单钢轮振动压路机振动液压系统动态特性联合仿真

为研究实际压实工况下钢轮振动、振动液压系统压力和驱动扭矩随压实度变化的动态特性,利用ANSYS APDL建立柔性体路面模型,在Adams中进行钢轮-路面刚柔耦合动力学建模,通过AMESim与Adams建立单钢轮振动压路机振动液压系统联合仿真模型,进行不同压实度时的压实仿真。结果表明：仿真模型准确,随着压实度的增大,钢轮振动容易出现二倍频,发生跳振,振动液压系统平稳压力减小,起振时间缩短,驱动扭矩减小。     

A simplified method for instability and second‐order load effects of framed structures: Story‐based approach

Several building codes such as ANSI/AISC 360‐16 and EC3 EN 1993‐1‐1 require the use of a proper design method to consider instability and second‐order load effect problems for individual system elements and the entire structural system. Various methods are available to assess stability. All of these methods should consider P‐Δ and P‐δ effects (second‐order effects). The following calculation procedures are presented in this study: (a) a simplified method is developed for P‐Δ and P‐δ analysis in regular frames under the effect of constant axial loads to obtain story drifts and end moments; (b) this method can be applied to an entire building or any individual story, that is, story‐based design is possible; and (c) column effective length factors are obtained for individual columns. In addition, design tables are presented.     

断层破碎带在渗流作用下应力特征及控制

采用瞬变电磁仪对回风巷穿越断层破碎带的现场水文情况进行探测,获取区域地下水在巷道两帮集聚导致低阻异常区存在的水文特征。建立了回风巷赋水断层三维流固耦合力学模型,模拟分析了断层破碎带在动压及渗流作用下的应力分布及变形特征。研究结果表明:孔隙水压力集中区和巷道两帮压应力集中区具有一致性,随着与断层距离的减小,双场集中区中区由两帮向顶角处转移;回风巷围岩变形失稳概括为3个阶段:即,两帮压密顶底板产生张拉裂隙阶段;地下水向巷道渗透及围岩软化阶段;围岩变形持续增大阶段。为控制回风巷进一步变形,提出了对两帮及底板进行注浆加固的方案。     

非饱和土中热湿盐多场耦合过程分析

以多孔介质理论为基础研究了非稳态条件下非饱和土中温度–水分–盐分多场耦合问题。考虑到非饱和土中孔隙被液态水、溶解的盐分、水蒸气和干燥气体等填充,在质量和能量守恒的基础上获得了非饱和土中水分、气体、盐分的质量守恒方程以及能量守恒方程。考虑一维非稳态问题,选取温度、孔隙气压、孔隙水压和含盐量以及其梯度作为状态变量,得到问题的状态方程组。利用Laplace变换将时域上的状态方程转换到频域上,在给定的边界条件下,采用打靶法求解该强耦合的非线性变系数微分方程组。基于Hausdorff矩问题的稳定化算法将频域上的数值解转化到时域上,通过与已有的试验结果相比较,验证了模型的有效性。基于数值算例与参数,分析了压力梯度、温度梯度、孔隙率等条件对非饱和中温度场、水分场和盐分场分布的影响规律。     

Required strength of geosynthetics in a reinforced slope with tensile strength cut-off subjected to seepage effects

The Mohr-Coulomb (M-C) yield criterion is found to overestimate the tensile strength of cohesive soils. By introducing the concept of tensile strength cut-off, the M-C criterion is modified to reduce or eliminate the tensile strength from the criterion. In this study, a new approach is proposed to investigate the stability of geosynthetic-reinforced slopes in cohesive soils subjected to seepage effects by means of the kinematic approach of limit analysis. The distribution of pore-water pressure is obtained using the numerical modeling software package, FLAC3D. A kinematically admissible failure mechanism is discretized to incorporate the results from the numerical simulation. The strength of geosynthetics required for maintaining the slope stability is evaluated from the work-energy balance equation. An optimization routine is used to seek out the maximum value among all possible results. Design charts providing the normalized required reinforcement under different parameters are plotted for a parametric study and convenient use in engineering. The obtained results show that less reinforcement is required in the presence of soil cohesion, and that the inclusion of the effect of tensile strength cut-off leads to a more conservative solution, which is more obvious in the presence of seepage effects.     

