海堤加高加固施工技术研究

针对水利工程项目海堤加高加固施工技术展开研究。结合堤坝所在水域环境的水位信息,对混凝土防渗墙的高度以及原堤坝表层的切割深度进行设计,将其作为施工的基准。借助测量网测量了堤坝当前阶段的不透水临界位置,将其作为堤坝坡角开挖的目标深度,按照错位的方式对铺膜处理后,利用高压喷射灌浆防渗施工技术,基于堤坝坡角对地基裂缝以及混凝土防渗墙进行施工。实际应用结果表明,应用设计的海堤加高加固施工技术后,坝顶、坝身以及堤坝基底的渗流量分别稳定在1.20×10^-9、8.00×10^-9和2.30×10^-9cm/s以内,均达到了水利工程项目施工标准。     

可动态重构的旋翼飞行器设计与运动特性分析

针对旋翼飞行器因机体结构受运动路径中空间变窄限制而无法连续穿越的问题,研究设计了一种可动态重构的旋翼飞行器,通过改变机体构形实现对空间变化的运动应对,提高飞行器在复杂环境下连续运动作业的能力.该系统采用链式模块化结构,通过旋转关节实现构形的2维变化.根据机体结构特点和运动控制方式,基于D-H(Denavit-Hartenberg)规则推导了空间变换矩阵,求解了变化重心,建立了机体运动学模型.基于几何、动力和控制响应约束,提出了构形变换的求解方法,并针对该模型给出了边界条件.最后进行了飞行器稳定性、操纵性及临界构形实验.结果 表明,构形变换过程中,飞行器姿态稳定,无明显突变,各轴向最大变化量在4°以内;濒近临界构形时飞行器操控顺畅,跟踪控制响应能够在0.1s内完成.实验验证了姿态可控的临界构形角度集为{180°,180°,113°},通过几何运算,采用固定航向方式,飞行器的通过半径可缩小21.89％,结合航向控制的方式,最大通过半径可缩小67％.飞行器具备稳健完成动态重构和通过窄间隙的能力.     

高性能串口全双工数据收发设计与实现

串行通信中,数据的发送和接收分开,分别在两根不同的数据线传送,通信双方都能在同一时刻进行发送和接收,没有时间延迟,这样的传输方式就是全双工模式。本文基于该种模式下,设计并实现一种高性能的数据收发方法,这种方法利用临界区和信号量建立互斥消息队列,利用事件通知消息达到,多线程各司其职,最大限度利用全双工的优势,避免资源浪费。     

埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定计算方法的比较与应用

对埋藏式压力钢管加劲环的抗外压稳定分析,国内外常用的计算方法有Amstutz法、Jacob-sen法和《水电站压力钢管设计规范》(NB/T 35056—2015)(以下简称《规范》)中的强度公式。对这三种计算方法进行了比较分析,得到以下结论:Amstutz公式和Jacobsen公式计算的临界外压力随缝隙值的增大而减小,《规范》强度公式没有考虑缝隙值的影响,其计算得到的临界外压力与缝隙值无关;三种方法计算所得的临界外压力均随加劲环高度、管壁厚度和钢材屈服强度的增大而增大,随加劲环间距的增大而减小;《规范》强度公式计算所得的加劲环临界外压力相对Amstutz公式和Jacobsen公式较小,采用《规范》强度公式在外水头小于130 m时明显偏保守,经过比较分析后,建议将Jacobsen法作为国内钢管设计规范中埋藏式压力钢管加劲环抗外压稳定的主要计算方法之一。     

南水北调中线工程宽级配砂砾石料碾压试验

南水北调中线工程某段约4 km的总干渠渠道砂卵石渠基破坏严重,拟采用全部清除扰动渠基并回填开挖弃料掺拌土砂混合料的措施处理,该回填料为粒径小于150 mm的卵石、砂砾石、砂及土的宽级配砂砾料,颗粒级配不良。对于宽级配砂砾料作为堤基填筑料目前没有相应的规范规程可循,也无类似的工程经验可以借鉴。通过开展现场碾压试验,研究了颗粒级配不良的宽级配砂砾料能否作为填筑料,以及细颗粒含量(小于5 mm的颗粒)不同的宽级配砂砾料的压实性能、压实质量控制指标、压实控制标准和达到设计要求相对应的施工参数。指出:颗粒级配不良的宽级配砂砾料当细颗粒含量不少于30%时可作为填筑料使用(不考虑防渗作用);对于该宽级配砂砾石填筑料,当细颗粒含量为35%时压实性能最好,采用以干密度为主、孔隙率为辅,同时控制碾压参数的现场质量控制方法;不同细颗粒含量填筑料应采用不同的压实控制标准,应用20 t重型振动平碾机械,碾压速度2～3 km/h,铺土厚度50 cm,含水率控制在4.0%～5.5%,碾压4～6遍。     

