Compensation excavation method control for large deformation disaster of mountain soft rock tunnelOA

In recent years, the mine tunneling method and the new Austrian tunneling method have been considered the main theories of tunneling approaches in China. It is difficult for the traditional technique to overcome the large deformation problems imposed by complex geological conditions of mountain soft rock tunneling. Hence, the compensation excavation method has been proposed to solve this issue under the consideration that all damage in tunneling originates from the excavation. It uses supportive...     

循环加卸载下纤维增强泡沫轻质土变形特性

为了研究聚丙烯纤维增强泡沫轻质土的损伤变形特性,选用UNSAT非饱和土三轴仪开展50 kPa围压作用下的循环加卸载试验. 以泊松比、弹性模量提高率及弹塑性变形趋势为参数,分析不同纤维质量分数条件下聚丙烯纤维增强泡沫轻质土的力学特性和变形规律. 研究结果表明：当纤维质量分数达到0.50%~1.00%时,初次弹性模量提高率为56.88%~69.43%,纤维对泡沫轻质土内部初始缺陷的改善作用最佳;纤维增强泡沫轻质土试样的弹性模量提高率随着循环次数的增加呈先增大后减小的趋势,泊松比随着循环次数的增加而增大,在经历最初的2、3次循环荷载作用后趋于稳定直至试样破坏;随着循环次数的增加,纤维增强泡沫轻质土的轴向弹性应变与总应变之比逐渐降低,试样内部损伤变形逐渐累积.     

大型龙门铺丝机综合误差建模及补偿

为了提高大型龙门自动铺丝(AFP)机的精度,提出重力变形与几何误差综合建模与补偿方法. 采用有限元法对龙门铺丝机进行静力学分析,通过工作空间网格化方法建立重力变形模型;基于齐次变换矩阵与切比雪夫多项式建立几何误差模型,结合剔除重力变形的测量数据与Powell算法实现对几何误差参数的辨识;综合重力变形模型和几何误差模型,提出基于综合误差补偿的G代码修正策略. 在龙门铺丝机上开展综合误差补偿对比实验,结果表明,补偿前龙门铺丝机误差较大,不能完全满足铺放精度需求,而经过补偿后位置误差和姿态误差均大幅度降低,其中姿态误差减小80%以上,而位置误差减小90%以上,满足铺放精度需求,证明了所提出的综合误差建模和补偿方法的有效性.     

高应力条件下双向激振时尾粉砂的动力特性

强地震荷载作用下P波(纵波)对土体的作用不可忽略,然而传统采用单向振动分析循环荷载作用下土体动力特性的方法往往忽略了纵波对土体动力稳定性的影响。为研究高应力条件下尾粉砂的动力特性,采用双向激振循环荷载模拟地震荷载,开展了一系列不同围压、动剪应力比、固结应力比下的双向振动三轴试验。研究结果表明：在双向循环荷载作用下,等压和偏压固结时饱和尾粉砂试样均存在转折累积塑性变形εtp,且在等压和偏压固结时转折累积塑性变形εtp的值与其对应的振次随着动应力幅值的增大呈相反的线性关系;围压对尾粉砂累积孔压增长曲线的形态具有显著的影响,围压相同时,动剪应力比、固结应力比的改变对累积孔压的增长曲线形态影响不大;随着围压的增大,在等压和偏压固结条件下尾粉砂的累积孔压增长曲线主要有两种发展模式,分别为3和4个发展阶段。同时,通过对试验结果的分析,提出尾粉砂在高应力条件下考虑多因素时的累积孔压增长模型,并得到等压固结和偏压固结时该模型的两种表现形式。该成果对地震荷载作用下尾矿坝体的动力稳定性研究具有一定的参考意义。     

堰塞坝背水面坡度对溃决过程影响机理大尺度试验

堰塞坝溃决物理概化试验是当前研究堰塞坝溃决机理较为可行的方法,但在现有堰塞坝溃决试验中,由于试验坝体尺寸较小、试验上游库容不足,导致试验的溃决过程与实际堰塞坝溃决存在较大差异。为尽量克服库容的不足所带来的影响,本文采用了最大库容达380m3的大尺度堰塞坝溃决试验系统。本文以无粘性、宽级配砂砾料堰塞坝为对象开展了多组室内大尺度溃决试验来揭示堰塞坝溃决机理,并通过设置不同背水面坝坡来研究其对溃决过程的影响。通过试验发现堰塞坝溃决过程可以分为沿程冲刷、溯源冲刷、快速发展和溃口稳定四个阶段。在溃决过程中发现陡坎侵蚀和溃口两侧土体失稳坍塌是溃口快速发展的主要机理。不同背水面坡度下的沿程冲刷阶段冲蚀特征基本相似,而溯源冲刷阶段及快速发展阶段溃决过程差异显著,较大的背水面坡度使溯源冲刷阶段跌坎水流更容易得到发展,进而影响溃口处的垂向冲深及侧向发展,导致快速发展阶段更易形成垂向落差较大的陡坎洪水冲蚀。从溃决历时来看,坡度的增加使溃口发展更快、峰值流量出现时间更早,进而导致溃决历时缩短。坝顶溃口宽度及峰值流量也会随着坡度的增加而增加。在本试验还较好地重现了天然堰塞坝下游河道两岸的淤积现象,并根据堰塞坝溃决过程中的水流特点、泥沙运动及溃决完成后下游河道的地貌,初步分析了淤积区的形成机理。     

