Catamaran gantry crane for engineering–procurement–construction–installation contract

The objective of this article is to introduce a new piece of multi-purpose and cost-effective offshore installation equipment suitable for onshore fabrication work, shallow water oil and gas field development and wind turbine installation. Shallow water shall mean less than 100 m in this context. The equipment can also be used in the disused platform removal market, which will become a multi-billion dollars offshore business in the near future. The equipment has a special feature: it can be used to loadout a deck from the fabrication yard onto a material barge for towing to site, install the deck, then remove a disused deck and offload it from a material barge back to the yard for rework. With a simple modification, it can install wind turbine and minimal platform. Creating a sustainable business for the equipment is a key consideration.     

Investigation on phosphogypsum–steel slag–granulated blast-furnace slag–limestone cement

This study investigated a cementitious material by utilizing two industrial wastes, phosphogypsum (PG) and steel slag (SS), combined with another industrial byproduct ground granulated blast-furnace slag (GGBFS) and limestone (LS). The 28d compressive strength of a mixture of 45% PG, 10% SS, 35% GGBFS and 10% LS exceeded 40 MPa. XRD and SEM analyses showed that the main hydration products were ettringite and C–S–H gel. Part of PG reacted with GGBFS and SS to form ettringite, the residual PG was wrapped by hydration products. SS in the cement acted as an alkalinity activator. Over dosage of SS may cause unsoundness.     

The Federal Planning–Programming–Budgeting System

Abstract

MAN'S ROLE IN CHANGING THE FACE OF THE EARTH. Edited by William L. Thomas, Jr., with the collaboration of Carl O. Sauer, Marston Bates, and Lewis Mumford. The University of Chicago Press, Chicago, Ill. 1956. 1193 pp. incl. maps, charts, tables, and photographs. $12.50.

THE COST OF MUNICIPAL SERVICES IN RESIDENTIAL AREAS, By the Department of Regional Planning of Harvard University for the U. S. Housing and Home Finance Agency, Office of Technical Services, U. S. Department of Commerce, Washington, D. C., 1955, 105 pp. $2.00.

TRAFFIC ENGINEERING. By Theodore M. Matson, Wilbur S. Smith and Frederick W. Hurd. McGraw- Hill Book Company, Inc., New York, 1955. 650 pages with plans, diagrams, charts and tables. $12.50.

TWO SPECIAL PROBLEMS IN HOUSING: HOUSING THE AGED. Wilma Donahue, ed. University of Michigan Press, Ann Arbor, 1954. 280 pp. $3.75.

NATIVE HOUSING IN SOUTH AFRICA. By D. hi. Calderwood. The University of Witwatersrand, Johannesburg, 1953.

AMERICAN SOCIETY: URBAN AND RURAL PATTERNS. By Edmund deS. Brunner and Wilbur C. Hallenback. Harper k Brothers, New York, 1955. 601 pp. $6.00.

STUDYING YOUR COMMUNITY. By Roland L. Warren. Russell Sage Foundation, New York, 1955. 384 pp. $3.00.

EXPLORING THE SMALL COMMUNITY. By Otto G. Holberg. University of Nebraska Press, 1955. 199 pp. $3.50.

PARKING — LEGAL, FINANCIAL, ADMINISTRATIVE. By Joint Committee on Urban Traffic Congestion and Parking. Jefferson B. Fordham, Chairman. Eno Foundation for Highway Traffic Control, Saugatuck, Conn., 1956. 196 pp     

复杂结构–桩–土体系下的桩–土动力p–y曲线

以天津站交通枢纽工程为背景,开展了复杂结构–桩–土相互作用振动台模型试验,研究了桩土相互作用的动力特性。运用弹性地基梁理论,得出弯矩时程和土压力,采用实测桩的加速度值积分求得桩的位移,得到桩–土动力 p – y 曲线,求出了不同深度及不同时间段阻尼与弹簧刚度系数分布规律。研究表明：受底部筏板的影响,阻尼与土弹簧刚度沿桩身分布可近似考虑成分段线性,分段点约在桩身上部 1/3 范围处。阻尼与弹簧刚度均随埋深的增加而增大;随着地震动的持续,阻尼基本稳定,只在桩底略有增大;弹簧刚度随振动时间持续有所降低,且随埋深增大,其降低的幅度越大。     

