桥面典型车辆气动特性及车辆间挡风效应的数值模拟研究

强风不仅是大跨度桥梁设计的控制性因素,同时也会影响到桥上车辆运行的安全,车辆气动特性是研究车辆行驶安全性的前提。基于计算流体动力学（CFD）仿真平台,模拟计算了汽车工业研究协会（MIRA）小车和重型卡车典型车辆在横风作用下的气动特性,分析研究了典型车辆分别位于桥面上不同车道位置时车辆气动力系数随风偏角的变化情况;进一步模拟计算了重型卡车与小车之间的挡风效应,研究了车辆间相对位置对车辆挡风效应的影响。计算结果表明:不同车型以及不同的桥梁车道位置对车辆气动力均有不同程度的影响;重型卡车对MIRA小车有明显的挡风效应,MIRA小车气动力随着车辆间相对位置变化显著,重型卡车气动力也有一定改变。     

激发剂浓度对偏高岭土基地聚物性能的影响机制

研究了激发剂、固化温度等外部因素对地聚物力学性能的影响及其机制,以NaOH和Na₂SiO₃作为激发剂,通过正交试验考察了偏高岭土基地聚物的力学性能对激发剂模数、激发剂浓度、固化温度和固化时间等影响因素的敏感性。通过微量热、红外光谱和扫描电镜-能谱方法分析了激发剂浓度影响聚合反应过程及地聚物性能的作用机理。试验结果表明:激发剂浓度是影响地聚物力学性能的最关键因素,地聚物抗压强度随激发剂浓度增加而提高;次关键因素是激发剂模数,地聚物强度随激发剂模数增大而降低。随着激发剂浓度增大,聚合反应逐渐充分,地聚物力学性能也随之提高;激发剂浓度为80%时聚合反应趋向完全,地聚物强度提高到99.98 MPa,生成物Si/Al大于1。      

矿渣掺量及激发剂模数对偏高岭土基地聚物常温固化的影响

将粒化高炉矿渣(GGBFS)掺入偏高岭土(MK)中,研究了矿渣掺量对具有常温固化能力胶凝材料稠度、凝结时间及力学性能的影响,并通过X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FTIR),扫描电镜(SEM)等分析手段研究了偏高岭土-矿渣复合体系的反应机理.结果表明:将矿渣掺入偏高岭土能减小浆体的稠度,缩短其凝结时间;偏高岭土-矿渣复合体系可在常温下固化,得到具有较高强度的硬化浆体;在碱激发作用下偏高岭土-矿渣复合体系发生了地质聚合反应和矿渣水化反应,生成了N-A-S-H凝胶与C-S-H凝胶共存的结构;激发剂模数和偏高岭土与矿渣的质量比是影响反应产物强度的主要因素——矿渣掺量不高于40%(质量分数)时,反应产物的强度随激发剂模数增大而降低;矿渣掺量超过60%后,反应产物强度随激发剂模数增大而提高.     

横风下车桥系统气动特性的风洞试验研究

为考虑车辆和桥梁的相互气动影响,利用研制的测试装置,测试了不同工况下车辆和桥梁的气动力系数,讨论了风场的紊流特性、风速、前后车辆干扰、车辆横向距离对车辆气动力系数的影响以及车辆对桥梁静三分力系数的影响;通过分析研究车辆和桥梁表面压力测试结果,探究了车辆和桥梁气动特性发生变化的原因,验证了测试数据的准确可靠性。研究结果表明:风场的紊流特性、前后车辆干扰以及车辆横向距离对车辆气动力系数有较大的影响,而风速对其基本没有影响;另外,桥梁静三分力系数受车辆的影响也比较大。     

碱激发偏高岭土/矿渣复合胶凝体系反应水平及影响因素分析

考察了碱激发偏高岭土/矿渣复合胶凝体系中各原料和反应产物在不同pH值盐酸溶液中的溶解率,并通过X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等测试方法分析了偏高岭土及其碱激发硬化浆体的酸溶剩余物.结果表明：偏高岭土在pH=0的盐酸溶液中几乎不溶解,碱激发偏高岭土的酸溶剩余物（盐酸溶液pH=0～2）为偏高岭土,由此得到偏高岭土的地质聚合反应水平（以下简称反应水平）;矿渣在碱激发条件下几乎完全反应,其在多数情况下可提高偏高岭土的反应水平;当矿渣掺量一定时,偏高岭土的反应水平随碱激发剂模数的增大而降低,随液固比的增大而提高,且低矿渣掺量条件下,增大液固比所产生的促进作用更加显著;低碱激发剂质量分数条件下,偏高岭土反应水平随矿渣掺量的增加而提高;高碱激发剂质量分数条件下,偏高岭土的反应水平随矿渣掺量的增加先升后降,且与偏高岭土最高反应水平相对应的矿渣掺量逐渐减小.     