极端工况静压支承润滑状态的微间隙油膜形貌表征

极端工况条件下静压支承运行过程中的极易发生摩擦学失效且润滑状态极难获得,为解决此技术难题,设计一种新型油垫可倾式静压支承结构,形成静动压混合推力轴承,提出利用微间隙油膜形貌来表征静压支承润滑状态的想法。针对新型双矩形腔油垫可倾式静压支承,建立温升和功耗、热固耦合变形、流固耦合变形及油膜形状等数学模型。分析极端工况下微间隙油膜温度场和油膜压力场分布特征,求得摩擦副热力耦合变形,获取三维油膜形貌,判断静压支承润滑状态。搭建油膜厚度测量装置,获得油膜厚度状态,验证理论分析和数值模拟所获得的油膜形貌的正确性。结果表明：极端工况下该结构润滑效果大大改善,轻载高速时热变形起主导作用,油膜厚度差异较大。低速重载时力变形占主导地位,油膜较平滑。油腔外侧封油边交角处变形最大,此处油膜最薄,易发生摩擦学失效。     

Effects of bulk and surface properties of materials on adhesion-induced deformations between submicrometer diameter particles and substrates

—Spherical particles of polyvinylidene fluoride (PVF₂), of 0.3 μm diameter, were deposited onto various substrates including polyester, a polyester-polydimethylsiloxane block copolymer (hereafter referred to as PSBC), and polished silicon. The adhesion force-induced deformations between the particles and substrates were then observed using scanning electron microscopy (SEM). It was found that the particles embedded most deeply into the soft PSBC. No embedding of the particles into the Si wafers was observed, although the particles, themselves, appeared to flatten. The particles were also observed to embed into the polyester, although to a lesser extent than they did into the PSBC. Moreover, when the particles contacted samples of polyester which had been plasma-treated in argon, the embedding decreased. Measured contact area diameters are compared to predictions of various models of adhesion. The effect of the thickness of a conducting (Au/Pd) coating on the appearance of the contact zone is also discussed.     

上犹江水电站大坝闸墩与廊道顶拱裂缝成因分析

针对江西上犹江水电站大坝闸墩裂缝和检查廊道顶拱的贯穿裂缝,运用温度场和温度应力的有限元方法对施工和运行过程进行模拟计算,在运行期重点考虑夏季泄洪冷击和冬季寒潮对开裂的影响,根据计算结果对裂缝的成因进行分析。计算结果表明,不同时期的温度应力是产生裂缝的主要原因。提出了裂缝处理和预防的建议。     

数字近景摄影测量在监测节制闸动态变形中的应用

为了监测节制闸在闸门升降期间的瞬间变形,及时掌握节制闸结构的整体变形信息,为评估节制闸的运行状态提供数据支持,采用数字摄影技术完成节制闸结构的瞬间变形监测。利用外业数据采集设备非量测数码相机,在闸门升起之前拍摄一张像片作为零像片,在闸门升起过程中拍摄的照片作为后继像片。通过比较后继像片与零像片得到同名点的像素变化值,根据参考点间的基线数据,采用空间时间基线视差法将变形监测点的像素变化值转化成实际位移值,并绘制节制闸的变形走向图。结果表明:采用数字摄影技术的相对测量精度达到3/1 000,能够满足变形监测的精度要求。由变形走向图可知,各个变形点的变形走向是一致的,没有局部失稳的现象发生,且洪园节制闸处于弹性变形内,最大变形不超过5.00 mm,节制闸是安全的。本研究对当前水利工程结构无接触实时安全监测做出补充,对未来工程结构的安全监测的发展具有一定的推动作用。     

大型磷石膏渣场环境风险评价方法

对尾矿坝类渣场的环境风险评价框架结构中涉及的各个阶段及基本评价过程与方法作了简要的介绍,并通过实例介绍如何进行磷石膏渣场的环境风险评价工作,具有典型性和参照性,可作为国内大中型化工废物渣场环境风险评价的参照和类比。