Framework of vehicle–bridge–wind dynamic analysis

This paper presents a framework of dynamic analysis of coupled three-dimensional vehicle–bridge system under strong winds. A general formulation of this system is introduced to simulate a series of vehicles consisting of different numbers and different types of vehicles running on bridges under hurricane-induced strong winds. Each vehicle is modeled as a combination of several rigid bodies, axle mass blocks, springs, and dampers, considering wind and road roughness loads. With this vehicle–bridge model, coupled dynamic analysis of vehicles running on bridges is conducted with a numerical example. Effects of driving speeds on the dynamic performance of the vehicles as well as the bridge are discussed. It is found that the driving speeds mainly affect the vehicle's vertical relative response while they have insignificant effect on the rolling response of vehicles. Vehicle's absolute response is dominated by the bridge response when wind speed is high, while it is dominated by road roughness when the wind speed is low. Detailed accident analysis of vehicles on bridges under strong winds will be reported in an accompanying paper.     

三种5,7–二苯基–1,8–萘啶衍生物的理论光谱计算

运用密度泛函理论在B3LYP/6–31G(d)基组下优化了3种5,7–二苯基–1,8–萘啶衍生物分子结构.优化结构后,采用含时密度泛函理论计算了它们在气相和液相中的电子吸收光谱.通过对前线分子轨道和能量的分析,表明3种化合物的最高占据轨道与最低空轨道的能量差均稍大于4.00eV.通过液相和气相的最大吸收值与实验值的比较,发现在液相和气相中的计算值与实验值都接近.它们的最大吸收峰相近,都在330～340nm左右,且最大吸收值归属于最高占据轨道向最低空轨道的电子跃迁.     

土–界面–结构体系计算模型研究进展

土与结构的相互作用是水利和土木工程的一个关键共性问题,其分析是揭示工程中结构损伤破坏机理的重要环节。将土–界面–结构作为一个体系进行整体分析是精细研究土–结构相互作用的基础,但在大型工程应用时面临着一系列难题,包括:土–结构接触边界约束,土–结构接触力学特性,以及土–界面–结构体系建模和分析等。本文对这些问题的相关研究进行了综述和总结,并对今后的主要发展方向提出了建议。     

Thermal–hydrologic–mechanical–chemical processes in the evolution of engineered geothermal reservoirs

In a companion paper [Taron J, Elsworth D, Min K-B. Numerical simulation of thermal–hydrologic–mechanical–chemical processes in deformable, fractured porous media. Int J Rock Mech Min Sci 2009; doi:10.1016/j.ijrmms.2009.01.008] we introduced a new methodology and numerical simulator for the modeling of thermal–hydrologic–mechanical–chemical processes in dual-porosity media. In this paper we utilize the model to examine some of the dominant behaviors and permeability-altering mechanisms that may operate in naturally fractured media. Permeability and porosity are modified as fracture apertures dilate or contract under the influence of pressure solution, thermo–hydro-mechanical compaction/dilation, and mineral precipitation/dissolution. We examine a prototypical enhanced geothermal system (EGS) for the relative, temporal arrival of hydro-mechanical vs. thermo-mechanical vs. chemical changes in fluid transmission as cold (70 °C) water is injected at geochemical disequilibrium within a heated reservoir (275 °C). For an injection-withdrawal doublet separated by ～670 m, the results demonstrate the strong influence of mechanical effects in the short-term (several days), the influence of thermal effects in the intermediate term (<1 month at injection), and the prolonged and long-term (>1 year) influence of chemical effects, especially close to injection. In most of the reservoir, cooling enhances permeability and increases fluid circulation under pressure-drive. We observe thermo-mechanical driven permeability enhancement in front of the advancing thermal sweep, counteracted by the re-precipitation of minerals previously dissolved into the cool injection water. Near injection, calcite dissolution is capable of increasing permeability by nearly an order of magnitude, while precipitation of amorphous silica onsets more slowly and can completely counteract this increase over the very long-term (>10 years). For the reinjection of highly-silica-saturated water, amorphous silica is capable of drastic reduction in permeability close to the injection well. With combined action from all mechanisms, permeability change varies by two orders of magnitude between injection and withdrawal.     

