裂隙岩体渗流-应力-温度耦合作用研究

基于对深层地下水资源的开采利用和对岩体工程中易发生的地质灾害预测防范研究的目的，提出了开展裂隙岩体渗流-应力-温度耦合作用研究设想。为环境工程学科中防灾减灾工作及水资源合理利用提供了一个新的研究方法。     

散热器供水温度对室内近壁面气流场及热环境影响的实验研究

为有效分析供水温度对室内热环境的影响,本文从散热器上方近壁面气流流动与换热和室内热环境参数分布这两方面综合考量室内热环境,以人工环境气候室的足尺环境为研究对象,通过改变供水温度设定了3种实验工况,测量了相应工况下的散热器上方的近壁面流场和室内热环境参数的分布情况,研究结果表面:室内空气温度在水平和竖直方向上存在一定的不...     

氯盐干湿循环与碳化耦合作用下混凝土力学性能及微观结构研究

模拟了干湿循环与碳化耦合作用对混凝土抗压强度、弹性模量等力学性能的影响,并对微观孔结构进行分析。结果表明,干湿循环与碳化耦合作用后,混凝土的抗压强度稍有提高,弹性模量稍有下降,孔隙率降低,孔径分布曲线整体向大孔方向偏移,混凝土内部有损伤;单纯碳化条件对混凝土孔径分布曲线没有显著影响,只会增大掺粉煤灰混凝土的临界孔径。     

温度和基坑开挖耦合作用下埋地管道变形规律研究

为研究温度和基坑开挖耦合作用下埋地管道的变形规律,建立管道-地层-基坑支护模型,采用有限元分析软件ABAQUS进行非线性求解。通过改变基坑不同开挖步骤地层的温度实现温度与基坑开挖耦合,分别模拟了不同管径、壁厚、埋深条件下埋地管道的变形情况,得出了不同影响因素下埋地管道垂直沉降位移和水平位移变化规律。分析结果表明:在温度和基坑开挖耦合作用下,埋地管道的水平位移大于垂直沉降位移,而且位移最大处发生在基坑的中部;管径越大,埋地管道的垂直沉降位移和水平位移越小;管壁越厚,埋地管道的垂直沉降位移和水平位移越小;埋深越大,埋地管道的垂直沉降位移越小,水平位移越大。     

多场耦合作用下某槽式光热电站熔盐储罐基础温度分布与沉降变形

对某槽式光热电站熔盐储罐基础进行研究,通过数值模拟方法,建立一般地基情况下熔盐储罐模型,对储罐基础在热力耦合情况下温度分布与沉降变形进行分析.结果表明:陶粒土隔热效果突出,可作为基础隔热材料;常规基础在一般地基条件下具有良好的适应性,沉降变形控制在合理范围内;采取温度控制措施可有效控制基础沉降,减少高温熔盐对地基土产生...     

对流与扩散耦合作用下氯离子传输机理研究

干湿循环作用下氯离子在混凝土中的传输过程实质上是非饱和状态下混凝土中水分渗流和氯离子传输的耦合作用.通过试验方案设计,先令氯离子在混凝土中一维扩散,进而在混凝土的氯盐暴露面的对立面进行吸水,使水在混凝土中朝着与氯离子扩散方向相反的方向传输,带动氯离子向相反方向迁移,进而得到氯离子分布曲线.通过与自由扩散下的氯离子分布曲线相对比,得出反向对流作用下氯离子在混凝土中的迁移规律.试验结果表明:由于对流作用,氯离子在混凝土试件浅层3mm区域有一定的累积效应,但未出现明显峰值,且随着吸水时间的延长,这种效应在降低;在混凝土浅层6mm区域内,对流作用对氯离子含量的影响高于自由扩散情况,但在混凝土内部较深区域,两者对氯离子含量的影响并无太大区别.     

多因素耦合作用下钢筋混凝土的腐蚀研究现状

混凝土结构通常受土壤环境水中硫酸盐和镁盐溶液的侵蚀。构筑物或建筑物都大量使用混凝土,若兰州地铁建设过程中地下水的可溶性镁盐、硫酸盐的含量过量时,则会对混凝土产生侵蚀作用,因而影响混凝土结构的寿命,甚至会造成严重的事故。因此研究多因素耦合作用下钢筋混凝土的腐蚀将对地铁结构的长期安全有重要的意义。     

