热疲劳作用对混凝土力学性能及微观结构的影响

我国西北地区日、年温差大,混凝土经历着温差产生的热疲劳劣化。保持环境湿度恒定,在20 ℃、30 ℃、40 ℃温差下开展两种强度等级的混凝土热疲劳试验,测定其抗压强度、劈裂抗拉强度等宏观性能变化规律;通过超声无损检测技术和压汞试验测定微观结构。结果表明:热疲劳劣化效应明显,随循环温差的增大和循环次数增加,混凝土强度下降明显,C40混凝土下降幅度大于C25混凝土,且劈裂抗拉强度较抗压强度对热疲劳作用更敏感;超声波速呈减小趋势,说明混凝土内部裂隙缺陷增多;同一循环温差下,混凝土的孔隙率、孔隙总体积、平均孔径、中值孔径、最可几孔径随温差循环次数增加而增大,孔隙总表面积减小,孔隙结构表现出粗化的特征且呈劣化的趋势,C40混凝土的孔隙率小于C25混凝土,但其孔隙率相对变化值更大,从微观层面揭示了混凝土在热疲劳作用下强度损伤的内在原因。     

基于响应面法的硅溶胶注浆材料配比优化研究

硅溶胶注浆材料具有可注性好、凝胶时间可控、环保无毒、耐久性高等优点,但常规的硅溶胶固砂体抗压强度偏低,其推广应用受到了一定限制。本文通过单因素实验分别研究了胶凝剂种类、胶凝剂浓度、硅溶胶与胶凝剂质量比、注浆材料pH值对硅溶胶固砂体抗压强度的影响,同时通过响应面法研究了胶凝剂浓度、硅溶胶与胶凝剂质量比、注浆材料pH值交互作用对抗压强度的影响。试验结果表明:单因素对抗压强度影响的显著程度依次为胶凝剂浓度、注浆材料pH值、硅溶胶与胶凝剂质量比;双因素交互作用对抗压强度影响的显著程度依次为胶凝剂浓度和注浆材料pH值、胶凝剂浓度和硅溶胶与胶凝剂质量比、硅溶胶与胶凝剂质量比和注浆材料pH值。采用响应面法获得的硅溶胶固砂体抗压强度最优配比为胶凝剂质量浓度为7%,硅溶胶与胶凝剂质量比为7 ∶1,注浆材料pH值为7。响应面法的预测值和实测值误差较小,表明响应面法可用于硅溶胶注浆材料的配比优化。     

矩形高强钢管混凝土壁板弹塑性屈曲及-宽厚比限值解析解

钢管混凝土壁板的局部屈曲可通过限制其宽厚比来避免。为了得到矩形高强钢管混凝土柱壁板的宽厚比限值,将其简化为受混凝土单侧约束板,以薄板的弹塑性局部屈曲理论为基础,采用Bleich近似计算方法和Ramberg Osgood高强钢材本构模型,推导出了受单侧约束板在均布压应力作用下的弹塑性屈曲应力,得到了矩形高强钢管混凝土柱壁板宽厚比限值的解析解。进而采用有限元模型进行了屈服强度为460~960MPa、宽厚比为20~60共计168组矩形高强钢管混凝土轴压构件的有限元模拟,模拟结果与已有的试验结果验证了所提出的宽厚比限值解析解的可靠性。与现行各国相关规范的对比分析表明,所提出的宽厚比限值解析解与欧洲BS EN 1994-1-1的计算结果仅相差3%。建议在设计矩形高强钢管混凝土柱时,壁板的宽厚比限值可偏保守地取本文解析解和BS EN 1994-1-1计算结果的较小值。     

基于非对称阿基米德Copula的多变量水文干旱联合概率研究

推导了5种常用3维非对称阿基米德Copulas函数的条件Copulas和密度函数,阐述了这类Copulas函数研究水文干旱特性联合分布的应用技术问题。以渭河流域北洛河状头站的径流序列为例,干旱变量的边际分布参数分别采用矩法、概率权重法、极大似然法和遗传算法进行计算和选优,并进行了分布函数拟合度检验。变量相依性的度量表明干旱变量间有较强的相依性;根据AIC,BIC和RMSE准则,M12 Copula拟合效果最优。最后,进行了M12 Copula的拟合度检验,计算了北洛河状头站3维水文干旱变量组合的联合概率、条件概率和相应的重现期。     

我国堤防道路管理存在的问题分析及发展设想

目前我国堤防道路在管理上存在缺乏横向协调机制、规划目标模糊、管理归属不明、限行措施不当、道路附属设施不完善和出入口设置不合理等问题。解决问题的关键是建立协调机制、明确堤防道路的功能、制定灵活的管理措施、建立堤防道路功能分类分级体系、合理设置上堤入口。提出了融入周边路网、充分发挥交通作用,转变建设思路、优化整合各类功能,结合当地特点、带动相关产业发展以及树立还岸于民、尊重自然理念的堤防道路发展设想。     