结晶岩开挖损伤区的温度–水流–应力–化学耦合研究

介绍国际合作研究计划DECOVALEX-THMC的TASK B关于结晶岩开挖损伤区温度–水流–应力–化学耦合研究的部分进展情况,给出结晶岩开挖损伤区温度–水流–应力–化学耦合研究的基本研究思路,以典型地下实验室(如瑞典Äspö硬岩实验室)的试验为基础,进行开挖损伤区的形成与演化机制规律分析,建立弹性、弹塑性、黏弹塑性的THMC分析模型,开发高效的数值分析软件系统,并分析结晶岩开挖损伤区温度–水流–应力–化学耦合作用行为,通过各个研究小组背靠背的研究,然后进行成果对比、相关专家对分析结果的技术审查,以及修改和更新,以获得比较准确模拟结晶岩开挖损伤区的THMC模型。在此基础上,形成结晶岩开挖损伤区温度–水流–应力–化学耦合研究工作指南,为高放核废物地质处置研究工作提供理论、方法和技术支持。     

岩石应力–水力–化学耦合过程研究进展

首先介绍国际合作DECOVALEX计划的概况和研究进展，阐述中国参加该合作计划研究的必要性和重要意义。对国内外在岩石应力–水力–化学耦合过程方面的主要研究进展进行简略概述，并重点总结了DECOVALEX计划Task_B及中国科学院武汉岩土力学研究所的研究课题组所取得的主要研究进展，包括：(1) 开展了岩石应力–化学耦合条件下的单轴、三轴压缩试验、细观力学试验和CT扫描试验的系统研究和分析；(2) 建立了岩石破裂过程的弹塑性和应力–渗流耦合细胞自动机模型，并用于对岩石声发射活动的Kaiser效应、II类曲线的形成机制以及孔隙水压力对岩石力学性质的影响规律和细观机制进行了模拟分析等。上述研究成果对于岩石应力–水力–化学耦合过程研究起到了积极的推进作用。     

大气–植被–土体相互作用:理论与机理

植物是天然的工程师,拥有防止浅层滑坡和地表侵蚀的潜能,并具备低投入、易养护、绿色环保和生态平衡等优点。目前国内外的研究和工程实践大多只考虑植物根系的力学加筋作用,而忽略了更为重要的水力作用。植物蒸腾能增加土体吸力,从而降低土体渗透系数且增加抗剪强度,所以能提高边坡稳定性和防止地表侵蚀。笔者的跨学科研究团队结合高等非饱和土力学理论和植物特征,从根本上研究了大气–植被–土体的相互作用机理;提出了新的理论模型,可预测植被土的持水能力;构建了考虑植物根系形状影响的地下水渗流与地表径流耦合运移的新模型;推导了计算植被边坡吸力分布与稳定性安全系数的解析解,引入了指数形、三角形、均布形和椭圆形4种典型的根系形状;并自主研发了用于离心机模型试验的人造根,能够模拟不同形状的植物根系的水力作用和力学加筋作用,并利用其揭示了根系形状对边坡的变形与破坏机理的影响。为保证研究的基础性和实用性,选取了百慕大草和鸭脚木树两种代表性植物,并考虑了种植间距与真菌等因素的影响。主要研究结果揭示:(1)植物在干燥与降雨条件下均能明显提高土体吸力,提高边坡稳定性;(2)植物引起的土体吸力可以用叶片面积指数和根表面积系数等植物特征参数量化,并且鸭脚木树的叶片面积指数和根表面积系数之间存在着线性关系;(3)真菌能显著提高植物根系的抗拉强度,加强植物的力学加筋作用;(4)所研究的4种根系形状中,指数形根最有利于提高边坡稳定性。上述研究包括室内试验、现场监测、离心机试验和理论建模等方面,建立了一套科学合理的理论框架与测试方法,并为植物护坡的工程实践和"海绵城市"的建设提供科学依据。     