应对长江口咸潮入侵的临界流量经验模型研究

1994年以来,长江口咸潮入侵严重威胁当地供水安全,随着长江上游水库群陆续建成,有关部门提出了通过上游水库群压咸调度保障长江口地区供水安全的方案。为明确压咸调度的目标流量(即临界流量),基于统计分析的方法,采用多元回归分析和主成分分析方法,选取实测站点数据建立了盐度-潮差-入海流量的相关关系统计模型,研究了咸潮发生的机理;通过模型分析多次咸潮入侵数据,确定临界流量为一个变化值,潮差290～335 cm下的临界流量在9 390～21 633 m³/s之间。研究表明,当长江口咸潮入侵时,单独依靠长江上游水库调度压咸所需的流量大,响应时间长,压咸效果不明显。因此,实际压咸调度应通过流域整体调度与本地蓄淡避咸水库共同作用应对咸潮入侵。     

低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的稳定性

为了研究低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的稳定性,首先建立低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的物理模型并抽象出相应的定解问题;其次,用无量纲分析方法和线性稳定性分析方法得到小扰动振幅的Orr-Sommerfeld方程(简称O-S方程);然后,利用摄动法对O-S方程进行求解,得到低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的稳定性判据及新的临界雷诺数;最后,以低沸点液氮液膜为例分析了各参数对稳定性的影响。结果表明:平板倾斜角、雷诺数、平板与液膜间的温差以及物性参数的减小都使得液膜流动稳定性增强,而波数的减小将使得流动稳定性下降。     

制动盘材料和结构对滑动摩擦系统热弹性失稳的影响

建立了滑动摩擦系统热弹性失稳的数学模型,并推导了不同热点模式对应的临界速度表达式。分析了摩擦副的厚度和滑动层材料的热物理特性参数对摩擦系统热弹性失稳的影响。结果表明:滑动摩擦系统更易出现反对称分布的热点模式;增加摩擦层厚度,减小滑动层厚度、热传导系数、弹性模量以及热膨胀系数均可以提高标志滑动摩擦系统进入热弹性失稳状态所需的最低临界速度,而滑动层比热容对系统的稳定性几乎没有影响。     

粉喷桩加固流塑状软土地基的试验研究

天然地基的含水率高达48.2%~64.2%的流塑状软土地基,选择采用粉喷桩进行加固处理,通过选择合理的加固方法和合适的施工工艺控制参数,使得加固后的粉喷桩外观整齐,桩身灰土均匀,未出现桩身倾斜和断桩等不良现象。试验结果表明:复合地基承载力特征值fspk≥150kPa,是加固前天然地基承载力的2.50倍以上;压缩模量是加固前天然地基的7倍以上,大大地减少了建筑物的沉降量和不均匀沉降量,达到了预期的效果,采用粉喷桩处理流塑状的软土地基是可行的。     

考虑粗糙度的黏性土-结构接触面力学特性试验

目前土与结构接触面的粗糙度定义未达成统一认识,不利于量化分析粗糙度对结构接触面力学性质的影响。同时,粗糙度对粘性土与结构接触面相互作用影响的研究也有待深入。为此,基于对灌砂法的修正,提出了一种测定土-结构接触面粗糙度的方法。针对试验自制的混凝土试块的半圆凹槽状粗糙表面和其他学者设计的齿形粗糙表面,使用修正后的灌砂法、常规灌砂法和试验常用的峰谷距测定法测定它们的粗糙度,并进行对比。利用大型直剪试验仪对红粘土-混凝土试块接触面进行了直剪试验,定量分析了粗糙度对接触面剪切破坏、变形等的影响,并探讨了粗糙度的影响机理。研究成果表明：针对接触面粗糙度的测定,修正后的灌砂法比常规灌砂法或峰谷距测定法都有效。接触面剪切破坏满足摩尔-库伦剪切破坏准则。粗糙度对接触面摩擦角影响不大。接触面抗剪强度和粘聚力的增长速率随粗糙度的增大而降低。随着粗糙度的增大,接触面粘聚力增大且逐渐趋近红粘土的粘聚力,此时剪切破坏可能发生在接触面上或接触面附近土体内。随着法向应力的增大,临界粗糙度减小且粗糙度对接触面抗剪强度的影响降低。粗糙度较小时,接触面剪切破坏后出现较为明显的应力跌落现象。