红土镍矿流态化特性的模型试验研究

通过室内小型振动台模型试验,对船载红土镍矿的流态化特性进行了研究。基于数字图像采集和分析,揭示了红土镍矿流态化的演化过程。分析了含水率、加速度等因素对红土镍矿流态化特性的影响以及孔隙水压力和含水率在流态化过程中的变化规律。试验结果表明：水分迁移是造成红土镍矿形成流态化的主要原因;含水率是影响红土镍矿流态化发生的关键因素,建议实际运输中控制与本试验相同的红土镍矿含水率在31.0%以下;加速度大于某一临界值时,加速度对红土镍矿流态化特性才有较大影响。研究对减少红土镍矿在船运过程中流态化风险有重要的意义。     

最近邻抽样回归模型在纵向地表沉降预测中的应用

针对传统方法在盾构法施工地表沉降预测中过于形式化和数学化的缺点,本文引入最近邻抽样回归模型(NNBR)。将盾构法施工引起地表沉降的因素分为三类:结构类、地质类和施工参数类,结合NNBR模型的计算特点对不同种类的因素采取不同的处理措施:结构类因素视为常量;按照能否形成免压拱将地质土层分为两类,计算距离系数时同类地层中的地质类因素视为常量;施工参数类因素的影响近似用隧道埋深和盾构平均掘进速度来衡量。由于NNBR模型对纵向地表沉降进行预测时可忽略常量因素,从而大大简化诸多次要因素对预测结果的影响,最终可以隧道埋深和盾构平均掘进速度为预测因子来预测纵向地表沉降。结合工程实例,证明预测因子选择的合理性以及NNBR模型在纵向地表沉降预测中的实用性。     

循环荷载下铁精矿动力特性试验研究

利用空心圆柱扭剪仪（HCA）施加竖向#x02014;环向耦合循环荷载模拟波浪荷载的作用,对船载散装铁精矿进行了动力特性试验。通过对动应变、动强度和孔隙水压力变化曲线进行分析,探讨了含水率、动应力和振动周数等因素对铁精矿动力特性的影响。试验表明：含水率是影响铁精矿动力特性的关键因素。铁精矿存在临界含水率,如果超过这一临界含水率,铁精矿即使在较小的动应力、足够长的振动周数下,也会缓慢发展达到破坏状态。而高含水率的铁精矿试样即使在较小的动应力作用下也会迅速发生破坏。对比常规动三轴试验,可以发现竖向-扭向循环耦合剪切试验得出的铁精矿动强度随含水率的增加而迅速降低。研究可为实际船载铁精矿提供安全的含水率范围。     

散装铁精矿流态化特性的模型试验研究

通过室内小型振动台模型试验,对船载散装铁精矿在动力荷载下的流态化特性进行研究。基于数字图像采集和分析,揭示散装铁精矿流态化的演化过程;同时分析含水率、加速度、密实度等因素对铁精矿流态化特性的影响。试验结果表明：含水率是影响铁精矿流态化发生的关键因素且存在含水率临界值;而加速度对含水率低于8%的铁精矿基本无影响;密实度的增加能够减缓铁精矿流态化演化历程,但不能阻止流态化的发生。同时还提出铁精矿安全含水率的建议和流态化预防措施。研究成果对更好地了解铁精矿安全含水率的范围和减少散装铁精矿在载运过程中的流态化风险有重要的意义。     

基于剪切散斑干涉的薄壁金属粘接质量评估

薄壁金属粘接结构是国防工业中常见的结构类型,其界面粘接质量无损评价一直是国内外研究的热点和重点。本文基于数字剪切散斑干涉技术,利用四步相移法构建了剪切散斑干涉测量系统,详细分析了铝蒙皮粘接铝合金平板试件上不同粘接质量区域在负压载荷下的剪切散斑干涉条纹和离面位移场。实验结果发现粘接质量高低可通过剪切散斑干涉条纹图疏密程度表征。干涉条纹随着粘接质量增强逐渐稀疏,在局部弱粘情况下会出现类似脱粘状态的条纹分布。此外,本文利用Cohesive单元模拟胶粘层,计算分析了铝蒙皮粘接试件有限元模型在负压加载下离面位移场。数值结果与光测实验结果相吻合,验证了利用剪切散斑干涉技术评价薄壁金属界面粘接质量的可行性。     

循环荷载下老黏土的动力特性试验研究

本文利用GDS动态循环三轴仪施加竖向循环荷载对武汉地区具有代表性的老黏土进行试验研究,主要分析了老黏土在模拟地铁振动荷载作用下的动力特性。通过对孔隙水压力变化和残余应变发展曲线的分析,探讨了下不同固结比、动应力比、卸荷比等因素对老黏土动力特性的影响,并综合各因素总结出老黏土的动力响应规律;通过与软粘土和淤泥质土的已有研究成果进行对比分析与讨论,提出了合适老黏土的孔隙水压力发展模型及残余应变经验公式。本文的研究对地下工程设计中认识老黏土的物理力学特性等具有一定意义。     

基于剪切散斑干涉无损探伤的缺陷深度测量北大核心CSCD

基于激光剪切散斑干涉技术构建了无损检测系统,通过对铝合金平板钻圆形盲孔覆橡胶层的方式制备了设有不同尺寸和深度的内部缺陷的复合材料粘接试件,利用施加负压激励研究了不同负压值下试件内部缺陷所在表面的散斑条纹和离面位移情况,并结合有限元计算验证了检测系统有效性。结果表明:相同缺陷深度和负压值下,缺陷尺寸越大,散斑条纹级数越多、离面位移越大;相同缺陷尺寸和负压值下,缺陷深度越深,散斑条纹级数越小、离面位移越小。在利用该剪切散斑干涉无损检测系统准确获取内部缺陷的形状、位置和尺寸等信息的基础上,进一步基于弹性薄板理论推导了缺陷深度。缺陷深度测量精度随缺陷尺寸增大而提高,同时随深度增大而降低,直径为20 mm深度小于1 mm的圆形缺陷深度测量误差值小于10%。本文研究为复合材料粘接结构内部缺陷的深度检测提供了有效途径。