超低温作用对超高韧性水泥基复合材料断裂性能的影响

为研究超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）在超低温环境下的断裂性能,设计了5组不同纤维掺量的UHTCC预制裂缝切口梁,在经过超低温作用后进行三点弯曲加载试验,通过分析计算UHTCC的荷载-挠度曲线,评价了超低温环境下UHTCC的断裂性能.结果表明：当纤维掺量为1.5%时,UHTCC性能的提升效果最优,当纤维掺量超过1.5%时,UHTCC的性能略有降低;超低温作用后UHTCC的强度显著提升,当处理温度由常温降至-160 ℃时,材料表现出明显的脆性,其延性指数、特征长度及失稳断裂韧度均明显降低.     

混凝土结构抗连续倒塌研究综述

连续倒塌是整体结构系统的复杂力学行为,涉及极端荷载的不确定性、结构行为的强动力非线性和承载机制的超大变形特征。为了更好地应用已有抗连续倒塌研究成果,分别对国内外影响较大的混凝土结构抗连续倒塌的试验、数值和理论研究结果进行了梳理。结果表明:已有试验研究主要集中于框架结构和板柱结构,对剪力墙结构、框剪结构等其他类型结构研究明显偏少,主要抗力机制的理论计算模型过于复杂,不利于工程应用,已有数值研究不能准确考虑大变形下钢筋黏结滑移失效、钢筋断裂和混凝土软化、破碎,准确性有待提高; 现有研究基本没有考虑多灾害耦合作用的不利影响,导致研究结论不准确,不利于指导设计; 未来需要进一步研究动力倒塌失效规律、不同类型结构的连续倒塌、整体结构系统连续倒塌规律、灾害相关的连续倒塌机理、面向多灾害防御的抗连续倒塌体系、面向工程的抗连续倒塌设计方法、高效连续倒塌数值分析模型等。     

机械套筒连接预制混凝土结构抗连续倒塌机理

为研究机械套筒连接预制混凝土(PC)结构的抗连续倒塌性能,对2个1/2缩尺PC子结构开展了试验研究,获得了PC子结构的破坏模式、竖向抗力-位移曲线、水平反力-位移曲线和梁挠度曲线。通过有限元软件LS-DYNA建立了精细化有限元模型,并开展了数值分析。结果表明:子结构破坏主要集中在梁端,其中靠近中柱的梁端破坏相较于靠近边柱的梁端破坏更为严重; 梁-柱节点区域未发生明显破坏,试件的最终失效由中柱两侧梁端纵筋断裂控制,采用机械套筒连接可以保证梁底部钢筋的连续性; 压拱阶段和悬索阶段子结构主要通过梁截面剪力和轴拉力传递荷载; 增大钢筋直径可以显著提高子结构的第一峰值承载力和极限承载力; 混凝土抗压强度对于机械套筒连接PC子结构的承载力影响不大,但提高混凝土强度会提高混凝土与钢筋间的黏结力,导致梁纵筋更早发生断裂。     

斜拉桥模型的建立与分析

结合马鞍山某大桥的结构特点,应用土木工程专用的结构分析与优化设计软件MIDAS为平台考虑非线性因素的影响,建立了斜拉桥空间结构模型,着重就斜拉桥施工过程中的主梁应力以及全桥变形进行了理论计算和研究。     

随机排列纤维过滤器颗粒捕集特性的数值研究

结合Matlab软件和数值计算前处理软件Gambit中的Journal文件建立了随机排列纤维过滤器模型,利用计算流体动力学(CFD)技术对4种随机排列纤维过滤器内部气-固两相流动特性进行数值研究,并将数值计算值和经典模型及实验关联式进行了比较。结果表明:利用论文提出的建模方法可以得到与实际纤维过滤器相似的模型。过滤器压力损失的数值计算预测值和实验关联式吻合较好,误差均在2%以内。不同结构过滤器收集效率的数值计算结果和理论模型的趋势基本一致,且不同粒径范围的颗粒收集机理也不同。对于小粒径颗粒(dp0.5μm),主要由布朗扩散起作用,dp1.5μm时,惯性碰撞贡献较大,当0.5μm≤dp≤1.5μm时,2种机理作用都较弱。另外,纤维直径和纤维填充密度分布会影响纤维过滤器的过滤性能,论文中,结构1(纤维直径和填充密度沿气流方向减小)的过滤器和结构3(纤维直径和填充密度沿气流方向增加)的收集效率高于结构2(在气流方向上纤维直径减小而填充密度增大)和4(在气流方向上纤维直径增大而填充密度减小),而压力损失则恰恰相反。结构1在大颗粒的收集上好于结构3,对于小颗粒则正好相反。结构4对于所有类型的颗粒的收集都要好于结构2。     

铜管换热器内颗粒状污垢生长特性试验分析

污水源热泵系统的节能减排效益显著,污水的管内换热特性急需掌握。基于污垢热阻法建立光滑铜管管内污垢生长特性试验台,试验得出了人工污水颗粒状污垢管内的生长特性,并建立了其渐近型污垢积聚预测模型。试验发现,该人工污水在光滑铜管结垢的诱导期为21 h,污垢热阻稳定时间为95 h,稳定污垢热阻为1.5×10-5m2.K/W。     

掺加页岩后污泥沉降浓缩效果与利用

改善污水污泥浓缩和脱水性能有利于污泥的处置和利用。试验研究了页岩细度和掺量在污泥沉降浓缩过程中的作用。结果显示,页岩粉细度为250~150μm,掺量≤5(时,掺加页岩粉可改善污泥沉降浓缩性能,沉降浓缩后污泥体积没有明显增加;掺加5%页岩的污泥沉降浓缩后含水率可控制在80%左右,经过离心脱水后含水率可降低至60%以下。试验结果还表明,虽然掺加页岩的污泥脱水后体积有一定程度增加,但可以明显改善污泥的性态,减少资源化利用中与页岩混合过程,还能明显降低污泥的气味;经页岩改性后浓缩脱水得到的污泥能用于烧制轻质陶粒。     

老城区狭窄场地深厚杂填土条件下深基坑支护

以某一老城区内狭窄场地深厚垃圾填土条件基坑成功实施土钉支护为例,说明了在类似条件下通过采取综合措施,基坑土钉支护仍然是可行的,以期为进一步研究奠定基础。     

既有结构的动力有限元建模方法研究

针对存在性能退化的既有结构,提出了同时考虑单元刚度变化和单元材料阻尼比变化的损伤建模方式。以三层钢筋混凝土框架结构为例,进行有限元建模分析。计算不同构件发生破坏时该结构的基频变化率。计算结果表明:各构件的损伤对结构的影响是不同的;同时考虑构件刚度和构件阻尼比变化能够更真实的反应既有结构的动力特性。提出的同时考虑刚度和阻尼变化的建模方法可为进行既有结构的计算机仿真分析及研究既有结构的抗震性能提供依据。