铁路标准断面隧道节理倾角效应研究

以郑万铁路黄家沟隧道标准断面为研究对象,对不同产状岩质隧道进行稳定性分析,研究围岩力学响应、变形特性以及锚杆力学特征,阐明不同于传统松散介质的层状岩质隧道失稳模式及锚杆支护要点。结果表明:节理面极大削弱了岩体稳定性,开挖会引起沿层理面滑动,导致明显地质偏压。隧道开挖使得层间节理首先被破坏,节理离层区不是发生在最大主应力方向上,而是发生在节理垂直方向。水平层状或倾角较小时,顶部和仰拱节理之间产生离层区,易引起岩层弯折破坏;随着倾角增大,顺弱势节理面滑动趋势增大,破坏主要取决于节理面强度和层状节理之间滑移;当倾角为75°～90°时,破坏主要为边墙岩块弯曲压溃;竖向节理时,中间垂直土体挟持作用减弱,易剪切破坏失稳引起冒顶坍方趋势。从群锚效应来看,锚杆与滑移面夹角大于23°时,锚杆支护效果发挥较为明显的效果。     

甘肃东乡族刑事习惯法特征变迁的实证分析——以当代国家刑事立法进程为参照

采用数值模拟的方法建立三维模型,探讨在加预应力锚索情况下软弱面的剪切特性。通过改变锚索单元的参数,讨论软弱面变形特性以及剪切强度的变化规律。研究表明：在加预应力锚索后软弱面的剪切强度有所提高,并且加预应力锚索主要影响软弱面的粘聚力,而对内摩擦角的影响不大;当锚索倾角增大时,软弱面的粘聚力先增大而后减小。预应力锚索长度增加会导致软弱面粘聚力增大,但是存在一临界锚索长,当预应力锚索长大于此临界长度后,预应力锚索长对软弱面粘聚力的影响逐渐变小。在锚索无预应力情况下,软弱面的剪切应力位移曲线主要呈现出应变软化特性,在锚索有预应力情况下,则呈现出应变强化特性。     

防腐型弯管前置扰流子的数值模拟

流动加速腐蚀现象广泛地存在于过程工业装置的流体输运管路中,通过在弯管前加装扰流子可以改善弯管内壁面的压力系数分布,降低弯管的流动加速腐蚀速率。文章应用CFD软件FLUENT6.3,对弯管前置扰流子进行数值模拟,研究其结构参数和安装尺寸对弯管内壁外弯侧面压力系数的影响,结果表明：加装扰流子之后,弯管中心面的最大压力系数随着叶片弦长的减小而降低;当安装攻角α在1°~2°之间,压力系数减小,当α大于2°时,弯管中心面的最大压力系数随着攻角的的增大而增大,从2°到6°增大了约100 Pa;当安装距离l在0~10 mm之间,弯管中心面外侧的最大压力系数减小,呈现良好的趋势。之后,随着安装距离的增大,最大压力系数反而增大了约90 Pa。     

形状记忆聚氨酯粘弹性行为的纳米压痕实验及有限元模拟

为了揭示形状记忆聚氨酯(SMPU)在微小尺度下的粘弹性力学行为,开展了不同加载速率和保载时间下的纳米压痕实验,获取了硬度和模量与加载速率和保载时间的关系,利用有限元软件ABAQUS建立了纳米压痕轴对称有限元模型,通过三单元粘弹性模型模拟了SMPU在纳米压痕下的力学响应。研究表明：SMPU表现出显著的粘弹性,压入的最大深度随着加载速率的增大而减小,随着保载时间的增大而增大,卸载段的“鼻子”现象随加载速率及保载时间的减小而逐渐显著。SMPU的弹性模量和硬度随加载速率的增加而增加,随保载时间的增加而减小;通过应变率灵敏度模型和无量纲时间灵敏度模型预测了SMPU的固有模量和硬度。通过有限元模拟结果与实验结果的对比,三单元粘弹性模型可以合理地模拟出不同加载速率和保载时间下的压痕实验。为获取微小尺度下SMPU粘弹性本构模型参数提供了一种有效方法。     