考虑温度与荷载耦合作用的连续配筋混凝土复合式路面损伤分析

连续配筋混凝土路面的裂缝形态和分布模式是影响路面路用性能和寿命周期的重要因素。本文采用通用有限元软件建立了CRCP+AC的复合式路面模型,并用混凝土损伤塑性模型表征CRCP面板的力学特性。通过对路面结构温度场的分析,得到沥青面层与CRCP面板厚度比的临界值为0.15,达到或超过这一临界厚度比值,沥青面层改善CRCP面板温度状况的作用才会发挥明显。在此基础上进一步分析了复合式路面在温度与荷载耦合作用下,CRCP面板结构损伤的演化规律以及裂缝张开闭合的行为特征。研究结果可以为CRCP+AC复合式路面的设计以及施工过程中的裂缝控制提供理论依据与借鉴。     

温度压力耦合作用下的岩石屈服破坏研究

以深部开采为背景,讨论了温度和压力对深部岩石变形和破坏规律的影响。将岩石的屈服破坏过程视为能量释放和能量耗散的过程,根据最小耗能原理导出了温度和压力耦合作用下的深部岩石屈服破坏准则。该准则具有明确的物理意义,即当岩石的塑性耗散能及温度梯度引起热传导的耗散能累积耗散到一定程度时,岩石就会发生破坏失稳。     

岩石破裂过程渗透性质及其与应力耦合作用研究

为了分析岩石细观结构特性变化引起渗透性演化对宏观力学行为的影响,并进行渗流应力耦合作用下岩石破裂机制的研究。基于细观损伤力学和Biot经典渗流力学,建立了岩体损伤非线性本构方程和渗透率关系模型,开发出岩石破裂过程渗流-应力耦合分析系统(coupling system of flow and solid in rock failure process analysis,简称F-RFPA2D),拓宽了原有程序RFPA2D的研究领域。这个系统能够对裂纹在萌生、扩展过程中渗透率演化规律及其渗流-应力耦合机制进行模拟分析,把流固耦合问题的研究从应力状态深入到破坏过程。围绕岩石破裂过程中渗透性的演化规律及其渗流-应力耦合作用机理这一课题,开展以下方面的研究工作: (1) 对经典Biot渗流力学做了进一步的考察,验证了建立耦合渗流方程的主要假设,讨论了各种渗流与应力耦合方程及数学模型的适用条件,通过不同深度岩体渗透率工程试验研究,分析了连续介质模型耦合渗流方程参数的物理意义、适用性和测试方法。 (2) 通过岩石应力应变-渗透率全过程实验研究,从细观结构特征揭示出岩石应力峰值前后的渗透性演化规律。基于逾渗理论,通过引入突跳系数这一概念,建立了描述岩石破裂过程的渗流-应力-损伤关系方程。 (3) 秉承RFPA2D关于岩石材料的细观非均匀性的基本思想,在统计     

腐蚀与荷载耦合作用下钢-混凝土组合梁长期变形研究

为探究腐蚀与荷载耦合作用下钢 混凝土组合梁长期变形规律,对钢-混凝土组合梁进行腐蚀与荷载耦合作用225d的长期性能试验,考虑不同加载龄期、栓钉锈蚀率对钢-混凝土组合梁界面相对滑移和长期挠度的影响。研究结果表明：在腐蚀与荷载耦合作用下,栓钉锈蚀率越高,组合梁的界面相对滑移及长期挠度也越大;长期挠度增长与混凝土徐变发展规律类似,与混凝土加载龄期7d的组合梁相比,混凝土加载龄期28d的组合梁长期挠度较小;基于龄期调整的有效模量法和应力重分布原理,考虑组合梁由混凝土收缩徐变和栓钉锈蚀引起的附加挠度,提出栓钉锈蚀条件下组合梁的长期挠度计算公式;组合梁长期挠度理论计算值与实测值吻合较好,可为工程实际运用提供参考。     

空气源热泵-散热器供暖系统变水温控制方法实测与评价研究

空气源热泵作为可再生能源技术之一,广泛应用于我国中小型建筑供暖系统,特别是北方地区农村“煤改电”项目中,其供暖运行通常采用定水温控制策略,导致室内出现过热现象,同时也严重影响了热泵机组运行能效。以空气源热泵-散热器供暖系统为例,基于供需匹配的思想,探寻了热泵机组最优供水温度预测模型,开发了相应的变水温控制策略。该控制策略能够根据用户室内需求和室外温度变化,实时调整机组供水温度设定点。同时,通过实际测试验证了变水温控制策略的应用效果。实测表明,相比于定水温控制策略,在满足室内温度要求的条件下,变水温控制策略使得供暖系统测试日节能22.9%,整个供暖季节能14.2%。研究表明了空气源热泵-散热器供暖系统采用变水温控制策略可以很大程度上节省系统能耗,具有良好的实际工程应用价值。     

