延边地区季节冻土变化及其对气温变化的响应

为研究延边地区的冻土与气温变化的响应关系,利用1965—2018年延边地区季节冻土的逐月冻土深度、冻结初终日期、月平均气温等资料,采用气候倾向率、小波分析、Mann -Kendall 检验、Pearson相关系数等方法对其进行了分析.结果表明:①延边地区冻土深度呈逐年变浅趋势,冻结日数呈逐年缩短趋势,气温呈逐年升高趋势,三者的气候倾向率分别为-6.48 cm/10 a,-4.30 d/10 a, 0.26 ℃/10 a.②冻土深度存在着17～24 a、10～16 a和3～9 a的变化周期,其中以17～24 a为主周期.③冻土深度和冻结日数与年均气温呈显著负相关性,即气温每升高1 ℃,最大冻土深度减小19.24 cm,冻结日数缩短10.35 d.本文研究结果可为延边地区的生态环境保护以及工程建设和农业生产等提供参考.     

液力变矩器仿生叶片压降性能试验

为了提高液力变矩器的性能和效率,在改变叶轮和叶片常规参数的基础上,将仿生学技术融入到叶片设计和试验当中.首先介绍了仿生植物叶片表面和仿生动物皮肤表面设计叶片的思想,然后给出了仿生叶片的制造过程,最后利用研制的试验台对设计的仿生叶片进行了压降性能测试.试验表明,该仿生叶片的减阻特性优于光滑叶片,进而可减小液力变矩器的内部流动损失,提高液力变矩器的整体效率.该试验设计思路和实施过程还可为如何利用仿生学的思想解决工程实践中遇到的问题提供借鉴.     

塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源特征及其地质意义

根据砂岩岩石薄片、石英阴极发光和重矿物组合分析,结合沉积构造及地震解释成果,对塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源体系及其演化进行详细分析,确定了物源方向及母岩性质。结果表明:塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源主要来自北部南天山造山带物源区,以岩浆岩和变质岩母岩为主,兼有少量沉积岩物源的影响。其中,塔里奇克组砂岩中陆源碎屑岩岩屑含量较高,阴极发光条件下不发光石英含量较高,重矿物组合具有高锆石、白钛矿和磁铁矿含量以及低石榴子石含量的特征,母岩可能为上奥陶统—上三叠统早期沉积; 阿合组及阳霞组砂岩中岩浆岩岩屑含量升高,重矿物组合以较高的石榴子石含量为特征,阴极发光条件下石英主要为蓝紫色及棕褐色发光,其母岩主要来自二叠系及其下伏地层; 克孜勒努尔组及恰克马克组砂岩中变质岩岩屑含量明显升高,石榴子石含量极高,阴极发光条件下棕褐色发光石英含量增多,表明变质岩母岩的影响增强。晚三叠世—中侏罗世,研究区物源区母岩演化具有明显规律性,即晚三叠世受较多沉积岩母岩影响,早侏罗世岩浆岩母岩供给增多,中侏罗世以变质岩母岩为主。晚三叠世,库车坳陷东部南天山造山带大幅抬升,导致大量变质岩母岩卷入造山带遭受剥蚀; 早—中侏罗世,南天山造山带中段构造活动具有东西分段的特点,吐格尔明30团剖面以东早侏罗世砂岩率先具有高石榴子石含量的特点,而西部地区中侏罗世砂岩才大量出现石榴子石,表明南天山造山带中段的虎拉山及额尔宾山在早侏罗世隆升-剥蚀强烈,而哈尔克山在中侏罗世才进入强烈抬升期。     

岩溶区特大断面小净距隧道群综合探测成果分析

为保证某岩溶区特大断面小净距隧道群安全施工,采用高密度电阻率法勘探、钻探及声波测试对该隧道群围岩进行了综合探测。高密度电阻率法勘探成果显示测线内覆盖层厚度在0~1.3 m之间,强风化层厚度在4.0~21.0 m之间,基岩表面溶沟溶槽发育,并推测了存在溶洞的位置。声波测试结果显示隧道围岩为可溶岩,岩溶微发育;隧道围岩完整性系数在0.49~0.64之间。现场已施工的37个钻孔中,有2个遇溶洞/裂隙,钻孔遇洞率5%。高密度电阻率法勘探与钻孔及声波测试所得的地下地质体信息吻合。综合物探成果很好地解释了隧道群围岩的地质情况,可以作为岩溶区特大断面小净距隧道群隧道设计、施工的初步依据。     

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%。     

片麻岩骨料混凝土基本力学性能及其换算关系研究

为了研究片麻岩机制砂骨料混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度之间的关系,选取水胶比、机制砂砂率和机制砂石粉含量为配比参数,制备11组C50片麻岩骨料混凝土进行不同龄期的基本力学性能试验。根据试验结果,探讨了片麻岩骨料混凝土各力学性能受各配比参数变化的影响规律,采用数理统计回归的方法,对立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的换算关系进行了分析。结果表明:片麻岩骨料混凝土力学性能中受配比参数变化影响最大的是劈裂抗拉强度,其次是立方体抗压强度和轴心抗压强度,最小的是弹性模量; 拟合的片麻岩骨料混凝土劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、弹性模量与立方体抗压强度之间换算关系式,较GB 50010—2010中相应的关系式能更准确地反映片麻岩骨料混凝土立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的关系; 片麻岩骨料混凝土试块回弹值与立方体抗压强度的相关性很小。     

