不同冻融循环次数下胶凝砂砾石抗冻性能的试验研究

为研究胶凝砂砾石的抗冻性能,做了不同水胶比和养护龄期的标准试件的室内试验,研究了不同冻融循环次数下试件的抗压强度。结果表明,水胶比由0.6增大至1.4时,胶凝砂砾石抗压强度先增大后减小;水胶比为1.0时,胶凝砂砾石抗压强度最大。经历冻融作用后,水胶比为1.0的胶凝砂砾石试件的抗压强度仍最大。不同养护龄期下胶凝砂砾石的抗压强度差别较大,养护龄期越长,冻融循环作用后的抗压强度越大。相同冻融循环次数下,养护龄期为28d的胶凝砂砾石比养护龄期为7d的胶凝砂砾石的抗压强度高出57%~76%左右。     

基于轴-径环状分层CT扫描的岩石冻融损伤分析

为研究岩石在冻融循环作用下的破坏损伤机理,结合CT扫描分析法,提出了一种基于轴-径环状分层精确CT扫描的岩石冻融损伤分析方法,将该方法运用于三峡库区砂岩的冻融循环损伤分析,并对各阶段损伤砂岩进行三轴加载试验。结果表明,同一冻融循环次数下,砂岩体积CT值由外向内不断增大,且越靠近外圈层体积CT值减幅越大;随着循环次数增加,损伤变化表现为由外向内的渐进式损伤破坏,在初始损伤阶段,损伤集中于砂岩外层,体积CT值、三轴峰值应力及破坏应变变幅较小;深层损伤阶段,砂岩外部外圈剥落,冻融损伤侵入内部,此时体积CT值、三轴峰值抗压强度及破坏应变变幅明显增大。该方法对岩石冻融损伤分析及冻融灾害防治具有重要的现实意义。     

冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下湿筛混凝土超声波波速与抗压强度的关系

为研究超声波对冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下水工混凝土的检测效果,开展了冻融循环与硫酸盐(5%Na2SO4)侵蚀耦合作用下湿筛混凝土试验,利用超声波检测仪测试分析了波速随冻融循环次数的变化规律及波速与抗压强度之间的关系。结果表明,波速随冻融次数的增加而逐渐减小,尤其是200次以后急剧下降,波速与冻融次数之间呈抛物线关系,并与抗压强度密切相关,可以反映出湿筛混凝土的抗冻性能变化,为运用波速评价冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下湿筛混凝土的损伤性能提供了理论依据。     

盐冻作用下掺粉煤灰混凝土超声波波速测强理论模型

在室内模拟了盐冻(5%Na_2SO_4)作用下掺粉煤灰水工混凝土抗冻性试验,探究了超声波波速及抗压强度随冻融循环次数的变化规律及波速测强理论模型。结果表明,超声波波速及抗压强度随着冻融循环次数的增加而不断下降,冻融150次后内部冻融损伤不断积累加快,掺入粉煤灰对抗冻性产生不利影响;建立了波速测强指数关系理论模型及相对超声波波速与抗压强度损失率之间的指数关系式,发现当抗压强度损失率达50%时,相对波速降为85%,这为运用超声波无损检测手段评价盐冻条件下掺粉煤灰水工混凝土的抗压强度提供了理论模型依据。     

冻融劣化与荷载预损伤对混凝土应变率效应的影响分析

利用10MN多功能三轴仪和TR-TSDRSL冻融仪,对历经不同冻融循环后混凝土进行一定幅值的加载历史后,按照不同加载速率单调加载直至破坏,开展了冻融劣化混凝土单调荷载历史后的单轴试验。试验结果表明,冻融劣化混凝土预加载历史与峰值应变和残余变形皆呈一次线性关系,同干燥状态下混凝土预加载历史和峰值应变的关系相同;随应变速率和预加载历史的提高,冻融劣化混凝土弹性模量单调增大,预加载历史的增强作用更明显,两类变化均存在明显的阈值;分析了混凝土的破坏形态与破坏机理,冻融劣化混凝土加载过程存在一个"压密"过程,应力应变全曲线在峰值应力处存在"应力平台",冻融次数越大,"应力平台"持续应变越长。     

冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下碾压混凝土性能研究

为研究冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下碾压混凝土层面的性能,设计并开展了碾压混凝土层面性能的相关试验,通过测试碾压混凝土质量变化、相对动弹性模量、硫酸根离子侵蚀浓度变化及层面损伤层厚度,分析了碾压混凝土在冻融与Na₂SO₄溶液耦合作用下的损伤机理。试验结果表明,水胶比对碾压混凝土层面各项性能影响显著,碾压混凝土水胶比越小,其水泥水化程度越高,骨料间的浆体粘结性能也越高,相应各项层面性能的抗侵蚀抗冻耐久性越好;当冻融循环次数达到75~100次后,双因素耦合作用下的试件各层面评价指标劣化速率增快,层面损伤程度开始逐步高于单一冻融破坏。     

冻融循环对混凝土静态双轴受压力学特性的影响

对不同冻融劣化程度的混凝土进行了不同侧压(0、0.06f_c、0.12f_c、0.18f_c、0.24f_c,其中f_c为单轴抗压强度)下的静态(应变速率10~(-5)/s)单双轴压缩试验,分析了冻融次数和侧压力大小对混凝土的峰值应力、峰值应变及弹性模量的影响。结果表明,混凝土的单轴和双轴抗压强度均随冻融次数的增加而减小;冻融次数越多,混凝土峰值应力随侧压的增加,其增幅越大;混凝土单轴受压时的峰值应变随冻融次数的增加而增大;相同冻融次数的混凝土,其峰值应变随侧压的增加呈先增大后减小的趋势,冻融次数越多,峰值应变的拐点所对应的侧压越小,侧压对混凝土峰值应变的敏感性受冻融次数的影响越显著;混凝土的弹性模量随冻融次数的增加逐渐减小;混凝土未冻融时,弹性模量随侧压的增加而增大,而冻融劣化的弹性模量随侧压的增加无明显改变。     

粒径对松散煤体自燃影响的试验分析

为了研究粒径对松散煤体自燃的影响,利用自制试验装置对松散煤体进行了绝热低温氧化试验.在试验过程中,对煤样的温度及试验装置出口氧体积分数进行监测,得到了各煤样的氧化升温及耗氧规律.研究结果表明,总体上煤样的平均氧化升温速率和在同一温度下的耗氧速率随煤样粒径的增加而减小,耗氧及温升拐点出现也较晚;煤样粒径与拐点温度近似呈对数函数关系,与拐点出现时间近似呈二次抛物线函数关系;混合煤样的氧化升温过程受其比表面积和空隙率的共同影响,粒径越小,空隙率对混合煤样氧化升温的影响比重越大;混合煤样加权粒径越小,各粒径煤样间的相互影响越强;混合煤样中各煤样间的粒径差距越大,煤样间的相互影响越弱.     

不同引气剂掺量早冻混凝土力学性能及孔结构分形特征

为研究水工混凝土材料在冻融循环与盐侵蚀耦合作用下构件性能演变规律，选取不同引气剂掺量(0、0.005%、0.01%)的早期受冻试件，置于质量分数为3.5%氯化钠+5%硫酸钠复合溶液内进行冻融循环试验，并基于核磁共振技术(NMR)—分形理论，构建混凝土孔体积分形维数与试件抗压强度间的耦联关系。结果表明，在混凝土材料中适量加入引气剂，可有效提高盐冻作用下构件的弹性模量、抗压强度等力学性能，并可改善孔结构，提高抗冻性；核磁共振测试的混凝土孔体积分形维数随着冻融循环次数的增加逐渐减小，表明引气剂的加入可改变初始状态下混凝土内部孔隙结构，且随着引气剂掺量的增加效果更为明显；结合分形理论建立的孔体积分形维数与抗压强度关联模型，发现分形维数D_MAX与抗压强度的最佳函数关系近似指数函数，回归系数R²均大于0.85,拟合效果良好，可为混凝土结构的耐久性评估提供参考。     

延迟效应对水泥改良粉细砂工程特性的影响分析

针对戈壁地区水泥改良粉细砂作为工程材料碾压结束检测后压实系数难以达标的问题，综合分析后发现现场施工及检测未考虑水泥改良粉细砂的时效性，通过设计不同延迟时间下水泥改良粉细砂的击实试验及无侧限抗压试验，分析延迟时间对水泥改良粉细砂击实特性及强度特性的影响。同时考虑季冻区路基经受冻融循环后强度变化，设计在延迟时间影响下水泥改良粉细砂的冻融循环试验。结果表明，随着延迟时间的增大，水泥改良粉细砂的最大干密度先增大后减小，最优含水率先增大后趋于平缓再增大；饱和7 d无侧限抗压强度和冻融循环后强度均随延迟时间的增大逐渐减小；掺和料内部水泥水化形成的结构在经历碾压成型后已受到破坏，降低了水泥效力。     