喷气涡流纺喷嘴参数对内流场特性的影响

为探究高速气流在喷气涡流纺内流道的流场特性规律，课题组基于FLUENT建立喷嘴的参数化模型，采用单一变量法分别研究喷孔数量、喷孔倾角和供气压力对喷嘴内流场的影响。结果表明：受引导部件的影响，内流场气流特性分别存在不规则性，且有较多的回流和涡流现象的存在；随着喷孔数量的增加，喷孔出口气流速度略有增大，内流场涡流现象减少，气流旋转性能显著增强；随着喷孔倾角的增大，气流速度峰值先增大后减小，导引部件螺旋面两侧的轴向速度和切向速度分布有明显不同，而当喷孔倾角超过70°后角度对速度的影响逐渐减弱；随供气压力的增加，气流速度增大，气流旋转特性增强，纱线加捻效果有所提高。该研究对于喷气涡流纺喷嘴的结构设计具有参考价值。     

基于聚氨酯弹性体位移传感器的有限元分析及实验

为揭示聚氨酯弹性体位移传感器固定端应变与运动端位移、扭转之间的关系,课题组基于橡胶类材料单轴拉伸实验得到的应力应变关系,通过数据拟合后确定最适合聚氨酯弹性体材料的Ogden本构模型及参数。用ABAQUS软件建立了聚氨酯弹性体位移传感器的非线性有限元模型,分析运动端位移和扭转情况下传感器的应力、应变和位移变化规律。研究表明：随着运动端位移和扭转的加载,固定端的应变随之增加,当位移达到30 mm时,最大应变出现在距离固定端4 mm处;当扭转达到15°时,最大切应变区域为整个弹性体发生扭转变形部分;此分布规律指导了传感器设计中应变片布置方案。将传感器仿真与测量实验数据对比,误差在10%以内,符合传感器要求。     

水平管降膜蒸发器管外膜状流流动特征研究

为了探究水平管降膜蒸发器管外液膜分布的优劣对其传热性能的影响,课题组建立了水平管三维模型对管外膜状流流动进行数值模拟,得到液膜沿水平管轴向和周向的分布规律,并对膜厚波动幅度Δ进行研究;分析了流量、布液高度及管外径对管外液膜厚度的影响。结果表明：当周向角度一定时,液膜厚度沿水平管轴向小幅波动;膜厚波动幅度Δ在θ为10°~20°时逐渐减小,其最大值为0.168 62;在θ为150°~170°时逐渐增大,其最大值为0.362 91;当θ为20°~150°时,膜厚波动幅度Δ＜0.075 00,液膜流动呈现平稳发展的趋势。研究表明液膜沿水平管周向流动可划分为3个区域：θ为10°~20°时为冲击区,θ为20°~150°时为稳定区,θ为150°~170°时为尾流区。液膜厚度随流量的增大而增大,随布液高度和管外径的增大而减小。     

兔胸主动脉在冻结状态下力学性能的实验研究

采用动态机械分析仪(DMA)研究了不同的温度点、降温速率以及低温保护剂浓度对兔胸主动脉在冻结状态下力学性能的的影响.研究结果表明,未经二甲基亚砜(DMSO)处理过的主动脉血管在-50℃的断裂强度(11.62±0.51MPa)和弹性模量(2670±1360MPa)均明显比-20℃时的断裂强度(8.71±0.44MPa)和弹性模量(37.1±4.65MPa)大,而且也要略高于-80℃时的断裂强度(10.18±3.2MPa)和弹性模量(2050±690MPa);以20℃/min降温时的弹性模量略低于5℃/min降温时的弹性模量,但其断裂强度反而略高;随着DMSO浓度增大,弹性模量显著减小,而且其断裂强度也会逐渐减小,但当DMSO浓度增大到一定值时,这种变化不再明显.     

IHFRP约束混凝土圆柱轴压性能

为了研究层内混杂纤维布(IHFRP)对混凝土圆柱体的加固效果,通过24个混凝土圆柱体的轴心抗压性能试验,分析了各种IHFRP约束混凝土柱的破坏形式、承载力、变形性能和应力-应变全曲线.试验结果表明:IHFRP可显著改善柱的承载力及变形性能;对于相同层数纤维布约束试件,随着IHFRP中碳纤维含量的增加,承载力增长显著;相对于单一碳纤维布(CFRP)约束试件的峰值竖向应变,3种IHFRP约束试件峰值竖向应变提高了60％～100％;将IHFRP应力-应变模型与试验曲线进行对比,拟合效果良好.试验结果为桥梁墩柱和框架柱等构件的加固设计提供了参考.     