邻近高耸建筑对小区风环境的影响试验研究

风环境是评价人居生活质量好坏的重要指标,随着国民经济的快速发展,越来越多的高耸楼宇应运而生,这些楼宇会较大程度地改变已有小区的风环境,给小区居民正常生活带来困扰,而当前对该问题的针对性研究还十分匮乏。以长沙通用时代国际社区为研究背景,利用大尺度风洞（10 m×3 m×21 m）对新增高耸建筑后的小区风环境进行了全方位、多工况试验研究,并基于超越概率法对有无新增高耸建筑小区风环境舒适度与危险度进行定量评估。结果表明：城市小区平均风剖面与湍流度剖面指数值要远高于规范值,表明城市小区具有较大的地表粗糙度。新增高耸建筑会显著改变其邻近区域风环境,如高耸建筑对通用时代小区100、200、300 m范围内平均风速分别造成了25%、6%和2%的加速作用,在增加高耸建筑后小区风环境舒适度与危险度超越概率最大值分别增加了2倍和6倍。     

双向偏心受压H型截面构件弯扭屈曲稳定极限承载力研究

本文对16根H型截面试件进行了双向偏心受压弯扭屈曲试验研究。利用影响系数矩阵法编制了考虑初始变形、残余应力以及柱端翘曲条件影响的理论计算程序,分析了初始变形等因素对双向偏心受压柱性能的影响,并对钢结构设计规范GBJ17-88中压弯构件稳定设计公式进行了讨论。     

加载途径对钢压弯构件稳定极限承载力的影响

本文说明了影响系数矩阵本质上即为牛顿-拉夫逊(Newton-Raphson)迭代法中的切线刚度矩阵。在文献[2][3]的基础上,研究了非比例加载条件下压弯构件的极限承载力以考察加载途径的影响。最后,还讨论了加载途径对钢结构规范(GBJ 17-88)中压弯构件稳定设计公式的影响。     

偏高岭土-矿渣基地聚物与花岗岩骨料界面的分布特性及影响因素

以碱激发偏高岭土-矿渣作为胶凝材料、花岗岩为骨料制备地聚物混凝土,通过扫描电镜SEM-EDS及显微硬度分析研究地聚物与骨料的界面粘结区的微观结构、分布,以及液固比和骨料尺寸对地聚物-骨料界面的影响。研究结果表明,在地聚物与骨料的界面区域存在界面过渡区(ITZ),包含了以N-A-S-H凝胶为主的固相和收缩裂缝,化学组分与地聚物凝胶有较大不同。界面过渡区沿骨料周围不同位置表现出明显的分布不均匀特性,骨料下缘处的界面过渡区的微观结构和硬度都显著更差。随着液固比及骨料半径的增大,其分布的不均匀性增加:骨料下界面ITZ中的裂缝宽度增大,N-A-S-H凝胶厚度减小且强度降低;但配比及骨料尺寸对骨料上界面及侧界面的ITZ影响并不显著。骨料下界面ITZ应是偏高岭土-矿渣基地聚物混凝土的薄弱区域。     

风屏障对平层公铁桥上列车气动特性影响的风洞试验研究EI北大核心CSCD

基于列车测压试验,以平层公铁桥梁和CRH2列车为背景,分析了风屏障对平层公铁桥上列车表面风压分布的影响,研究了有无风屏障时列车表面压力以及气动力的跨向相关性的变化规律。研究结果表明:设置风屏障后,列车迎风面与背风面、顶面和底面风压差随风屏障透风率的减小而减小,使得列车总体侧力和升力减小,风屏障透风率为20%时,列车表面脉动压力分布较均匀,有利于桥上列车运行时的安全与舒适。风屏障的防风效果不会随着风屏障高度的增加一直变好,透风率为40%时,风屏障存在一个最优高度3.5 m。风屏障透风率对列车迎风面以及顶面圆弧过渡段表面风压的影响明显大于高度。设置风屏障后,列车底面和背风面测点压力跨向相关性更好,风屏障的挡风效应增强了这两部分展向流场的一致性,使流体的脱落点更一致。随着跨向间距的增大,气动力的相关性越来越差,风屏障对气动力的跨向相关性较无风屏障时弱,设置风屏障时跨向间距超过5倍列车高,气动力完全不相关。