基于面元法和FEM的海上浮式风力机叶片动力响应研究

考虑水动-气动耦合模型，研究海上浮式风力机在风浪作用下动力响应的数值模拟方法。采用速度势面元法求解浮式风力机叶片压力分布以及时变气动载荷；建立NREL 5 MW风力机的有限元模型，通过瞬态分析得到叶片的变形和应力分布。计算表明，在展长方向，越靠近叶根处，应力值越大；在弦长方向上，越靠近前缘点应力值越大。和风载荷单独作用相比，波浪载荷导致浮式平台产生较大幅度的纵荡和纵摇运动，能量传递到上部风力机后导致叶片的变形和应力更大。     

气泡喷嘴下游雾化与流场特性的研究

本文用激光粒子动态分析仪（ＰＤＡ）测量了水平喷射的气泡雾化喷嘴下游不同截面上的雾化液滴平均直径和速度分布，用水在常温，常压下进行试验，液体的喷射压力变化范围为１５０～５５０ｋＰａ；气液比的变化范围为０～０．１２。研究了随着喷射距离的增大，气泡喷嘴的雾化与流场特性的变化规律，试验结果表明，沿着喷射方向，与喷孔一定距离内，气泡喷嘴的液雾存在明显的扩散过程，气泡喷嘴的喷雾速度呈典型的抛物状分布，在喷雾轴     

刷式密封泄漏流动特性数值模拟

将刷式密封区域视为多孔介质,建立刷式密封CFD数值分析模型;结合FLUENT软件,通过求解Non-Darcian多孔介质模型的能量方程和(RANS)完全雷诺平均方程的方法,对影响刷式密封泄漏流动规律的一些物理量,比如刷式密封栅栏高度、间隙大小、压比和刷丝束宽度等进行了相关模拟研究;推导并验证了文中所应用的多孔介质阻尼系数。结果表明:在相同压比情况下,栅栏高度越低,泄漏量越大。刷式密封泄漏量会伴随压比变化呈线性变化。对于相同的栅栏高度,随着压比的增加,泄漏量均呈直线上升。     

含裂纹损伤叶片在切变来流下的应力耦合性分析

针对含裂纹损伤风力机在运行过程中产生的失效现象，将切变来流作为入口条件，基于流固耦合原理，分析含不同形式裂纹损伤的风力机叶片应力分布规律。通过无人机现场实验得知，裂纹主要集中于叶根（r/R=0.10截面）和叶中（r/R=0.50截面）后缘部位。单叶片在30°方位角时应力最大，额定风速下分布于叶根的裂纹受力最大，为33.34 MPa。强风风速下分布于叶中的裂纹受力最大，为44.31 MPa。重力载荷主要影响叶根部位的受力，气动载荷则主要作用于叶中，风速越大，叶中部位的裂纹越容易产生扩展。同时，沿弦向分布的裂纹，其扩展趋势最强。对于叶根处裂纹而言，若使叶片产生失效，裂纹长度需达到弦长的1/2、深度需达到叶片厚度的1/2；对于叶中处裂纹而言，若使叶片产生失效，裂纹长度需达到弦长的3/8、深度需达到叶片厚度的1/3。     

管内插入网状肋强化换热的数值研究

采用三维数值模拟方法研究了网状肋用于圆形通道的流动换热特征,分析了雷诺数Re、肋的形状、肋的网格间距、肋的直径以及流体与固体的导热系数比kf/ks对通道平均阻力系数和换热性能的影响,并引入换热性能评价指标PEC对2种网状肋进行了比较.结果表明:管内插入网状肋对流动阻力系数和换热性能有很大影响;方形肋的换热效果比圆形肋好,但其阻力较大;随着Re的减小,2种肋的降温效果均增强;肋的网格间距越小,则换热效果越好但阻力越大;随着肋直径的增大和流体与固体导热系数比kf/ks的减小,换热效果增强.     

