高温气候下沥青混凝土心墙连续碾压施工结合面温控试验研究

在夏季高温气候沥青混凝土心墙连续多层施工时,为减少等待结合面温度降至规范要求上限值90℃的时间,通过室内试验模拟结合面温度提高后心墙连续两层铺筑的情况,分别研究了结合面温度在90℃、100℃、110℃情况下沥青混凝土的压实性和变形情况,并进行了现场试验论证。室内试验结果表明:心墙沥青混凝土结合面温度降至100℃时,上层沥青混凝土的孔隙率为2.88%,下层沥青混凝土的最大侧向应变值为2.78%;结合面温度为110℃时,上层沥青混凝土的孔隙率为3.85%,下层沥青混凝土的最大侧向应变值为4.00%。现场试验结果表明:结合面温度为100℃时的上层沥青混凝土孔隙率和渗透系数均满足规范要求。因此,沥青混凝土心墙连续多层碾压时,结合面温度提高至100℃的施工质量可以得到保证。     

新型PEC柱-钢梁端板连接组合框架层间抗震机理试验研究

良好的抗倒塌性能是维系结构在大震下的必要整体性、实现“大震不倒”抗震设防水准的关键所在。为研究新型卷边PEC柱-钢梁外伸端板连接组合框架结构的层间抗震机理,按1:2缩尺设计了1榀组合框架层间子结构模型试件并进行水平低周往复荷载试验。基于试验现象和测试数据,分析了试件结构的破坏过程与破坏模式、滞回特性、刚度退化、耗能能力、变形模式等抗震性能。研究结果表明：试件结构最终破坏模式为端板附近梁截面充分屈服形成塑性铰的理想塑性破坏机构;试件整体与层间位移延性系数μu=3.74和最大等效黏滞阻尼系(ζeq)max=0.325,具有良好抗震延性和耗能能力;试件结构整体性好、水平抗侧刚度沿高度分布均匀,水平位移分布规律表现为理想的倒三角弯剪型变形模式;试件结构整体与层间侧移和节点转角均超过大震层间侧移限值1/30,即试件结构具有良好的抗倒塌能力。     

煤矿陷落柱探测的井下综合物探方法研究

并行网络直流电法因可在工作面任意布设电极,可快速实现三维电阻率探测,地震反射共偏移法原理为反射波勘探原理,采用多次覆盖观测系统开展井下数据采集;为了探查华北某煤矿西六采区陷落柱发育特征及其赋水性,确保回风上山掘进安全,基于这两种物探方法在皮带巷和轨道巷布设了两条测线,经过井下数据采集、室内资料处理与分析,得到了电阻率反演剖面和地震反射剖面,结合地质资料,对陷落柱的电性特征及结构进行研究。结果表明:陷落柱岩层连续性差,岩体较破碎;陷落柱底界发育深度超过底板60 m;陷落柱探查范围内及周围赋水性较弱。     

贵州水城盆地岩溶地面塌陷成因分析及防治对策

岩溶地面塌陷具有隐蔽性、突发性以及复发性等特点,已成为覆盖型岩溶地区危害性极大的环境地质问题。采用野外勘察、室内研究等手段分析了水城盆地岩溶地面塌陷发育规律,其塌陷机理模式主要有:潜蚀致塌式、真空吸蚀致塌式及冲爆致塌式,塌陷的出现大多与地下水开采有关,而岩溶地面塌陷已成为地下水开发利用的主要限制因素。针对塌陷发生机理成因与迫切的地下水开采需求,提出了地下水排泄区集中开采地下水的思路,通过布井于地下水集中排泄区,上游外围构建帷幕墙以溢流方式开采,保证开采量近似等于排泄量,维持主城区地下水流场相对稳定,有效避免由抽水引起岩溶地面塌陷的频繁发生,不仅使地下水资源得到充分开采利用,也为岩溶地面塌陷防治提出新的思路,利于城市持续发展。     

强度准则和失稳判据对有限元强度折减法结果的影响

本文主要研究有限元强度折减法的强度准则和失稳判据问题,从强度折减法基本原理出发,将边坡强度参数进行折减,利用理论分析与数值计算相结合的方法,通过对比分析研究了强度准则与失稳判据的影响。研究表明:在π平面上强度准则围成的圆的半径越大,所得的安全系数则越大。与传统的极限平衡方法的安全系数结果相对比,等面积圆强度准则结果与之相近。3种边坡失稳判据中塑性区贯通判据判断的安全系数偏保守,与Bishop法计算结果较为一致,收敛标准的安全系数偏大。     

Upper bound limit analysis of roof collapse in shallow tunnels with arbitrary cross sections under condition of seepage force

The analytical solutions for predicting the exact shape of collapse mechanisms in shallow tunnels with arbitrary excavation profiles were obtained by virtue of the upper bound theorem of limit analysis and variation principle according to Hoek-Brown failure criterion. The seepage force was included in the upper bound limit analysis, and it was computed from the gradient of excess pore pressure distribution. The seepage was regarded as a work rate of external force. The numerical results of roof collapse in square and circular tunnels with different rock parameters were derived and discussed, which proves to be valid in comparison with the previous work. The influences of different parameters on the shape of collapsing blocks were also discussed.     

