医用冷冻实验室离心机制冷系统设计及腔体内温度场研究

依目前医用冷冻实验室离心机的研究现状,通过采用CFD方法对离心腔内的速度场进行初步的理论计算,分析了蒸发器与离心机腔体内空气之间的传热性能;根据CFD的计算结果设计与之相匹配的制冷系统,并对制冷系统各主要部件进行设计与选型计算;最后,对所设计的医用冷冻实验室离心机制冷系统进行实验研究,分别测试不同运行工况下离心腔内速度场和离心腔内温度场,并对离心腔内速度场实验值与理论计算值进行对比。结果表明,腔体内速度场计算结果可靠,根据速度场的模拟计算结果来分析蒸发器的传热性能可行,制冷系统设计合理。     

沸石及膨润土对水泥-铬渣体系中Cr(Ⅵ)浸出的影响

本文研究了沸石及膨润土对水泥-铬渣体系中Cr(Ⅵ)浸出的影响。结果表明:沸石和膨润土对Cr(Ⅵ)的浸出有较好的效果,在pH=3,掺量为30%的条件下,28d龄期掺入沸石和膨润土的硬化体中Cr(Ⅵ)浸出浓度分别下降了82%及63%,沸石的效果优于膨润土。雨淋的自然养护条件会导致体系中Cr(Ⅵ)的浸出浓度减少近一倍。同时,硬化体抗压强度随着掺量的增加而下降,膨润土对强度的不利影响大于沸石。     

不同环境对超高韧性水泥基复合材料裂缝自愈合的影响

通过对超高韧性水泥基复合材料(ECC)预加不同程度拉伸应变产生裂缝,测定自愈合过程中的共振频率(RF),探究了干湿循环(C1)、湿热循环(C2)、水(C3)及空气(C4)等不同环境对ECC裂缝自愈合的影响,为其应用于实际工程中提供了依据。结果表明:水对裂缝的自愈合起到了至关重要的作用;不同环境中RF的增长主要发生在3~7d内;10个自愈合循环后,由裂缝自愈合导致的RF的实际增长也高达近70%;不同环境中RF增长的顺序为:C3C1C2C4;不同配比相比较,HFA-ECC的RF恢复值高于M45-ECC。ECC裂缝能发生明显的自愈合,具有较好的应用前景。     

上海某超深基坑逆作法施工变形的有限元分析

利用Plaxis有限元软件,对上海市某超深基坑逆作法施工进行模拟计算,分别分析了地下连续墙插入比、灌注桩数量、临时支撑等对基坑变形的影响。将计算结果的变形规律进行分析,得到超深基坑的一般变形规律和变形控制要点。结论可用于超深基坑的变形预测和设计优化。     

盾构隧道施工期间土体沉降计算分析

对重塑饱和砾质黏土进行室内动三轴试验。综合考虑土体固结围压、循环荷载幅值、加载频率3种因素共同作用下的循环累积塑性变形模型和循环累积孔压模型;基于试验结果讨论了应变沉降指数b值与孔压沉降系数N~β值随着循环次数的变化规律。试验结果表明:前10000次循环b值与N~β值的变化较大,且在前1000次变化最为显著;随着循环次数增加,b值呈现出递减的规律,而N~β与之相反;十万级循环次数下b值与N~β值逐渐趋于稳定。对某隧道区间进行施工沉降计算发现与实测沉降范围吻合较好;建议施工期间的土体沉降预测根据循环加载的次数来确定b值和N~β值,预测隧道的长期沉降时取稳定后的b值与N~β值计算。研究成果为预测隧道施工期间土体沉降提供了具有价值的参考。     

基坑工程BIM技术结合有限元分析应用研究

传统的二维设计方式与施工管理办法已经无法满足日益复杂的基坑工程的需求,BIM技术的出现为解决这些问题提供了技术支持,并可以结合有限元分析验证基坑支护结构的安全性。基于基坑工程实例,引入BIM技术,运用CATIA软件建立BIM基坑支护模型,结合Navisworks软件进行基坑工程施工模拟。综合分析了CATIA与有限元结合的几种方式,运用有限元分析软件ABAQUS验证了基坑支护结构的稳定性。实际工程应用表明,BIM技术与有限元分析相结合,在实际基坑工程中具有广泛的应用价值。     

