板状燃料组件非线性振动特性

设计1个能模拟堆芯燃料组件工作环境和力学边界条件的台架,研究板状燃料组件的非线性振动行为。对安装在振动台上的系统进行白噪声随机激励,得到燃料组件响应-激励关系不同方向、不同介质、不同振级共42种工况的系列曲线。试验结果表明:随着激励振级加大,板状燃料组件的第一阶共振频率减小;板状燃料组件在水中的第一阶共振频率远比在空气中的小,且非线性特性仍呈软弹簧特性;板状燃料组件在环境中的振动阻尼大,能大大抑制抗震响应。     

高液限膨胀性黏土基桩工作性状的离心机试验研究

通过离心机试验研究高液限强膨胀性黑棉土地基中4根模型基桩在浸水条件下桩头位移和桩身轴力的变化规律,考虑的影响因素包括桩长、桩头荷载以及是否采用隔胀措施。通过自主设计制作的离心机内降雨装置和模型土层中的渗流通道实现黑棉土地基浸水条件。试验发现,黑棉土浸水后对桩身轴力的影响分为两阶段:前期土体刚度降低阶段,黑棉土遇水刚度降低后能提供的摩阻力明显降低,使得桩身轴力增大;后期胀拔阶段:黑棉土遇水膨胀隆起,对桩基产生向上的胀拔力,桩身轴力减小。此外,浸水引起的桩头位移变化与桩顶受荷情况密切相关:未受荷桩发生上拔位移,而荷载为625 k N的桩发生沉降位移。在桩周采取隔胀措施可以削弱甚至消除黑棉土变形对桩基的不利影响。     

复理石顺层边坡最危险岩层倾角及简化的单一层面模型

最危险岩层倾角为0°～90°范围内使边坡安全系数最小的岩层倾角,该倾角是对顺层边坡稳定性最不利的岩层产状。以由岩块和岩层面组成的层状边坡为分析对象,采用有限元极限分析法的隐式节理模型分析了不同坡角对应的最危险岩层倾角。结果表明:最危险岩层倾角随坡角的增大而增大,对应安全系数的变化规律相反,最危险岩层倾角下的破坏均为整体顺层滑移破坏;通过极限平衡法得到最危险岩层倾角的理论公式,计算结果与有限元极限分析法偏离不超过2%;在众多岩层面中,对缓倾顺层边坡稳定性起决定性作用的为过坡脚的层面,采用单一层面简化模型得到的边坡破坏模式与常规模型相近,安全系数偏离不超过3%,缓倾顺层边坡可利用此模型进行简化的边坡稳定分析。     

黑棉土土工试验及改性研究

由于黑棉土(粘土矿物含量较高的一种黑土)具有较强的水化膨胀特性,在土木工程项目建设中必须对其进行妥善处理,方能适用于路基建设。针对肯尼亚地区某建筑工程中的黑棉土,进行了相关土工测试,给出了自由膨胀率、液塑限、电导率、pH值、含水率及有机质含量的测试结果。选用氧化钙(CaO)、火山灰、氢氧化钙(Ca(OH)_2)、硫酸钙(CaSO_4)、九水偏硅酸钠(Na_2SiO_3·9H_2O)、氯化钠(NaCl)对其进行改性,表明CaO+火山灰改性黑棉土在上述土工指标上有明显改善。     

黑棉土力学特性和单桩承载特性试验研究北大核心CSCD

黑棉土是一种特殊的强膨胀土,为避免其胀缩导致的基础和结构损坏,需研究其力学特性及桩基承载特性。首先通过室内试验测定黑棉土的有荷膨胀特性、侧限压缩特性和剪切特性。试验结果表明,当上覆压力由0k Pa增加到300k Pa时,土体的有荷膨胀率从36.6%减小至3.3%;含水率增大时,土体平均侧限压缩模量和抗剪强度均减小;含水率为52.0%的黑棉土在较大剪切位移(6mm)时的黏聚力较峰值强度下的黏聚力下降70%。之后通过离心机试验比较不同含水率的黑棉土地基中单桩的承载特性发现,相比含水率为23.0%的黑棉土地基,含水率为52.0%的黑棉土地基中单桩的刚度和承载力均明显降低,桩端阻力的下降尤为明显。建议在工程桩基设计中,湿化下黑棉土的摩阻力宜采用大剪切位移下土体抗剪强度。     

考虑膨胀土地基膨胀率和刚度沿深度变化的桩-土共同作用解析解

膨胀土地基中,土的膨胀率和刚度沿深度变化明显:较深位置的膨胀土应力水平较高,一方面遇水的膨胀率较小,另一方面土的刚度较大。该文基于桩-土相互作用机理,利用荷载传递法推导了考虑膨胀土沿深度膨胀率减小、刚度增加的单桩理论求解方程,并得到了级数形式的解析解。理论解与现场和模型试验数据符合较好,尤其是轴力沿桩身发展的模式。之后该文在膨胀土层的平均膨胀率和平均模量不变的前提下,分析了不同膨胀位移分布模式和刚度分布模式对桩受力和变形的影响,发现若按传统的土沿深度膨胀率和刚度为常值计算,将过高地估计单桩的轴力和位移。利用此解析解还讨论了膨胀土中桩的临界压重。     

强膨胀土—桩基相互作用及隔胀效果数值模拟

黑棉土是一种强膨胀土,其受湿度变化影响呈现很强的胀缩特性,对桩基的承载力和变形不利,易导致断桩等多种问题。本文建立了强膨胀土-桩基有限元模型,分析了胀缩条件下桩基内力和位移的变化规律,与桩-土共同作用解析解对比,验证了数值模型的有效性并解释离心机试验现象。利用该模型进行参数分析,指出黑棉土胀缩对桩的不利影响及工程中采用隔胀措施的必要性,进而模拟局部换填和界面隔胀措施。结果表明:浅表层黑棉土适合采用局部换填隔胀,换填宽度宜不小于膨胀土厚度;深厚层黑棉土适合采用双层分离式隔胀,隔胀套管应保证界面折减程度达到土体参数的30%且布置至黑棉土和普通土分界面附近;桩基承台底部宜增加柔性垫层,预留胀缩空间。