非饱和岩石温度–渗流–应力耦合模型研究

以研究岩石孔隙比和含水量两个基本量为出发点，考虑温度对渗流黏滞系数和孔隙比的影响、温度梯度引起的流体流动以及流体流动引起的热对流的影响，应用修正的Darcy定律、Fourier定律等，推导出非饱和岩石在温度–渗流–应力耦合作用下的平衡方程、流体物质守恒方程、气体质量守恒方程和能量方程。并将建立的多场耦合力学模型应用于一泥岩竖井的开挖、支护过程，重点分析围岩和衬砌内温度场、渗流场的变化规律，以及泥岩竖井在开挖、支护和运行过程中饱和度的变化规律。研究成果对我国地下石油、核废料储存以及高寒地区的隧道工程设计与施工具有重要的指导意义。     

煤岩吸附量–变形–渗透系数同时测量方法研究

 近年来,随着人们对CO2煤层封存、煤层气注气开采等技术关注程度的不断提高,大量学者开始煤岩吸附量、变形以及渗透系数测量方面的研究,并开发大量测试装置和技术。但是,要在一个试样上同时测量吸附量、变形和渗透系数比较困难,目前还没有相关试验方法和试验装置的报道。提出煤岩吸附量–变形–渗透系数同时测量方法并开发试验装置。采用圆柱形块煤作为试验样品,利用变形传感器测定吸附引起的变形,利用双计量泵测定吸附量和渗透系数。介绍该方法的原理、试验装置及试验流程,并利用该方法和装置进行煤岩对CO2气体的吸附量、变形和渗透系数同时测量试验。试验结果表明,该方法和装置能够同时测量煤岩吸附量、变形和渗透系数,试验效果良好。     

论岩石、混凝土离散–接触–断裂分析

阐述岩石、混凝土材料与结构的力学特征;综述当今岩石、混凝土离散–接触–断裂分析模型与数值方法;同时,对这一领域的前沿科学技术问题提出作者的见解;应用离散–接触–断裂分析模型,研究高坝与地基安全稳定问题,并给出若干工程实例;最后,展望岩石、混凝土力学未来的前景,指出构建连续–非连续介质统一数值模型,以研究细观损伤到宏观破坏失稳全过程机制是其主要发展方向。     

黏土垫层水力–力学–化学耦合模型研究

在城市固废堆场建造运维、污染场地土壤、地下水围封阻隔等环境岩土、污染防治领域中,均会涉及到土体力学行为、孔隙水流动以及污染物运移之间的耦合作用问题。将土体的固结变形分为由力学荷载引起的力学固结变形及由化学荷载引起的化学–渗透固结变形,引入广义达西定律,并考虑土体物理特性和输运性质的动态变化,通过理论推导建立了适用于堆场黏土防渗垫层的水力–力学–化学耦合模型,模型最大的特点是实现了土体固结变形、孔隙流体流动与污染物运移过程之间的全耦合,各模型参数均能够体现耦合效应的影响。采用多场耦合有限元分析软件COMSOL Multiphysics对所建模型进行数值验证和求解,模拟结果表明:所建模型可从机理上描述水力–力学–化学全耦合过程,模拟结果与Peters和Smith模拟结果吻合较好,能够正确揭示超孔隙水压力、污染物浓度时空分布及土体固结变形的演化规律。     

基于模式–遗传–神经网络的流变参数反演

介绍了一种岩石流变多参数反演的智能方法。该方法把遗传算法和神经网络有机结合起来，并在遗传算法中嵌入模式搜索加速优化进程；该方法基于均匀设计获得的样本进行神经网络学习，用模式–遗传–神经网络进行岩体流变参数的最优辩识。该方法用经过最佳预测学习算法训练的神经网络来表达岩体流变参数和位移之间的映射关系，除具有一般遗传算法的优点外，还提高了参数反演的精度，节省了参数反演的计算时间，使得某些原来用传统优化方法在时间上几乎无法进行的参数反演如今变为可能，并用工程实例验证了此方法的可行性与优越性。     