强降雨入渗作用下土质边坡失稳灾变研究

公路边坡浅层垮塌是雨季最为常见的灾害现象,为了研究强降雨入渗作用下土质路堑边坡可能发生突发性失稳滑坡的机理,从实际工程出发以典型双层边坡为例,利用有限元程序ABAQUS对双层土质高边坡降雨入渗全过程中的孔压、应力、位移、塑性应变的变化进行了研究。结果表明:在强降雨条件下,地表水入渗将导致土体浅层的基质吸力减小或消失,土体表层竖向有效应力减小,表层土塑性应变峰值在降雨达到最大时出现;在降雨入渗的作用下,表层土的平均应力呈减小趋势,内部深层土平均应力与等效应力呈增大趋势,可能导致边坡浅层发生失稳,但随着后期降雨强度的减少,其最小应力会逐渐偏移屈服面;不同雨型作用下,边坡不同部位的位移响应差别较大;边坡失稳过程的塑性区呈两个方向向上延伸,一是沿着两层土的过渡区,一是沿着整个边坡滑动弧线,以过渡区为主。     

微裂隙密度对白云岩力学性质影响及其作用机制

为研究原状微裂隙对白云岩力学性质的影响规律,结合实际工程项目对岩层进行钻芯取样,得到原状试样。采用手绘和CAD扫描统计法对微裂隙统计分析,根据微裂隙密度将试样进行分类;通过单轴压缩试验和SEM电镜扫描试验研究微裂隙密度对白云岩微观结构及力学性质的影响机制,得到岩石试样的微裂隙密度范围为0.001 5～0.042 mm/mm~2,均值为0.024 mm/mm~2。研究结果表明:1)在单轴压缩试验中,白云岩力学性质主要由微裂隙"根状"结构控制,试样的破坏分为张拉、剪切和拉剪复合破坏3种类型,应力应变关系为Ⅰ类曲线;2)白云岩的抗压强度和弹性模量随微裂隙密度的增大而减小且微裂隙密度在0.010～0.020mm/mm~2范围内变化幅度最为明显; 3)随微裂隙倾角的增大,抗压强度先减小后增大,但在微裂隙倾角大于45°时,这种影响作用不明显,呈波动性; 4)基于微裂隙密度和微裂隙倾角,分析了白云岩的力学性质影响作用机理,可为类似研究提供基础数据和参考价值。     

岩体结构面参数对岩石锚杆抗拔与变形影响的试验研究

通过锚杆抗拔试验研究了岩体结构面对锚杆抗拔性能及变形的影响。试验结果显示,结构面的迹长、倾角、数量均会降低锚杆的极限抗拔承载力,当结构面的规模(迹长)、倾角(产状)以及数量(密度)增加时,都会导致结构面范围增加,使得模型不完整程度上升,模型提前进入塑性软化阶段,锚杆的极限抗拔承载力以及残余强度因此不同程度下降,极限抗拔承载力下降范围约3%到20%。结构面数量对锚杆抗拔承载力的影响较其它参数(迹长和倾角)更为显著。     

考虑风向角和周边建筑影响的大跨气膜煤棚风荷载特性试验研究

以某发电厂气膜煤棚为研究背景,为研究风向角和周边建筑对气膜煤棚风荷载特性的影响,采用风洞试验的方法测试并分析了气膜煤棚体型系数和整体力系数的变化规律。结果表明,无周边建筑下,煤棚的最大正体型系数在迎风面的底部,最大负体型系数在迎风面两侧拐角处,最大整体力系数发生在75°～90°和270°～285°风向角之间。煤棚在长度、跨度和竖直方向上最大整体力系数分别为0.44、0.63、1.26,周边建筑干扰效应使煤棚迎风面底部体型系数减小,在一些风向角下煤棚所受整体力系数甚至表现为显著的放大效应。     

湿式离合器润滑油流量对其热流固耦合特性影响分析

为研究润滑油流量对湿式离合器热流固耦合特性的影响,基于湿式离合器滑摩过程中的生热及传热机理,以及流固耦合传热理论,建立湿式离合器摩擦副的三维热流固耦合有限元模型,分析对偶钢片温度场、应力应变场和润滑油流场的变化规律。仿真结果表明：增加润滑油流量可以提高湿式离合器的散热性能;对偶钢片最高温度、最大应力及最大应变随润滑油流量的增加而降低;增加润滑油流量使对偶钢片的表面温度和应力分布更加均匀;润滑油流量对湿式离合器摩擦副热流固特性所产生的影响随着流量的增大而逐渐减小,对于仿真对象,单副润滑油流量取1.5～2 L/min比较合适。     