倾斜柱框架弹性屈曲分析

为研究倾斜柱框架的轴力所产生的水平分力对荷载的抵消作用及对框架侧移减少的影响,进行了倾斜柱框架的一阶弹性屈曲分析。通过对倾斜框架柱和规则框架柱的内力计算,推导了不同倾斜角度的框架顶点相对侧移和临界荷载,给出了倾斜柱框架柱的转角位移方程,用转角位移法对多层多跨倾斜柱框架无侧移和有侧移时的稳定性进行了分析;结果表明,柱倾斜极大地改变了结构的受力状态,使内力降低;框架柱的倾斜角度变大时,结构的顶点相对侧移迅速减小,而临界荷载亦明显增大。     

黄土区水库库岸稳定分析

黄土区的水库岸坡失稳以塌岸形式居多,并且带来较大的危害。从岸坡临空面土体的土压力及水压力的角度对库岸失稳的机理进行分析,认为岸坡失稳的主要因素是水的作用,当水位骤降时,坡土体两侧的土压力和水压力平衡现象被打破,进而导致了塌岸现象的出现。     

寒区输水渠道衬砌与冻土相互作用的冻胀破坏试验研究

寒区输水渠道冻胀破坏直接影响着工程安全及效益发挥,基土冻胀变形及其与结构相互作用共同导致衬砌冻胀破坏发生。采用低温室循环供冷,模型槽底部砂砾石层补水,设计衬砌渠道低温冻胀模型试验,研究渠基土体的温度场、水分场、变形场和衬砌位移之间动态耦合规律,对比观测了冻融试验前后渠基土横剖面物理性状的变化。研究表明:引起基土冻胀变形的水分迁移量及结冰量受温度梯度、冻结速率控制,也受土体初始含水率的制约;渠道断面形状影响渠道的温度边界和热传导,使各部位冻结速率及冻胀变形不一致。渠基土冻结过程中兼有冻胀和挤密,土体受挤压程度同样受渠道衬砌及断面形状的影响,土体内应力复杂。渠基土冻胀与衬砌位移不协调,导致渠底衬砌与土体脱空且偏心受拉。土体冻结时与衬砌间形成接触分凝冰层,传递作用力;温升融化时,接触分凝冰层消融,表层土体强度丧失,造成渠坡滑动失稳破坏和衬砌结构大面积的滑塌。     

DEM和土地利用分辨率对SWAT水沙模拟效果的影响——以泾河流域为例

DEM和土地利用的数据精度影响水文模型的模拟效果。以泾河流域为对象,选取毛家河、杨家坪和张家山3个水文站作为控制站,分别利用9组不同分辨率的DEM和土地利用数据（分辨率范围均为30～3 000 m）构建了100个SWAT模型,探究输入数据精度对水沙模拟效果的影响,并采用TOPSIS理论方法对模型进行综合评价。研究表明：DEM分辨率会影响流域的边界和河网提取,且流域特征信息会随分辨率的降低而发生丢失;当DEM分辨率低于1 000 m时,需使用SWAT中的Burn in工具,才能完成流域边界与河网的准确提取;HRU的数量随DEM分辨率的下降而减少,而土地利用分辨率对HRU数量的影响不显著;当分辨率变化较大时,DEM对参数敏感性造成的影响要大于土地利用;在构建的毛家河、杨家坪和张家山3个站点的模型中,DEM和土地利用分辨率的最优组合分别为750和300 m、30和90 m以及150和3 000 m。该研究可为流域水沙模型构建与模拟精度提升提供方法与技术参考。     

竖向应力对堆石料降雨湿化变形影响研究

堆石料遇水后产生的湿化变形对堆石坝的安全运行造成一定影响,但目前对降雨作用引起的堆石料非饱和湿化变形的认识还不够充分。以某工程软岩堆石料为研究对象,开展不同竖向应力条件下的降雨湿化变形试验,分析材料湿化变形基本规律及竖向应力对材料湿化变形的影响。结果表明：不同竖向应力条件下材料湿化变形发展规律相似,其湿化应变增长经历了快速、缓慢及稳定三个阶段,各阶段湿化变形量值、发展速率及稳定时间有所差异;竖向应力对初次降雨时材料湿化变形的影响十分显著,随着竖向应力的增大,湿化应变时程曲线呈完全不同的发展趋势。同时,分析了竖向应力对多次降雨循环下材料湿化变形的影响,发现低竖向应力时材料颗粒滑移、位置重排引起了大部分湿化变形,其应变增加幅值小;竖向应力较高时,颗粒破碎等加剧了湿化变形的发展,应变大幅增加;随着竖向应力的进一步增大,颗粒破碎率降低,试样密实度提高,颗粒间咬合约束作用凸显,湿化变形增幅减小。