碱对锂渣混凝土力学性能的影响及增强效应

为探究碱溶液对锂渣混凝土力学性能的增强效应,采用pH值为13.5的NaOH溶液或水作为拌合液配制碱锂渣混凝土,通过分析2种混凝土力学性能的差异,探究碱溶液对锂渣混凝土某时段或整个龄期的增强作用。结果表明,碱溶液对小掺量、低水胶比锂渣混凝土后期力学性能的增强作用较小,但在大掺量下,碱锂渣混凝土的影响系数仍能保持在1.1以上;各水胶比下锂渣掺量为40%时,其抗压强度均超过未掺碱的锂渣混凝土,与不掺碱溶液相比,其掺量增大了1倍;锂渣掺量从20%增至60%时,碱锂渣混凝土(水胶比为0.42)的影响系数从1.12倍增至1.39倍,锂渣掺量越大,增长速率Pm~n值大于1的时段越长。因此,碱溶液能增强锂渣混凝土早期力学性能,而后期的增强作用不明显。     

高硫煤机组低低温电除尘技术研究及工程应用

低低温电除尘器得到了广泛应用，但国内外鲜有高硫煤机组应用低低温电除尘器的案例。搭建了高硫煤机组低低温电除尘器试验台，测试了五种不同烟气温度下飞灰样本的比电阻、成分和粒径，提出了飞灰平均粒径与烟气温度的拟合公式；完成了国内首台高硫煤机组低低温电除尘器工程应用，并对低低温电除尘器进行了性能测试和运行优化。试验结果表明：烟气温度越低，飞灰比电阻越低，飞灰粒径越大；飞灰成分随着烟气温度变化较小；除尘效率随着烟气温度的降低明显提高；采用运行模式三和模式四相对日常运行模式可分别降低电除尘器电耗28%和35%。     

半圆柱空间异形孔板换热器热工水力性能的数值模拟

为研究半圆柱空间异形孔板换热器的流动与传热特性,建立换热器简化物理模型,运用ANSYS软件建立CFD模型进行数值模拟,分析了开孔形状与板间距的影响,并对比了半圆柱空间异形孔板换热器与弓形板换热器的联系与区别。研究结果表明：半圆柱异形孔板换热器壳侧流体呈纵向流动,壳侧流体通过孔隙形成射流冲刷管壁,具有强化传热作用;板间距一定,开孔面积相近时,开孔形状对壳侧压降的影响较小,对换热性能的影响稍大;板间距越小壳侧换热系数越高但其综合性能指标越小;圆头三角孔板换热器在板间距30 mm时的壳侧换热系数比40及50 mm方案分别高5.62%,10.06%,综合性能指标低1.44%,2.07%;异形孔板换热器的综合性能指标比弓形折流板换热器平均约高27.89%。     

稀燃天然气发动机燃烧循环变动影响因素研究

通过对一台点燃式多点电喷稀燃天然气发动机进行试验,获得了不同工况下的平均指示压力循环变动系数,以此为基础研究了燃空当量比、节气门开度、转速及点火时刻对稀燃天然气发动机燃烧循环变动的影响趋势。结果表明:混合气燃空当量比越小,燃烧循环变动越明显,当燃空当量比降低到一定值时,平均指示压力循环变动系数的增长会突然加大;节气门开度越小燃烧循环变动越明显,节气门开度小于30%后,其对燃烧循环变动影响更加明显;燃烧循环变动量随转速上升有增加的趋势,在高转速工况下燃烧循环变动的加强尤其明显;在工况一定的条件下存在一个最优的点火时刻可使稀燃天然气发动机的燃烧循环变动最小。     

全风积沙混凝土抗压强度试验研究

为探究水胶比、粉煤灰、矿粉掺量、龄期对全风积沙混凝土抗压强度的影响，开展了全风积沙混凝土抗压强度试验，结合XRD衍射结果对其物象成分进行微观表征，并通过多元线性回归建立全风积沙混凝土抗压强度预测模型。结果表明，全风积沙混凝土抗压强度随水胶比增大先增加后减小，当水胶比为0.4时，抗压强度最大；粉煤灰对全风积沙混凝土抗压强度增长效应不及矿粉增长效应显著；粉煤灰和矿粉的掺入更易将AFt转化为AFm;建立的抗压强度预测模型精度较高，适用于细砂混凝土。研究结果可为全风积沙混凝土的工程应用提供理论依据和技术支持。