不同加载状态曲线锚索沿程预应力损失试验研究

曲线锚索沿程预应力损失是影响衬砌结构应力分布的关键因素，获取摩擦系数和偏差系数尤其重要。开展不同加载状态曲线锚索沿程预应力损失研究，建立了模型试验平台，进行了不分级加载、分级加载和分级循环加载测试，分析了锚固端和张拉端受力特征、预应力损失变化规律、摩擦系数和偏差系数取值，并结合实际工程计算了曲线锚索任意点受力值。结果表明:曲线锚索沿程损失摩擦系数和偏差系数不仅与材料自身属性有关，还受到力学加载状态影响；与不分级相比，分级加载曲线锚索平均预应力损失由 8．47％ 降低至 3．63％，且各级荷载必须给予足够停滞时间，以保持预应力传递；分级循环加载曲线锚索预应力沿程损失大幅降低，而加载时长却较久，不适宜作为常规加载方式，宜作为极个别曲线锚索预应力值不能达标时的应急处置方案。     

有砟轨道路基翻浆冒泥模型试验系统的研发与应用

为研究既有线有砟轨道路基的翻浆冒泥机理，自主研发了一套能够模拟循环荷载–湿化耦合作用的模型试验系统。模型试样直径500 mm，由厚度分别为350 mm的路基土和200 mm的道砟组成，整个试样在高强度透明有机玻璃模型筒中制备完成。模型试验系统配备有监测荷载、位移、体积含水率和孔隙水压力的4种传感器，并通过高清相机对颗粒迁移过程进行图像捕捉。基于所研发的试验系统，针对辛泰铁路典型翻浆冒泥病害路段土样，开展翻浆冒泥模型试验。试验结果表明：动孔隙水压力是导致翻浆冒泥病害产生的关键因素。随着体积含水率的增加，动孔隙水压力引起的颗粒迁移量逐渐增加；在饱和状态下，会引起大量颗粒迁移，翻浆冒泥现象显著。试验结束时，道砟污染指数达到25%，在实际工程中已严重影响铁路的正常运营，有必要对污染道砟进行换填。     

不同进水流速对泵站进水池漩涡的影响

为探究泵站进水流速大小与泵站进水池水流流态、漩涡的产生与发展变化规律,结合泵站实际运行情况,建立引渠、前池、进水池和进水管的泵站物理模型和湍流数学模型,采用VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型对9种不同流速的泵站进水水流特性进行数值模拟,分析不同进水流速的泵站进水池水流流场分布、漩涡涡量的变化及分布规律。研究结果表明:当进水流速为0.322 2～0.564 2 m/s时,泵站表面漩涡的强度随进水流速的增大而增强:当进水流速为0.322 2～0.401 6 m/s时,进水池出现Ⅲ、Ⅳ型漩涡;当进水流速为0.483 5 m/s时,进水池出现Ⅴ型漩涡;当进水流速为0.520 8～0.564 2 m/s时,进水池出现Ⅵ型漩涡。将数值计算结果与模型试验结果进行对比,两者基本吻合。研究结果可为泵站工程设计提供参考。     

大藤峡大型轴流式水轮机参数选择

初步设计阶段选择大藤峡大型轴流转桨式水轮机参数时,采用多种统计公式计算、统计曲线进行对比分析,通过项目资料收集、向水轮机设计制造厂商征询等方法,确定水轮机比转速、单位流量、单位转速等模型参数;针对不同单机容量和左右岸布置不同机组台数的多个方案进行综合技术经济比选。在充分征询、分析研究和计算基础上提出推荐的水轮机参数。经过左岸三台机组招标定厂后,通过水轮机模型验收试验核定的真机参数与初步设计阶段推荐参数对比验证,得出大藤峡大型轴流转桨式水轮机参数选择合适可行的结论。     

不同侧垂直竖缝式鱼道水力特性试验研究

在山区峡谷中修建水利枢纽工程,能获得较大的发电效益,但同时也阻断了流域内洄游性鱼类的生态路线,对流域内鱼类生态造成较大的影响。本文以新疆北疆伊犁河流域内拦河枢纽工程为背景,采用不同侧垂直竖缝式鱼道进行水力特性实验研究,对不同工况下鱼道竖缝处流速和水深进行了研究分析,结果表明在不同水位工况下,鱼道内的流速保持在恒定状态下,满足鱼类洄游条件。     

基于模型试验的NPR锚索支护巷道变形及能量方程验证

为研究恒阻大变形锚索支护岩体能量转换规律,以淮南口孜矿301工作面运输巷为研究背景,基于相似理论,设计并进行NPR锚索支护圆形巷道物理模拟试验,并进行巷道变形及锚索受力规律的分析。试验结果表明,巷道变形与模型最大受力方向有关。加载前期,最大应力为垂向应力,变形以竖向变形为主,最大变形量为13 mm;中期水平应力最大,水平变形为主,最大水平位移量为47.6 mm;后期为等压阶段,巷道变形最为剧烈,巷道最终收敛为一不规则圆形;设计试验用微型恒阻锚索,并进行该锚索的拉伸实验,得到其关于受力及位移变形量的理论能量方程,并结合试验数据进行拟合对比,其能量曲线能够较好地吻合。从能量转化角度研究NPR锚索的工作原理,对于其现场工程应用有一定的指导意义。     

富水软弱层联络通道冻结温度场研究

以某富水软弱地层地铁联络通道冻结工程为研究背景,采用室内三维模型试验、ANSYS有限元数值分析及解析求解相结合的方法,研究了联络通道冻结工程中的土体温度场演化规律。室内三维模型试验研究结果表明,冻结试验开始后12 h达到预设温度-25℃,19 h后土体冻结帷幕形成,可得现场的积极冻结时间为50 d,维护冻结时间为29 d;土体冻结过程中,温度变化大致分两个阶段,第一阶段土体温度呈线性快速下降至0℃,第二阶段土体相变放热后,温度继续下降,最低温度为-15.2℃～-16.8℃,整个过程土体降温速度呈现先快后慢态势;在冻土融化阶段,土体温度随时间逐渐升高至室温,整个融化过程所需时间为冻结时间的3～4倍。有限元数值分析结果表明,在联络通道开挖后,冻结管圈内冻结壁平均温度有显著升高,而冻结管圈外冻结壁温度受影响较小。推导得到了双管冻结温度场解析解。