风电混塔螺栓健康智能监测系统研究

针对风电混塔工程中的螺栓松动问题,基于声弹性原理间接获得螺栓轴向预紧力与超声波在螺栓中传递时间的变化关系,提出基于超声波检测的风电混塔螺栓健康监测方法。通过螺栓健康监测单元、风机光纤环网、螺栓健康监控平台、云服务平台共同构成的监测系统,实现了混塔螺栓健康数据的采集、处理、存储、分析、评估和云服务。经工程验证表明,健康监测方法能够快速准确地实现螺栓的自动化监测,在螺栓健康的自动化监测、云平台管理方面具有好的应用前景。     

BoltMikeⅢ型超声波螺栓应力检测仪在盘香式启闭机上的应用

在多绳盘香式启闭机安装调试过程中,首次采用BoltMikeⅢ型超声波螺栓应力检测仪对钢丝绳联接螺栓进行了测试.测试结果表明,通过该技术的应用,能够调整盘香式启闭机钢丝绳受力均匀,保证设备的安全运行.     

关埠引水工程内水压力作用下隧洞管片受力与接缝变形研究

利用有限元软件建立关埠引水工程隧洞管片三维数值模型，系统分析了管片应力、接缝变形及螺栓应力在不同工况下的变化规律。结果表明：内水压力会显著影响隧洞衬砌管片的力学性能，随着内水压力的增大，管片应力、接缝变形及螺栓应力也随之增大，盾构隧洞衬砌管片最大拉应力为3.263 MPa,最大压应力为6.612 MPa、管片接缝变形最大为0.28 mm, TBM隧洞衬砌管片最大拉应力为0.192 MPa,最大压应力为2.952 MPa、管片接缝变形最大为0.08 mm,连接螺栓的应力变化与接缝变形能相互吻合，接缝变形越大，螺栓应力也越大，最大值为604.01 MPa。研究结果可为输水隧洞衬砌结构的设计与分析提供参考。     

不同静应力作用下砂岩应力波波速及幅值衰减规律

为研究轴向应力对大长径比砂岩中应力波传播特性的影响,利用动静组合加载试验装置,对砂岩进行了小扰动冲击试验,研究了轴向应力对砂岩中应力波波形、纵波波速、应力波幅值衰减规律的影响。研究表明:同一轴向应力下,不同测点的应力波波形变化不大,而轴向应力的改变对应力波波形变化影响较大;存在轴向应力时,应力波中同时出现压缩波和拉伸波,且轴向应力越大,拉伸波越长;轴向应力对纵波波速变化影响较大,波速与轴向应力呈线性变化,而与传播距离呈指数函数衰减;轴向应力对幅值变化有明显影响,随着传播距离增加,应力波起跳时间点逐渐滞后,应力波幅值呈不同程度的衰减,这与波携带的能量被砂岩中孔隙吸收程度有关。结果表明轴向应力通过改变砂岩密度进而影响了应力波传播特性。     

考虑环间接头力学特性的盾构隧洞纵向分析模型

盾构隧洞环间接头具有明显的非线性力学特性，合理模拟其受力变形响应是隧洞纵向变形分析中的难点。针对此问题提出了一种简便实用的环间接头分析模型，采用可传压不传拉的接触面单元模拟环间接触，采用基于埋置梁广义位移法的梁单元模拟螺栓，能够同时考虑环间接头处的非线性接触状态和接头螺栓的轴向刚度和剪切刚度，且适用于各种环间连接螺栓形状（直螺栓、弯螺栓或斜螺栓）。通过算例，将有限元模型与理论解析模型计算结果进行对比，验证了该模型的准确性。将该模型应用于某实际工程中穿越断层破碎带的盾构隧洞的纵向变形分析，结果表明:输水盾构隧洞在均质基岩中状态稳定，在断层破碎带区域衬砌环间缝变形和螺栓应力显著增大，但均在设计控制范围之内。该模型可为工程安全建设及运行提供一定参考。     

轴向分区面板坝分区模量影响分析

轴向分区面板坝设计中，通过沿坝轴线方向将坝壳分为岸坡区、侧分区和中央区，依次填筑不同模量的材料，形成沿坝轴线方向的梯度模量来缩减坝壳的三维聚心变形、减小轴向位移，提高坝体变形协调性进而解决高面板坝挤压破坏问题。以锅浪跷面板坝工程为依托，通过数值计算模拟，对比研究了36种模量梯度组合的轴向分区面板坝的面板挤压破坏参考指标，分析轴向分区设计效果和分区模量对坝体及面板应力变形的影响。根据面板挤压破坏原理，以蓄水期面板的挠度和轴向压应力、面板最大挠度附近高程轴向位移及压应力、坝体的沉降和轴向位移为挤压破坏参考指标。结果显示，50%梯度方案与常规面板堆石坝相比，坝体向左右岸的轴向位移分别减小12.76%和14.73%，沉降减小14.42%，面板挠度减小15.28%，轴向压应力减小11.35%。研究为解决高面板坝的面板挤压破坏问题提供了新思路。     

