根土复合体依赖根系含量的力学特性及非线性破坏准则

为研究植物根系对根土复合体力学特性的影响,开展不同根系含量下的根土复合体三轴试验,分析了根土复合体依赖根系变化的力学特性,建立了根土复合体非线性破坏准则。研究结果表明：根系通过提供抗拉能力来提高土体抗剪强度,根主要影响土体黏聚力,对内摩擦角影响较小;当根系含量为0.36%时,黏聚力增加了64.91%;主应力差随应变的增加显著,当轴向变形>2%时,主应力差变化缓慢;试样破坏时表现为剪胀破坏,产生纵向裂缝;随着围压的增大,根土复合体破坏的剪胀效应减弱;初始切线模量随围压及含根量的增大而增大;根土复合体破坏应力比最大值为0.99,最小值为0.63;基于含根量的变化,非线性强度破坏准则反映了根土复合体的破坏特性,破坏包络线在低围压下表现为非线性,高围压下为线性,线性与非线性变化的临界应力与围压的大小有关。     

欧拉法和拉格朗日法比较分析人工岛工程下水体交换特性

基于MIKE21软件建立二维潮流、保守物质输运和粒子追踪模型,采用欧拉法和拉格朗日法比较分析水体交换时间尺度的异同点,探究金梦海湾近岸人工岛建设对水体交换的影响,结果表明:①运用欧拉法和拉格朗日法计算得出研究区域内余流的大小和方向基本一致,且斯托克斯余流比拉格朗日余流小一个量级;②工程后,汤河口内余流减小80%-90%,莲花岛附近区域余流比工程前增大10-60倍;③余流的大小和方向对金梦海湾近岸水体交换有一定影响,即工程后水体半交换时间在海域减小,汤河口内部增加;④运用拉格朗日法与欧拉法计算得出水体交换时间分布相似,且拉格朗日法计算的驻留时间受粒子释放时刻的影响较大,尤其是潮间带和东侧开边界海域的变差系数CV值最大可达1.5。     

细菌对红黏土抗剪强度的影响

为了探究土壤原生细菌对红黏土强度的影响,通过对红黏土中天然赋存的原生细菌进行富集培养,并在红黏土重塑试样中添加培养后的细菌菌液,通过土工试验和电镜试验分析红黏土物理力学性质和微观结构的变化。结果表明:随着细菌的掺入,三轴试样的破坏峰值和压缩模量都有所提高,并且随时间的增长,呈现先增大后减小的趋势;同时从电镜图像上来看,细菌的掺入使得红黏土中粉粒含量有所增加,相应的黏粒含量下降。研究结果可为进一步研究单一的细菌种类对红黏土物理力学性质和微观结构的影响提供参考。     

高速铁路长大桥梁救援定点的选址决策模型

为提高高速铁路的防灾能力,确保救援定点布局经济合理,采用约束最优化法进行长大桥梁救援定点的选址决策.研究分析救援定点选址决策的3个约束条件:设置间距、风险等级和救援时程.以各地方救援部门至救援定点的时程总和最小为目标,建立长大桥梁救援定点的选址决策模型,并对模型进行实例验证.结果表明:当区间桥梁长度大于10 km时,应该沿线路方向每隔约6~10 km设置一处救援定点;应用贝叶斯网络理论评价救援定点备选位置的风险等级和采用Dijkstra算法求解地方救援部门至救援定点之间的最优时程是合理有效的.该模型计算过程简单,评价结果可靠,能够较好地解决长大桥梁救援定点的选址决策问题.     

全轻混凝土与钢筋粘结破坏的能量分析

为了探讨钢筋与全轻混凝土之间的粘结破坏机理,通过全轻混凝土与光圆钢筋和月牙肋钢筋进行的拉拔试验发现,粘结破坏只有劈裂破坏和拔出破坏2种形式;但光圆钢筋只发生拔出破坏,而且月牙肋钢筋对粘结破坏的耗能贡献率远大于光圆钢筋.其次,全轻混凝土与钢筋粘结的能量机制与普通混凝土基本一致,并以能量耗散和能量释放2种类型为主;但前者的总能耗-位移(W-S)曲线突变较为平缓,且突变点也较提前.而根据发生劈裂破坏且钢筋直径d为16、20mm时的试件,较发生拔出破坏且d为12mm时的试件,其总能耗仅为后者的19.7%和30%的结论,进一步表明当钢筋混凝土结构采用能量设计原则较传统的强度设计原则时,更加合理且更易保证结构的延性,从而有利于提高结构的抗震性能.     

