层叠合曲梁模型,并应用变截面法推导不同材料叠合曲梁结构的截面应力及界面应力的解析公式,以修复后管道受集中荷载作用的三边承载力试验为例,验证公式的准确性.给出“管道-内衬”体系协调变形的判断标准,即当界面抗力大于荷载时形成叠合结构,抗力小于荷载时形成复合结构.通过对相关参数分析,得到界面剪切应力τ和内衬厚度与既有管道壁厚比值β、弹性模量比η和既有管道直径D的简化公式,与力学模型的精确结果误差小于1%.最终给出既有管道不同破坏模式的内衬修复设计方法.     

不同初始状态软黏土在主应力轴耦合旋转下的孔压及3维变形规律

土体在受波浪、地震以及交通荷载等荷载作用时,其相应的应力状态较为复杂,以致于偏应力和主应力轴方位角同时变化的情况普遍存在于实际工程中,目前关于这种应力条件下原状软黏土的物理力学特性的研究尚处于起步阶段。主应力轴耦合旋转即是指在主应力轴方向旋转的同时,偏应力不断增大,而平均主应力、中主应力系数均保持不变。本文为了研究主应力轴耦合旋转时原状软黏土的变形和孔压特性,基于空心圆柱扭剪系统（HCA）对原状软黏土进行了一系列不同初始状态的扭剪试验,探讨了不同固结倾角、中主应力系数在主应力轴耦合旋转条件下对原状软黏土的变形、孔压等特性的影响。结果表明：不同初始固结状态对软黏土的变形特性有明显的影响;主应力轴耦合旋转过程中软黏土试样在b = 0和b = 0.5时的轴向变形以受压为主,在 b = 1时试样的轴向变形在主要表现为受拉状态;不同固结倾角下,主应力轴耦合旋转下试样的轴向、环向和剪切变形趋势均有明显的不同,径向应变值差别不大,在b = 0.5时试样的径向应变值接近0;不同初始固结倾角条件下试样的孔压峰值对应的大主应力方位角也不同,孔压累积与应变开展并不一一对应;应力和应变的变化与偏应力和主应力方位角的增加不同步,即存在明显的非共轴现象。     

基于水能分配空间坐标系的流域蒸散变异归因研究

气候和下垫面变化对流域蒸散发产生显著影响,然而,如何定量分解两者对蒸散发变异的贡献程度,一直以来是流域水文学研究的重点和难点。本研究基于水量与能量平衡基本原理,建立水量-能量分配空间坐标系统,分离并量化气候及下垫面变化对流域蒸散发的影响。基于优化的水量-能量分配框架,对全球83个典型流域的实际蒸散发变化（1900—2008年）进行归因研究,对比该方法与基于Budyko-Fu公式的分解法的计算成果,检验该框架在全球范围大尺度流域的科学性和适用性。结果发现,实际蒸散发的变化,在持水能力低的湿润流域主要受下垫面因素的驱动,而在持水能力强的湿润流域中主要受气候因素的影响;对于持水能力低的半湿润流域以及干旱与半干旱流域,其水热状态的变化轨迹主要沿干燥指数线移动,流域内实际蒸散发的变化主要受下垫面因素驱动。与已有基于Budyko-Fu公式的分解法计算结果的比较表明,本研究建立的基于水能分配框架的蒸散发归因方法具有较好的可靠度。此外,相对于传统的Budyko分解法,基于水量-能量分配法的水能空间坐标系能直观地分析气候及下垫面变化分别对流域实际蒸散发的贡献大小、方向及不同时段下流域水能状态的变化轨迹,具有较强的实用性。