钢结构中螺栓紧固应力的超声测定

声弹性力学是一种新兴的实验力学，与光弹性力学相比具有相当大的优越性，介绍采用了回波重合法测定高强螺栓的轴向应力、取得满意的结果。     

超声波检测技术在防渗墙质量检测中的应用

利用超声波双孔单发单收和单孔一发双收检测技术，可以在不影响结构安全的前提下，直观、可靠、经济地对塑性混凝土的连续性和均质性进行评估。通过对多个工程防渗墙的检测、钻孔、开挖验证，超声波检测技术由于分辨率高、技术成熟，为防渗墙质量的鉴定、验收提供了可靠的依据。     

河床地形实时在线监测系统开发及其应用

实时地形数据有利于河床演变分析和工程评估。基于超声波、4G无线传输、网络数据库等技术,研发了河床地形实时在线监测系统。为消除温度、盐度等因素对测量结果的影响,设计了超声波声速校核装置:利用固定校核面反射超声波信号,通过计时器获取超声波发射和反射信号时间间隔,从而反演超声波声速,实现对声速的实时校正。系统应用到姚江大闸下游河床地形监测,监测时段内河床地形淤积了0.041 m,对应时段内GPS-RTK测量结果为河床地形淤积了0.050 m,2种方法测量结果基本一致。实践应用结果表明本系统监测数据可靠,能用于地形实时监测中。     

螺栓球网架焊缝的超声波探伤

结合笔者的检测实践，文章对螺栓球网架焊缝超声波探伤技术应用中的若干问题进行了探讨。     

三维折射修正模型在土样变形测量中的应用

三轴试验的摄影测量中，压力室和不同介质产生的折射放大效应对测量结果影响很大。为探寻工程特性完全不同的土对折射效应的敏感程度，基于光线追踪技术建立了三维折射修正模型，选取具有代表性的桂林红黏土与一般砂土作为试验材料进行研究。试验中以摄影测量法直接得到土样变形值作为折射修正前值，以消除折射影响的土样变形值作为折射修正后值，选择轴向变形值和径向变形值作为考虑折射效应的影响指标。试验结果表明：(1)折射效应的影响对两种土样的轴向变形可以忽略不计，但对径向变形起到了放大作用，红黏土在径向上放大1.25倍，砂土在径向上放大1.32倍；(2)摄影测量法应用于三轴试验变形测量时，不能通过一个固定的修正系数实现对所有不同土样的折射修正，而是要针对不同土样的工程特性给出不同的折射修正系数。     

水工结构混凝土超声波无损检测技术的应用

混凝土浇筑是水利水电工程的重要组成部分,混凝土浇筑质量会直接影响水利水电工程的质量。目前超声波无损检测技术凭借自身的优点,在水利水电工程混凝土检测领域得到了广泛应用,通过分析超声波在钻孔孔壁岩体中的传输波速度和能量变化,准确判断水工结构内部的均匀度、裂隙和破碎带等情况,为掌握混凝土质量和采取合理补强修复措施提供了重要技术支撑。文章对于超声波无损检测技术应用的基本原理以及方法进行分析,并系统探讨水工结构混凝土超声波无损检测技术应用策略。     

万家寨引黄工程无压隧洞流量测量分析

介绍了万家寨引黄工程中使用的ACCUSONIC7500超声波流量计的测量原理以及超声波换能器的安装参数，进而对影响流量测量的误差源进行了具体分析，并对超声波法和现场使用的另外两种方法——流速仪法和薄壁堰法的测量结果进行了对比分析，3种测量方法得到的流量曲线非常一致。     

压力分散型锚索锚固段应力分布及影响参数分析

压力分散型锚索在岩土锚固工程中应用较广,具有良好的锚固性能及经济效益,但压力分散型锚索的工程应用超前于其理论研究,对锚固段载荷传递机理的研究并不成熟。为研究压力分散型锚索锚固段应力分布规律,根据压力型锚索锚固段载荷传递函数,利用类比法导出压力分散型锚索锚固段的剪应力和轴向力双曲函数模型,并讨论了相关参数对锚固段应力分布的影响,得出结论:在锚固段应力极限内,增大拉拔载荷可有效增强锚固效果;锚固体轴向刚度要合理取值,避免应力集中现象;在准许抗剪强度内,锚固段长度不宜过长。研究结果为压力分散型锚索的设计及新型锚固技术的开发、应用具有较好的参考价值。     