风与张拉薄膜结构的耦合作用

张拉薄膜结构具有自重轻、刚度小的特点 ,因而属于风敏感结构。作用在张拉薄膜结构上的风荷载除与气流本身的特性有关外 ,还与结构在风荷载作用下的位移、速度等有关 ,从而引起附加的气动刚度 (或附加质量 )和气动阻尼。因此 ,在研究张拉薄膜结构的风致动力效应时 ,必须考虑风与结构的耦合作用。为此 ,对张拉薄膜结构的风振研究方法进行了总结 ,主要介绍了考虑风与结构耦合作用的简化气弹力学模型方法 ,并介绍了两个简化气弹性模型试验     

桅杆结构中纤绳与杆身耦合作用原理及数值分析

通过把桅杆结构的运动分为整体运动和局部运动两种,对其进行模态分析,整体运动为包含索的拟静态运动的桅杆的三维运动,局部运动为两端固定的索的模态运动.用拉格朗日运动原理合并这两种运动,从而得到了这两种运动之间以及各模态运动之间的非线性耦合.并通过算例的时程分析,同样验证各模态运动的耦合作用.     

桅杆结构中纤绳与杆身耦合作用原理及数值分析

将桅杆结构的运动分为整体运动和局部运动两种,对其进行模态分析,整体运动为包含索的拟静态运动的桅杆的三维运动,局部运动为两端固定的索的模态运动．用拉格朗日运动原理合并这两种运动,从而得到了这两种运动之间以及各模态运动之间的非线性耦合．并通过算例的时程分析,同样验证各模态运动的耦合作用．     

大型钢框架结构温度作用最不利布置研究

因太阳辐射引起结构升温的计算方法在我国规范中并无明确规定,温度作用的取值仍处于探索的阶段。为此提出温度作用最不利布置的概念,以解释整体升温的温度作用计算方法缺陷的原因。温度作用最不利布置与活荷载的最不利布置相似,有着本身的规律,采用整体温度升降的计算方法对结构的设计偏不安全。     

冻融与荷载耦合作用下岩石损伤模型的研究

 针对寒区工程结构的冻融受荷岩石,提出冻融损伤、受荷损伤与总损伤的概念,拓展损伤变量的内涵;以岩石的初始损伤状态为基准状态,充分考虑岩石细观结构的非均匀性,运用损伤力学理论及推广后的应变等价原理,建立冻融受荷岩石损伤模型;通过损伤变量及本构方程来描述岩石材料细观结构的损伤演化及其宏观损伤行为,与岩石实际冻融破坏情况符合较好。研究结果表明：寒区工程结构的受荷岩石,其力学性能由冻融因子、荷载因子及其耦合效应所决定;冻融与荷载的共同作用使岩石总损伤加剧,并表现出明显的非线性特征,而其耦合效应使总损伤有所弱化;岩石的岩性和初始损伤状态确定各影响因素的权重,表现出不同的损伤扩展特性;相比而言,砂岩对冻融循环更敏感,而受荷损伤最终导致页岩破坏。     

硝酸侵蚀与碳化耦合作用下粉煤灰喷射混凝土中性化研究北大核心

通过对粉煤灰掺量为0、10%、20%、30%的4组喷射混凝土进行硝酸浸泡及碳化的交替试验,研究了其在硝酸侵蚀及碳化的耦合作用下中性化深度及抗压强度的变化规律。同时采用扫描电镜对损伤后喷射混凝土微观结构演变进行分析。试验结果表明,在硝酸侵蚀与碳化的耦合作用下,喷射混凝土中性化深度随试验周期的增加而增大,且初期增长迅速后期逐渐变慢。中性化深度随粉煤灰掺量的增大先减小再增大。抗压强度先急剧下降后缓慢上升,粉煤灰掺量与抗压强度增长呈负相关性。     

荷载与环境的耦合作用对混凝土梁腐蚀疲劳的影响

主要研究了循环荷载与腐蚀环境的耦合作用对混凝土梁腐蚀疲劳的影响,根据试验测试的钢筋应变数据可以看出,腐蚀和疲劳的共同作用加速了钢筋应变的发展。疲劳或腐蚀的单一影响,以及腐蚀后疲劳致使构件劣化的程度,不及腐蚀疲劳作用造成的劣化结果严重,这种共同作用加速劣化进程。从应变发展的连续性来看,耦合作用是连续的,伴随试验构件直至破坏的全过程。研究表明,腐蚀疲劳是使钢筋混凝土构件过早丧失耐久性能的重要原因,研究成果可为构件的耐久性设计和防止在役构件劣化的工程技术措施提供参考。     

建筑施工现场多机具同时作业的噪声耦合作用研究

建筑施工噪声是影响居民生活的主要污染源.介绍了施工过程的噪声源和Cadna/A软件的技术特点,并结合实例模拟分析施工现场多机具同时作业的噪声耦合作用,对施工噪声的控制提出了方向性建议.