山区特殊地质条件下岩质边坡地基沉降规律研究

以天津蓟县某工程住宅楼为研究对象,利用ABAQUS建立了岩质边坡地基-箱基-上部结构整体三维实体模型,研究其在不同荷载工况、岩体性质下台阶形箱基的沉降规律.结果表明:不同荷载工况作用对各阶岩质边坡地基的沉降影响很小,可以忽略不计.结合天津蓟县山区特殊地质条件下的岩层分布情况,经过实地勘察分析,得到在不同岩层倾角下的岩质边坡地基沉降规律,分析结果与实测数据基本吻合.     

北美规范与中国规范关于冷弯薄壁型钢C形截面受压构件设计的比较

对比了北美规范CSA S136-07和中国规范GB 50018-2002中关于冷弯薄壁型钢C形截面轴压构件的名义轴压强度。首先介绍了北美规范和中国规范计算名义轴压强度的方法,然后针对控制构件名义轴压强度的2个主要参数,即屈曲应力和有效截面面积,对2本规范进行了深入对比,最后对典型C形墙架柱名义轴压强度进行了比较。研究结果表明：2本规范具有相同的屈曲应力,但依据2本规范计算的有效截面面积却不同;一般来说,根据GB 50018-2002计算的翼缘有效宽度远小于根据CSA S136-07计算的结果,然而依据CSA S136-07计算的腹板有效宽度则略小于依据GB 50018-2002计算的结果;2本规范名义轴压强度不同主要由C形截面翼缘和腹板有效宽厚比不同引起;当翼缘的宽厚比不小于17．8时,构件名义轴压强度的不同主要由翼缘有效宽厚比控制,根据GB 50018-2002计算的名义轴压强度小于根据CSA S136-07计算的结果;当翼缘的宽厚比小于17．8时,构件名义轴压强度的不同则主要受腹板有效宽度控制,依据GB 50018-2002计算的名义轴压强度略大于依据CSA S136-07计算的结果。     

基于全量补偿算法的结构损伤识别

频率和振型是反应结构动力特性的主要模态参数,文中对损伤结构的频率和振型进行了研究。通过实测损伤结构的频率和振型,利用矩阵理论修正理论有限元模型,使之与实测损伤结构的频率和振型一致;将修正的理论有限元模型表达成单元刚度矩阵与损伤因子的线性组合,把损伤识别问题转化为组合系数的识别问题。给定损伤因子的合理取值范围,用优化方法求解损伤因子。通过对十跨桁架结构的数值仿真,仅用结构的前5阶频率和振型就能很好的识别结构的损伤,且该方法不需要对实测振型进行归一化处理,具有较强的实用性。     

基于模糊数学的寒区高速铁路路基稳定性评价及应用分析

新建哈尔滨至大连客运专线是我国寒区第一条建设运营的高速铁路,其社会经济意义十分突出.为实现对寒区高速铁路路基稳定性问题的多因素量化评价,应用模糊数学理论提出了寒区高铁路基稳定性模糊综合评判方法.基于可代表性和易操作性的原则从路基土体填料、工程条件、水力环境、热力条件以及地质地貌单元确立了5个一级因素指标和16个二级因素指标,采用层次分析法分配各因素指标的权重,并应用模糊统计法和专家评分法对各个因素指标按稳定性等级进行量化分级并赋值,最后基于安全可靠度原理并考虑各个影响因素之间的关系,提出了综合评价方法.应用该方法评价的哈大高铁无碴轨道路基长春西试验段路基稳定性可靠度为0.889 7,评价体系按照加权平均法最终得分为72.902分,显示出路基处在较稳定的状态,取得了与工程实际相一致的评判结果.由此表明:采用模糊综合评判的方法评价寒区高速铁路路基的稳定性具有合理性和可操作性,为寒区高速铁路路基设计和运营管理提供理论支持.     

严寒地区村镇给水管道周围土壤温度场的数值模拟

开展埋地管道周围土壤温度场变化的研究,对于解决地处严寒地区的东北广大农村给水冬季经常发生给水管道冻胀现象具有重要意义.本文在建立浅理外加保温层给水管道与周围土壤非稳态传热,以及土壤自身导热的物理模型基础上,利用Matlab-PDE工具箱进行求解,分析浅埋保温给水管道运行情况及周围土壤温度场随时间变化情况.结果表明,这种浅埋外加保温层的给水管道防冻胀技术,可以基本解决给水管道在冬季运行时发生的冻胀现象.