高面板堆石坝面板应力分布特性及其规律

准确把握高面板堆石坝静、动力条件下面板高应力区分布特性是保障防渗面板安全的关键问题。本文采用非线性三维有限元方法，针对150m以上的高面板堆石坝，系统地研究其在填筑和蓄水过程、遭遇瞬时地震及震后面板的高拉、压应力区分布特性及其规律，以及坝体几何特征参数对面板高应力区分布的影响。研究结果表明：面板顺坡向高拉应力区集中分布在河谷处岸坡附近及河谷中央（河谷坝段）坝高4/5~2/3范围内，坝轴向高压应力区主要分布在河谷中央竖缝两侧面板之间，据此建议了一系列改善面板应力的工程措施。     

变电站避雷针法兰盘高强螺栓风振疲劳性能分析

为明确避雷针法兰盘高强螺栓风振疲劳性能以及预紧力对疲劳性能的影响，以某变电站高耸避雷针结构为例，在整体结构梁单元模型风振动力计算的基础上，对避雷针法兰盘连接部位建立局部精细化实体模型，借助整体结构所得截面剪力和弯矩时程，对局部实体模型进行计算，得到高强螺栓上的应力时程；运用雨流计数法得到变幅应力谱，根据Ｍｉｎｅｒ累积损伤理论和Ｓ-Ｎ曲线，得出螺栓疲劳损伤值，并分析了预加力和法兰盘厚度对疲劳损伤的影响。结果表明:预紧力和外荷载在高强螺栓中产生的应力不能简单叠加计算，须分荷载步连续计算或通过试验获得；结构的风振效应越大，螺栓风振疲劳损伤也越显著；预紧力大小对螺栓风振疲劳性能影响显著，预紧力施加的不足或者长期损失可能使结构的疲劳寿命明显下降甚至发生疲劳破坏事故。     

三峡二期围堰塑性砼变形性能及影响因素的研究

对三峡二期围堰砼防渗墙的塑性砼单轴应力应变全过程线作了分析, 认为曲线的线性段表征材料工程特性, 可取该段的斜率作为塑性砼单轴抗压弹模。在三轴应力条件下,研究了塑性砼极限偏差应力与围压的关系、偏差应力与轴向应变的关系、轴向应变与侧向应变的关系。提出了影响塑性砼变形性能的几个因素。     

高温螺栓应力松弛的影响因素

针对电厂用高温合金螺栓，论述螺栓材料、初紧应力、再紧固、螺母与垫圈等因素对应力松弛的影响。     

TOFD检测方法在水利工程焊缝质量检测中的应用

无损检测（NDT）是评估零件、设备和结构完整性的有力工具。无损检测技术广泛用于不连续性检测和测量。每种方法都有其优缺点，适当NDT方法的选择取决于所需的应用。虽然射线照相检测广泛应用于焊接接头的检测，但超声波技术（UT）在许多应用中取代了它。在所有UTs中，超声波衍射时差法（TOFD）技术变得越来越有吸引力。除了克服与垂直于样品表面缺陷的检测和测量有关的射线照相检查问题外，TOFD技术还允许进行自动检查和获取永久性检查记录。可以以高可靠性和低误判率执行更快的检查。这项工作的目的是开发一种基于TOFD技术的水利工程焊缝质量自动检测设备。该设备能够检测和测量焊接接头、金属板、管道和其他金属结构中的缺陷，从而最大限度地减少用户对数据采集结果的影响，大大提高了测试的可靠性。     

岩体初始应力測量技术綜述

岩体特性、坝基应力、尤其是地下结构围岩的稳定性都与岩体初始应力密切相关。由于岩体初始应力受成岩过程、构造作用以及重力的影响,各地区内其数值的变化都很大,不能象以往那样简单地把岩体当作一个重力埸来推算初始应力。因而近三十年特别是近十多年来发展了许多实测方法,并取得一些工程实测的资料。本文根据水电工程和采矿工程方面的资料,综合叙述岩体初始应力测量技术及已有各种试验方法的原理。文中对常用的方法和有发展前途的方法作了较详细的叙述。同时,介绍了一些工程测量和应用岩体初始应力的实例。