纳米黏土改良黄土力学性能试验研究

在陕西安塞地区黄土中掺入两种不同纳米黏土材料,设计不同掺量、含水率、养护龄期等多因素影响下的正交试验,并对改良后黄土进行三轴试验,分析凹凸棒土和纳米蒙脱土改善黄土无侧限抗压强度指标以及抗剪强度指标的变化特征,并采用SEM对两种纳米黏土改良黄土进行改善机理微观分析。结果表明:掺量为1%的凹凸棒土、掺量为2%的纳米蒙脱土对黄土抗压强度影响最为显著,在一定含水率下可使素黄土的抗压强度分别提高21%和42.3%; 两种纳米黏土改良黄土应力-应变曲线受试样干密度、围压及掺量的影响,干密度为1.35 g?cm^-3、围压为50 kPa的改良黄土有应变软化现象,干密度达到1.65 g?cm^-3时,4种不同围压下改良黄土应力-应变曲线均有应变硬化的趋势; 两种纳米黏土对改良黄土的抗剪强度指标影响效果显著,其中1%掺量的凹凸棒土、2%掺量的纳米蒙脱土可以使改良黄土的黏聚力分别提升61.02%和81.70%,内摩擦角分别提升27.86%和21.31%。     

复杂硐室交叉口转向挑顶施工力学行为研究

长大隧道的辅助坑道与正洞交叉段施工工序繁多,围岩易受到开挖扰动,进而产生失稳破坏。以伏牛山隧道为工程背景,借助有限元软件PLAXIS3D构建三维数值模型,模拟了辅助坑道进入正洞的施工过程,研究了小导洞转向挑顶施工及正洞反向台阶法开挖的施工力学行为与三维空间效应,分析了施工过程中围岩应力、拱顶沉降、洞周横向收敛位移及围岩塑性区演化规律。结果表明:横向通道交叉口段施工会导致交叉口附近风机房正洞围岩产生应力重分布,在正洞拱顶及右拱腰处形成拉应力,沿风机房纵向影响范围约为1倍洞径; 风机房拱顶最终沉降量为3.7～3.9 mm,在交叉口及其附近,以小导洞爬坡挑顶阶段和风机房正洞反向开挖通过时引起的拱顶沉降量最大,小导洞转向挑顶施工引起的拱顶总沉降量相对较小; 联络通道左侧进洞使得正洞左侧横向位移增加,进而导致正洞左右两侧横向位移呈现不对称分布; 交叉口处联络通道与风机房产生了连续的塑性区,塑性点主要在开挖侧壁,拱腰处最为集中,向上延伸至拱肩,拱脚处向下发展至一定深度; 针对小导洞扩挖施工过程中交叉口、上台阶侧壁、底面出现的少量受拉破坏点,施工中应对这些部位予以重点关注,及时施作初期支护,防止局部掉块。     

导弹飞行过程中动态载荷识别方法

导弹在飞行过程中的外部载荷会导致结构振动,从而引发燃烧不稳定。为了更好地理解燃烧不稳定性,预测外部载荷是很重要的。该文提出了一种基于神经网络的动态载荷识别方法。首先,设计并加工了导弹模型,进行有限元模态分析与模态试验,提取典型模态振动频率,验证了所使用有限元模型的合理性。该方法基于有限元模型开展仿真计算,神经网络由仿真结果中的足够样本数据训练,从而使神经网络能够识别典型载荷。搭建地面试验系统,开展地面激励实验获取相关数据,首先进行典型载荷识别,相对误差可达1.21%,验证了所训练神经网络的准确性和试验系统的可行性。随后对随机载荷进行识别,结果表明,用所提方法识别随机动载荷相对误差小于1.82%,该载荷识别方法具有良好的识别能力。对于导弹结构设计和发动机燃烧不稳定的预测具有重要意义。     

不同截面形式混凝土梁桥的竖向温度梯度效应分析

为分析不同规范中混凝土梁桥竖向温度梯度模式的差异,评估竖向温度梯度效应对混凝土梁桥的影响程度,总结了不同国家和行业规范中混凝土梁桥的竖向温度梯度模式,从梯度曲线形式和温度基数取值两方面讨论了效应计算结果的差异。选取了20多座不同结构体系、跨径和截面形式的混凝土梁桥,计算了在包括桥梁变形和截面应力在内的2种典型的竖向正温度梯度作用下的各项效应,与自重和汽车作用产生的效应作了对比。结果表明:不同规范的竖向温度梯度模式在梯度曲线形式和温度基数取值方面存在显著差异,它们对温度效应计算结果具有同等程度的影响; 顶部温差的影响深度越大,桥梁的变形和次生弯矩越大,考虑底部升温段时截面下缘有更大的自压应力; 不同的铺装层类型和气候条件造成桥梁温度基数取值存在差异,进而导致温度效应可能相差1.5倍～2.0倍; 相同结构体系和截面形式的中小跨混凝土梁桥随着跨径增大,自重效应占比增加,汽车和温度效应占比减小,但是温度和汽车效应的相对比例基本保持不变; 结构体系和跨径相同时,T梁的温度效应占比要比空心板和小箱梁高出0.6%～16.5%; 温度效应在一些效应类型中占有很大比例,温度作用引起的中小跨简支梁桥的变形和截面上缘应力能与自重和汽车效应相近,引起的中小跨连续梁桥的截面上缘应力能超过自重和汽车效应甚至两者总和,墩顶截面下缘应力能与自重和汽车效应相当,引起的大跨径连续箱梁桥截面上缘应力能超过汽车效应的数倍; 若考虑铺装层类型和气候条件的影响,在温度基数取值较大的梁桥上,温度效应占比可能更高。