考虑变形及滞回效应影响的三维土-水特征曲面模型

为研究变形和滞回效应对非饱和土水-力耦合特性的影响,以边界面理论为基础,建立一个同时考虑变形及滞回效应影响的三维非饱和土土-水特征曲面模型,所建立模型可完整地描述非饱和土的水-力耦合特性。提出的本构方程以吸力和孔隙比为自变量,以饱和度为因变量,建立三维土-水特征曲面模型,通过编程实现了本模型的预测功能。通过程序的预测结果与一系列不同应力和水力路径下的试验结果进行对比,在饱和度-吸力/孔隙比二维平面及饱和度-吸力-孔隙比三维空间中,均验证了所建立模型的适用性及预测精度。     

三肢剪力墙在水平荷载作用下内力位移解析解法

随着高层结构应用日益广泛,多肢剪力墙及其组合结构成为高层结构中不可或缺的一部分,但是在土木类规范、教材中对于多肢剪力墙内力求解的核心部分：对连梁约束弯矩构成的微分方程组采取叠加分配的计算方法有失偏颇。文章对连梁约束弯矩求解过程中产生的2个二阶微分方程组采取转化为4个一阶微分方程组,进而求微分方程组系数矩阵的基解矩阵的办法,从而给出多肢剪力墙中三肢剪力墙在3种水平荷载作用下内力、位移的解析计算公式。比较两种方法的内力计算结果与Midas计算模型内力的差距,发现运用传统方法连梁的内力结果较计算模型和文中计算小10%左右。该方法避免对连梁刚度以及连梁相对位置和墙肢整体性等一系列参数的讨论,避开分配系数这个概念,改进传统解析方法,为剪力墙与框架组合结构内力、位移解析表达式的推导夯实基础。     

氯离子对9Cr马氏体钢静态腐蚀和应力腐蚀行为的影响

目的研究9Cr马氏体钢在非服役条件下的腐蚀行为。方法运用传统电化学测试和微区扫描振动电极(SVET)技术研究材料的静态腐蚀行为,采用慢应变速率动态拉伸腐蚀试验与传统电化学测试技术相结合的方法研究材料的应力腐蚀行为。结果获得常温下氯离子对马氏体钢静态腐蚀行为的影响规律,以及慢拉伸过程中材料表面钝化膜生成和破裂过程。结论马氏体钢在氯化钠溶液中的腐蚀为阳极溶解型,且随着氯离子浓度的上升,局部腐蚀电流密度增大。常温下材料在含氯离子环境中发生弹性变形时,表面生成的钝化膜使材料的抗腐蚀性能升高。当材料进入塑性变形阶段后,由于金属表面缺陷的增多、颈缩区体积的收缩,以及钝化膜与基体金属塑性变形能力的差异,钝化膜逐渐溶解并发生破裂。     

镀铜钢纤维表面改性及其耐腐蚀性能和黏结性能

为了改善镀铜钢纤维与水泥基体的黏结强度,用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)对镀铜钢纤维进行表面处理.采用红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)、氯化钠溶液浸泡腐蚀试验和黏结强度测试来评价处理后镀铜钢纤维的性能.结果表明:MPTS与镀铜钢纤维表面发生了化学键合,提升了钢纤维表面粗糙度;经过MPS处理和MPTS/MPS组合处理的钢纤维腐蚀溶液的吸光度积分只有未处理组的91%和45%;经过MPS处理和MPTS/MPS组合处理的钢纤维从水泥基体中拔出时所做的功相对于未改性组分别提升了43%和224%,与水泥基体的黏结强度得到了相应提高.     

交变压力环境下KH-550改性氧化石墨烯环氧涂层的失效机制

石墨烯因其优异的力学性能及热化学稳定性、较大的比表面积而在防腐涂层应用中备受关注。采用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)进行表面改性,研究了改性GO对深海交变压力模拟环境下环氧涂层失效机制的影响。利用TEM和沉降实验观察了GO粉末的分散性及其与环氧树脂的相容性;利用重量法、附着力测试和拉伸测试研究了涂层的防护性能;利用OCP和EIS研究了涂层在交变压力下的失效历程。结果表明：KH550改性GO涂层在抗渗透性、强韧性、附着力等方面均有明显提高。添加改性GO减少了涂层的表面缺陷,更加致密的涂层结构有效阻碍了溶液的扩散。改性GO与环氧树脂结合良好的界面可延缓交变压力的破坏作用,从而延长了涂层在交变压力环境下的使役寿命。