上海市地表灰尘与降水关系的分析

为了探讨降水对上海市地表灰尘的影响,以上海市杨浦区6个不同功能区的地表灰尘为研究对象,采用环境磁学方法分析降雨前后地表灰尘的磁学特征变化,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析其中11种重金属元素含量,采用富集因子法分析地表灰尘中各种重金属的富集情况,讨论分析降雨前后不同功能区地表灰尘的磁学特征变化及元素质量浓度的分布特征。结果表明:上海市杨浦区地表灰尘污染总体上呈现降雨后低于降雨前的变化趋势,其中降水对地表灰尘磁学参数影响最大的为频率磁化率χ_(fd)%,对重金属元素Pb的含量影响较大;在不同功能区中,工业区和交通区受降水影响均较大,而教学区受降水影响最小;重金属的富集程度为PbAsCdZn≈Mn≈CrCuNiCaMg,其中Pb、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd等重金属已在环境中富集。众多结果显示,降水对城市地表灰尘的磁性特征和重金属含量均有一定的影响。     

循环荷载作用下土的动力特性及隧道工后沉降分析

选取重塑砾质黏土作为试验土样,采用室内动三轴试验系统研究循环荷载作用下土体的模量弱化规律,并考虑多重因素下隧道工后沉降公式拟合。实验表明:累积应变与累积孔压随围压与动应力比的增大而增大,并在振动10000次达到稳定趋势,而模量模量弱化幅值呈现相反的规律。在不同激振频率下累积孔压,累积应变随频率增大而减少,模量的弱化幅值随频率增大而减小。在前人的基础上进一步考虑了激振频率对累积应变,和累计孔压公式进行拟合得到相关参数。研究成果对砾质黏性土的动力特性以及隧道工后沉降预测提供了有价值的参考。     

遮拦叠交效应下地铁盾构掘进引起地层沉降分析

 地铁隧道施工诱发的土体沉降以及临近地下构筑物变形是我国城市轨道交通施工安全控制和风险评估中较为关心的一类施工问题。目前,针对该领域地层沉降的简化理论研究还仅仅针对自由位移场,没有考虑临近既有构筑物的遮拦效应影响。依托上海在建地铁施工工程实践,采用简化理论方法、三维有限元数值模拟方法以及现场监测方法,分析考虑运营隧道遮拦效应影响的土压平衡盾构施工引起的周围土体沉降规律,并与自由位移场条件下盾构施工引起的地层变形进行对比分析;在此基础上,给出地铁盾构复杂叠交穿越引起的临近地铁隧道的变形规律。研究表明,本文提出的简化理论方法和三维有限元数值模拟方法可以较好地模拟遮拦叠交效应下地铁盾构掘进引起的地层沉降变形;临近既有建(构)筑物施工,盾构施工引起的周围土体沉降较大程度地受到遮拦效应影响,与自由位移场条件下的计算结果对比存在较大差别。最后,结合盾构施工监测数据,提出复杂遮拦叠交效应下的盾构叠交施工变形控制技术措施。成果可为合理制定施工场地存在复杂建(构)筑物工况条件的地铁隧道开挖对周围环境保护措施提供一定的理论依据。     

远场剪切波作用下深埋矩形隧洞地震响应解析解

 既有理论针对土体与结构相互作用的地震响应研究一直集中在圆形隧洞截面,而就矩形隧洞的分析往往会增加动力计算的复杂性。基于拟静力法,采用复变函数理论和保角变换方法,推导获得远场剪切波作用下深埋矩形隧洞的地震响应解析解。该复变函数解答考虑了土体与隧洞间相互作用的剪应力和法向正应力,并针对保角转化函数引入修正系数,提高了在复平面转化时矩形隧洞截面表示函数的计算精度。结合数值模型验证解析方法的正确性,并对矩形隧洞归一化位移比和土体应力场变化进行参数分析。研究表明,通过引入修正系数,使得解析解精度得到一定提高,与数值模拟解答更为接近。矩形隧洞归一化位移比值随着隧洞衬砌与土体的相对刚度比值增大而减小,而随着截面尺寸比率的增大而增大。在矩形隧洞截面尺寸的比率和相对刚度比值一定的情况下,矩形隧洞的归一化位移比随着土体泊松比的减小而增大。当截面尺寸比率为1时(正方形隧洞),土体泊松比的变化对于隧洞归一化位移比值影响较小。矩形隧洞周围土体应力随着土体泊松比的增大而增大,随着土体弹性模量的增大而减小,而随着衬砌剪切模量的增大而减小。