玉北地区钻井液技术

针对玉北地区古近系膏岩层易蠕变缩径、二叠系火成岩地层易垮塌掉块、奥陶系灰岩地层易漏,导致的钻井周期长、机械钻速低、复杂情况多等问题,优选了适合各开次的钻井液体系。一开选用膨润土聚合物体系,利用其高膨润土含量解决地表流沙层的井壁稳定与井眼清洁问题;二开选用KCl聚磺钻井液,通过强化钻井液的抑制封堵能力与抗污染能力解决了因泥岩段水化膨胀、砂岩段形成虚泥饼造成的阻卡问题,实现了井壁稳定;三开选用KCl聚磺防塌钻井液,解决了高密度钻井液的抗污染问题,实现了深部地层的快速钻进;四开选用低固相聚磺钻井液,大幅度提高了深部地层的钻进速度。     

套建增层预应力型钢混凝土组合框架罕遇地震下抗倒塌性能分析

目的研究罕遇地震作用下套建增层预应力型钢混凝土组合框架在不同抗震设防区和场地土下的倒塌规律,以提高套建增层组合框架结构的抗倒塌能力.方法采用IDARC平面分析程序对一榀单层单跨预应力型钢混凝土梁-角钢混凝土柱组合框架开展滞回性能全过程分析,并与试验结果对比,验证所建数值模型的可靠性,在此基础上建立单跨多层结构形式的套建增层组合框架数值模型,并开展罕遇地震作用下弹塑性时程分析.结果随着套建增层组合框架底层柱高度的增加和增层层数的增多,底层柱损伤呈降低的趋势;同时依据套建增层组合框架底层层高和增层层数,得到了8度和7度抗震设防区下,I、II、III类场地土上套建增层组合框架的倒塌范围.结论倒塌的套建增层组合框架均表现为底层出现层间铰的倒塌机制,依据现行规范对倒塌的套建增层组合框架提高一个抗震等级后均可避免其发生倒塌破坏,可为相关工程设计提供参考.     

Morphological and microchemical phenomena in the high-temperature oxidation of binary Al-Li alloys

The high-temperature oxidation behavior of binary Al-Li alloys has been characterized by scanning electron microscopy and secondary ion mass spectrometry in order to understand the mechanism of rapid oxidation in these alloys and to correlate the oxide morphology to its microchemistry. The oxide scale developed on polished specimens during short exposures in air at 530°C shows characteristic nodules that usually nucleate at grain boundaries. Examination of the alloy surface after removal of the oxide layer shows that the initial growth of the oxide nodules occurs laterally in addition to thickening normal to the oxide/alloy interface. Microchemical analysis of the oxide film with a scanning ion microprobe reveals a thick Li-oxide layer at the oxide/gas interface indicating preferential oxidation of Li at the free surface; the rest of the oxide film is composed of both Al- and Li-rich oxides, probably Li₂O and LiAlO₂ The presence of trace impurities (K, Na, F, and Cl) in the oxide scale was also detected. A microstructural model for the development of the oxide film in the Al-Li system is presented on the basis of both morphological and microanalytical data obtained in this study; this new model is compared with existing models.     

溃口近区二维数值模拟与溃坝洪水演进耦合

基于黏土心墙砂石坝的溃决过程,以及溃坝洪水传播和运动的特性,建立黑河金盆水库大坝溃口近区二维数值模型和下游地区溃坝洪水演进耦合数学模型。使用DAMBRK法计算逐渐溃坝,并应用其结果进行后续模拟。采用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式求解一维模型,采用单元中心的有限体积法求解二维模型方程。采用侧向连接方式,将黑河两岸计算水位点与二维网格单元相连,实现一、二维模型的耦合。采用所建立的二维模型对溃口近区进行计算与模拟,得到计算区域某一时刻的水深及流速分布。应用所建耦合模型对黑河金盆水库万年一遇入库洪水漫顶致溃坝洪水进行数值模拟,得到一维河道内各断面的水位和流量变化过程,以及二维计算区域内不同时刻的水深分布图、流速矢量图和淹没范围变化过程。溃口的形成过程不仅包括漫顶水流的直接作用,同时包括溃口形成过程中两侧漩涡状水流的反冲刷作用。耦合模型可以同时兼顾河道内的水流变化以及河道外计算区域内的洪水演进过程,从而减少由于计算结果偏大或偏小所带来的防洪资源浪费和防洪措施不利等不良影响。