井眼倾斜角和倾斜方位对裸眼完井地层出砂的影响

结合等效塑性应变准则定量地研究了井眼倾斜角和倾斜方位对裸眼完井砂岩油藏出砂的影响。计算结果表明,在一定的应力和地层条件下,井斜角在0~45°时,随着井斜角的增加,井壁内的塑性应变最大值和塑性区范围都不断增加,出砂的趋势增大;当井斜角在45°~90°时,随着井斜角的增加,井眼内最大塑性应变逐渐减小,出砂趋势减小。井斜角相同,但井眼倾斜方位不同的井,井壁内产生塑性变形的区域不同,塑性变形的程度也不同,从防砂的角度,井眼,尤其水平井眼应该沿原地最小水平主应力方向,或尽可能靠近最小主应力方向。     

等径弯角挤压工艺研究现状

等径弯角挤压工艺是一种不改变毛坯形状和尺寸而使毛坯产生大塑性变形的新型的工艺方法。视材料和设计结果的要求不同,这种工艺的变形温度可以在77K-1500K的范围内改变。等径弯角挤压是让工件通过两个交叉的管道从而发生一个大的简单塑性剪变形,管道的角度可以在0°-90°的范围内选择以得到不同的应变。当材料通过管道时,材料必须按照设计好的形状发生剪切变形,在这种变形过程中,材料的内部能够产生纳米级晶粒样品。     

我国财政审计内容与方法的创新思路探析

为了深入研究钢 混凝土结合梁桥动力响应的变化规律,以剪力连接度为参数设计了两组试验梁,分别进行了模型列车以不同速度和不同重量通过时的动力测试,得到了各试验梁跨中竖向动挠度、加速度和支座截面结合面相对滑移的时程曲线。试验结果表明：随着行车速度的增大,结合梁跨中挠度和结合面相对滑移都不是线性变化,但总体上呈上升趋势;随剪力连接度的减小,结合梁刚度下降,动力系数增加,且动力系数随行车车速和车辆重量的增加也均呈增大趋势。     

波形钢腹板组合箱梁抗扭性能的试验及理论研究

为了研究波形钢腹板组合箱梁的扭转性能,分别对2根单箱单室截面和单箱双室截面波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁在纯扭作用下的受力性能进行了全过程加载试验研究,测试了试验梁的扭转角、截面应变和裂缝随荷载发展的规律,获得了波形钢腹板组合梁纯扭破坏现象,并根据试验结果给出了开裂扭矩和极限扭矩的计算方法。结果表明,波形钢腹板组合箱梁在纯扭作用下,混凝土顶、底板斜裂缝与梁轴线呈40°～45°的夹角;混凝土开裂前扭率与扭矩呈线性增长关系,开裂以后试验梁扭转刚度降低,扭率与扭矩呈非线性增长;开裂扭矩和极限扭矩均可以表示为闭口截面与混凝土板式截面所承担的扭矩的叠加。     

切角凹槽矩形截面桥塔的气动特性试验研究

基于刚性模型测压风洞试验方法,研究了不同切角率和凹槽率的矩形截面桥塔气动特性随风向角的变化规律。结果表明,切角凹槽矩形截面桥塔气动特性随风向角的变化会出现2个临界风向角αcr1和αcr2,临界风向角附近气动特性出现突变。当0°≤α<αcr1和αcr2<α≤90°时,随风向角增大,平均阻力系数和脉动升力系数先减小后增大,斯托罗哈数先增大后减小;当αcr1<α<αcr2时,平均阻力系数和脉动升力系数变化不大,斯托罗哈数消失。2个临界风向角间的范围随切角率的增大而减小,随凹槽率的增大而增大。同一风向角下,气动特性受凹槽率影响较小;随切角率的增大,平均阻力系数减小,斯托罗哈数增大,脉动升力系数变化较小。     

索承式人行悬索桥自振特性及弯扭耦合特征分析

为了研究索承式人行桥的自振特性及其弯扭耦合特征,以某实际工程为例,采用Midas软件建立了有限元模型,将各振型中横弯分量和扭转分量贡献度的比值定义为弯扭耦合系数β,分析了索承式人行桥振型模态的弯扭耦合特征,以及主缆矢跨比λc、抗风缆矢跨比λw和抗风缆倾角α对自振特性及弯扭耦合特征的影响。研究发现,竖弯振动不存在与其他振型分量的耦合,而横弯和扭转振型存在耦合,且随振动阶数增加,弯扭耦合系数β减小,振型由横弯为主逐渐过渡到以扭转为主;随主缆矢跨比λc减小,弯扭耦合振型频率增大,β减小;随抗风缆矢跨比λw的减小,以横弯为主的弯扭振型(β≥1)频率下降,以扭转为主的则略有增大;增大抗风缆倾角α会使桥梁整体横向刚度下降,但抗扭刚度增加。