土石坝工程领域的若干创新与发展

我国高土石坝数量居世界之首,保证高坝大库建设与长期运行安全是国家经济和公共安全保障的重大需求。系统总结了长江科学院近年来在土石坝工程领域的若干创新与发展。提出了基于“旁压模量当量密度法”的粗粒料级配相似理论试验方法;介绍了研发的系列CT三轴仪,实现了粗粒料组构要素的定量测量;提出了三轴试验中加载板与试样之间由滑动摩擦变为滚动摩擦、整体式接触变为分散式接触的减摩新方法,研发了相关减摩装置;研制了大尺寸、高压力、微摩擦、刚柔复合加载的土工真三轴仪;揭示了粗粒料真实三维应力条件下的强度与变形变化规律、湿化与蠕变变形特性;构建了粗粒料三参量非线性K-K-G剪胀模型、六参数湿化模型、九参数蠕变数学模型及相应的参数确定方法;基于当量密度法的原创思想,提出了利用旁压试验间接确定超百米级深厚覆盖层现场密度的试验方法。上述研究成果可为高土石坝工程建设提供重要科技支撑。     

垃圾土大尺寸平板载荷试验与变形特性

垃圾土的组成成分极其复杂,且具有较强的时空变异性。获得垃圾土准确的承载力与变形特性对后续的大面积填筑土方进行堆山造景及安全的正常运营具有十分重要的意义。然而,对其承载力与变形特性的准确确定十分困难,大尺寸平板载荷试验是较为可靠的方法。通过载荷板尺寸为4 m×4 m的大型平板载荷试验,对武汉市某垃圾场内垃圾土层的工程性能进行了试验,对加载过程中板下沉降、板周边地表沉降与板下分层沉降、板周边深层水平位移进行全过程的监测并进行分析,得出垃圾土层的极限承载力和整体变形特性。试验结果显示出垃圾土层在受荷作用下变形较大且影响深度可达10 m,表现为冲剪破坏模式。试验结果对相似的垃圾场堆填改造工程的实施提供了建议,为今后的垃圾填埋改造工程施工提供了参考。     

石英砂加载混凝工艺的DOM去除特征与混凝机理

为处理未纳入管网的市政污水,采用石英砂加载混凝工艺,考察石英砂的粒径及其投加量对处理效能的影响,分析了溶解性有机物(dissolved organic matters,DOM)的去除特征,并探讨了石英砂加载混凝机理。结果表明,与常规混凝相比,当石英砂的粒径和投加量分别为200目和 1.0 mg/L 时,石英砂加载混凝工艺对污水中浊度、COD的去除率分别为97.55%、59.2%,优于常规混凝;石英砂加载混凝工艺可明显去除芳香类、共轭双键、疏水性有机物,主要促进了腐殖质类物质的削减;石英砂通过架桥作用增加了絮体的密度,进而显著改善了絮体的沉降性能、强度;絮体的沉降性能、强度及再稳性能随着石英砂粒径的降低而升高。     

An improved bacterial foraging algorithm for combined static/dynamic environmental economic dispatch

Economic dispatch is carried out at the energy control center to find out the optimal output of thermal generating units such that power balance criterion is met, unit operating limits are satisfied and the fuel cost is minimized. With growing environmental awareness and strict government regulations throughout the world, it has become essential to optimize not only the total fuel cost but also the harmful emissions, both, under static as well as dynamic conditions. The static environment economic dispatch finds the optimal output of generating units for a fixed load demand at a given time, while the dynamic environmental economic dispatch schedules the output of online generators with changing power demands over a certain time period (normally one day) so as to minimize these two conflicting objectives, simultaneously. In this paper, the price penalty factor approach is employed for simultaneous minimization of cost and emission. The generator ramp rate constraints, non-convex and discontinuous nature of cost function and the large number of generators in practical power plants, make this problem very difficult to solve. Here, a fuzzy ranking approach is employed to identify the solution which offers the best compromise between cost and emission objectives.     

一种高效的同尺寸长方体的装箱算法

针对应用广泛的同尺寸长方体货品的装箱问题,本文运用分层装载方案,根据货品的长宽高采用三种不同的层高,利用动态规划算法分别计算三种层的最大装载量,再通过背包算法对层进行组合,得出装箱的最优方案。该算法复杂度低,装载方案简单。     

双轴加载条件下疲劳裂纹扩展的研究

在双轴加载条件下对Ⅰ型疲劳裂纹扩展进行了研究。载荷范围从0.08σ_s到0.71σ_3,包括比例加载和非比例加载。基于对Von Mises理论的讨论,提出一个新的力学参数。双轴加载条件下的弹塑性参数P成功地描述了双轴比例加载和非比例加载下的疲劳裂纹扩展。     

加载速率对结构钢力学性能和断裂韧度的影响

在常温下进行了常用建筑结构钢(16Mn和Q235B钢)动态拉伸和动态断裂韧度试验。试验结果表明，材料在动载下无论是屈服强度还是抗拉强度均有一定的提高，塑性有了一定的降低；由于缺口尖端区域温度的升高，常温下动载对于16Mn钢母材和焊缝的断裂韧度是有利的；Q235B钢常温下，焊缝的断裂韧度值较低，且动载对母材的断裂韧度影响较大，和静载相比动载下断裂韧度值降低了4倍有余，可以看出，Q235B钢的抗震性能较差。通过研究发现，对于低韧度水平的材料，研究动载下结构的断裂行为时．材料的强度也应该作为一个考虑因素。     

高温水冷后循环加卸载条件下花岗岩的渗透性

针对水下隧道火灾喷水灭火降温过程中围岩的渗透性问题,对高温水冷后循环加卸载条件下花岗岩的渗透性开展了试验研究.以高温(25、400和900 ℃)水冷后的花岗岩试样为研究对象,通过轴向压应力循环加卸载过程中气体渗透性试验,研究花岗岩渗透率变化规律.结果表明:轴向压应力循环加卸载试验过程中,花岗岩试样的卸载模量随着高温水冷处理温度升高而减小,随着轴向压应力增大,卸载模量总体呈上升趋势,气体渗透率随温度升高而增大;花岗岩BET比表面积与BJH孔体积在900 ℃高温水冷后明显减小.     

AN EXPERIMENTAL-NUMERICAL METHOD FOR MEASURING CRACK PROPAGATING VELOCITIES UNDER STRESS WAVE LOADING

An experimental-numerical method for measuring dynamic crack propagating velocities under stress wave loading is established in this paper. The experiments of the three-point bend specimen are done on the improved Hopkinson bar. Deflection of loading point, dynamic load and instantaneous crack length are measured, then crack propagating velocities are calculated. Experiments on 40Cr steel show that the results given by this method have a good agreement with that obtained by the resistance fracture gage method. Therefore this method is feasible for measuring crack propagating velocities under high loading rate and will have wide application.     

机动车辆装载问题的一种混合遗传算法实现*

针对货物装载地和运送目的地均已确定情况下的车辆装载问题,给出了基于遗传算法求解的数学模型,并对基本遗传算法的各个算子针对问题的特点提出了改进方法,同时引入启发式策略,形成了一种混合遗传算法.该算法的特点是各个算子都以提高算法收敛速度和解的最优性为目标,同时种群大小是动态变化的,以求在保证群体多样性的同时加快收敛速度.实验结果表明,该算法对求解此类问题是有效的.