液氮致裂层理煤体热–流–固–损伤耦合模型及数值模拟研究

煤体原生层理对煤体力学性质有显著影响,为探究液氮低温致裂层理煤体裂纹扩展及劣化失稳机制,基于细观基元理论和损伤力学理论建立热–流–固–损伤耦合模型,并利用COMSOL软件模拟获得不同应力比下液氮致裂层理煤体裂纹扩展分布特征,分析压裂过程中煤体损伤、渗透率和温度的演化规律。结果表明：液氮注入煤体初期(5 s),钻孔附近与液氮接触煤体温度急剧下降形成小范围超低温区,产生的热应力超过煤体抗拉强度,在钻孔周围产生损伤破坏区域。随着液氮注入压力增加,煤体内部出现多条主裂纹,主裂纹主要沿层理方向发育并生成次生裂隙,且钻孔周围形成复杂破坏区域,煤体损伤开始增大,渗透率也随之增加;注入压力持续增加煤体进入失稳阶段,煤样内部大量裂纹贯通,煤体发生破坏,煤体损伤和渗透率也逐渐达到峰值。煤体损伤、裂隙压力与渗透率随着煤体层理角度增加呈增加后减小趋势,层理角度为45°时达到最大值;煤体损伤、裂隙压力与渗透率在应力比为0.5时达到最大,应力比从0.5增大到1时大幅减小,应力比超过1后逐渐趋于平稳。层理对煤体液氮压裂的起裂压力影响显著,不同层理角度条件下煤体液氮压裂起裂压力变化规律相似,随层理角度增加,起裂压力呈...     

OPHELIE回填混合物的热–水–力耦合特征

在以比利时高放废物处置参考设计方案的OPHELIE地面大型试验的框架为背景下，进行了一套完整的固结试验项目以获取回填材料的热–水–力反应特征。缓冲材料是预先经高压压实的土块，其主要成分为60%的FoCa泥岩，35%的砂以及5%的石墨(干燥重量)。除了对温度和吸力控制设备的简要描述之外，还将阐述有代表性的试验结果，包括持水特性、不同应力、不同吸力、不同温度下的压缩性、膨胀性能，以及在吸湿、吸热条件下的塌陷现象。     

软岩热–弹–黏塑性本构模型

在诸多岩土工程如高放核废料处置、地热资源开发等应用中需要考虑软岩的长期力学特性,而温度升高会对软岩材料的蠕变破坏特性产生复杂影响,建立能反映蠕变破坏特性的本构模型具有理论价值和现实意义。从连续介质力学入手,基于下负荷面剑桥模型和等价应力的概念,建立了能描述软岩在温度作用下蠕变过程的热弹黏塑性模型。利用自主开发的仪器,采用大谷石进行了不同围压下的三轴蠕变试验,并对模型进行了验证。多种实验结果表明,材料在不同应力状态下,存在最优温度使得蠕变破坏最慢,此外,受温升影响时存在蠕变破坏加快和减慢两种现象,提出的模型能统一描述这两种现象。分析了模型特性,总结了不同材料参数和应力状态对蠕变规律的影响。     

裂隙岩体渗流–损伤–断裂耦合模型及其应用

 从岩体结构力学和细观损伤力学的角度出发,根据裂隙发育与工程尺度的关系,建立合理且适用的裂隙岩体渗流–损伤–断裂耦合数学模型,该模型能真实反映渗流场与应力场耦合作用下裂隙岩体的损伤演化特性,并能模拟由于渗透压的存在和变化引起的拟连续岩体内翼形裂纹的开裂、扩展和贯通等损伤演化特性和高序次贯通裂隙的张开、闭合。建立考虑渗透压力的三维含水裂隙岩体弹塑性断裂损伤本构方程和损伤应力状态作用下流体渗流方程,给出该数学模型的求解策略与方法,开发裂隙岩体渗流–损伤–断裂耦合分析的的三维有限元计算程序DSDFC.for。该计算程序能模拟岩体分步开挖、应力和渗流边界的动态变化,对裂隙岸坡蓄水加载过程进行渗流–损伤–断裂耦合分析,发现水库蓄水后岸坡山体的竖向抬升,随水位上升岸坡破损区增大,断层塑性区向岸坡深部扩展,与裂隙渗流比较,拟连续岩体渗流滞后。