赣南高速公路边坡玻璃钢锚杆支护效果的数值模拟

公路高边坡大部分需采用锚杆支护,但在降雨较多或地下水丰富的地区,支护的钢筋锚杆常因地下水的腐蚀而失效,需进行二次支护,大大增加了支护成本。玻璃钢锚杆具有高强度、轻质、耐腐蚀和抗疲劳的优点,能有效克服钢筋锚杆易腐蚀的问题。以赣南安远—定南高速公路A2标段山下深切边坡为例,采用FLAC3D软件对玻璃钢锚杆在该边坡中的支护效果进行了数值模拟,对比了边坡支护前后坡体应力、应变以及塑性区的变化情况,并分析了玻璃钢锚杆受力情况。结果表明:玻璃钢锚杆锚固边坡能够有效地减缓坡体变形,减小坡脚处塑性区的范围,提高边坡的整体稳定性,具有很好的支护效果。     

基于尖点突变理论的隧道工程压力锚杆稳定性研究

以压力锚杆为研究对象,针对隧道工程压力锚杆支护的复杂性建立力学模型,利用突变理论的基本公式推导出压力锚杆几何失稳的尖点突变模型,通过工程实例验算与实测对比的方式对推导出的尖点突变模型进行验证。研究结果表明:利用突变理论的尖点突变模型分析隧道压力锚杆稳定性可行;锚杆注浆固化形成一定的连续承载拱圈的同时水平力Q协助发挥锚杆的剩余强度,且越靠近锚杆中点作用效果越显著。可反馈指导隧道建设中压力锚杆布设长度、注浆位置、加固深度、锚杆应力及为现场监测点位置提供理论依据。     

预应力锚索与锚杆在深基坑支护中的联合应用

结合现有的基坑土钉支护设计规范,通过合理分析计算,介绍了贵阳某综合楼基坑支护中预应力锚索锚杆联合支护方案。实践证明,在岩体破碎和地下水资源较丰富的条件下,该类型支护方案能取得较好的效果。     

矸石边坡中锚固格构梁组合喷射砼的支护机理研究

为了研究矸石边坡中锚固格构梁组合喷射砼的支护机理、力学特征及对稳定性的影响,基于FLAC3D内嵌的Cable,Beam和Shell结构单元建立了相关数学模型,结合工程实例进行了深入研究。结果表明:支护后,坡体拉剪塑性区缩小明显,剪应力增高带移至锚杆末端,坡面和锚杆加固区内剪应力降低;喷射砼后,格构梁所受轴力、弯矩更大,锚杆拉力与锚固体粘结应力也更大。建议在安全储备足够的前提下,薄喷混凝土,既减小格构梁和锚杆受力又提高经济性。     

深部隧道单节理岩体开挖卸荷破裂及锚杆加固研究

深部隧道开挖卸荷引起的岩体破裂是地下工程典型灾害之一。针对深部隧道单节理岩体在开挖卸荷条件下的破裂问题,基于开挖卸荷引起的最小主应力线性降低规律,采用Griffith强度理论准则对开挖卸荷条件下的含单节理岩体破裂进行了分析,并对破裂岩体进行了锚杆加固设计研究。结果表明:当结构面倾角大于支护应力状态下的破裂角时,深部岩体初始应力状态下未产生破裂,随着最小主应力的降低,深部岩体先产生材料破坏后沿结构面破坏;当支护应力状态下的破裂角大于结构面倾角时,深部岩体受支护应力作用仅产生材料破裂;当结构面倾角小于最小主应力为0时对应的破裂角,深部岩体无论是否支护岩体仅产生材料破裂;对于深部岩体,产生破裂的必要条件是最大主应力大于8倍的岩体抗拉强度,且破裂角变化于30°~45°之间;岩体支护应力的选择应在岩体初始破裂应力与结构面破裂应力之间,并且要保证岩体应力的释放率以及围岩的稳定性。石塘隧道岩体破裂分析及锚杆加固研究表明:岩体首先产生材料破坏,其破坏的临界应力值为10.25 MPa,对应的破裂角为39.9°,结构面破裂的临界应力值为4.15 MPa;石塘隧道岩体在无支护条件下,沿结构面产生突发性破坏,岩体支护应在开挖完成40.59h内完成,岩体支护应力为7.175 MPa,支护破裂角为37.5°,单根锚杆锚拉设计值为88.7kN,锚固长度为5m,倾角为15°,间距为0.8m,此锚杆设计参数下可保证岩体应力充分释放以及确保围岩的稳定性。     

浅析锚杆锚索联合支护数值模拟及现场应用

利用现场实测的围岩参数,建立相应数值分析模型结合FLAC3D有限差分计算软件,对不同的锚杆间距、不同锚索数量下的锚杆锚索联合支护效果进行模拟,最终得出的锚杆间距和锚索数量要合理、经济.为使最终得出的模拟数据具有合理性,因此就需要与现场试验相比较此类研究出的数据可以辅助类似巷道的支护设计.     

基于人工神经网络的炭质岩隧道锚杆应力计算研究

锚杆在软弱围岩隧道加固中的应用非常广泛,为研究其受力特性,以广西某炭质岩隧道为依托,采用现场试验的方法对隧道监测断面锚杆应力进行了测试,并利用人工神经网络(ANN)分析方法,建立了基于ANN的隧道锚杆应力预测模型,通过将模型预测结果与实测结果进行比较,以验证所建模型的准确性和有效性。结果表明:所建模型以围岩应力、渗透压和围岩应变位移为输入参数,较为全面、合理地反映了锚杆应力的主要影响因素;模型计算所得预测值与实测值的相关系数R~2大于0.65,均方根误差RMSE低于0.65 MPa,方差比VAF大于80%,说明模型能够准确、有效地预测锚杆应力。该研究可为有效地估算复杂地质条件下隧道支护的锚杆应力提供参考。     

海洋环境中混凝土桥的钢筋防锈技术

混凝土内部的高碱性能使钢筋表面形成一层钝化膜，保护钢筋免受锈蚀。然而，混凝土对钢筋的保护作用及其有效时间决定于混凝土的保护层厚度、混凝土质量、接触氯盐(来自原材料和环境)状况等因素。本文对海洋环境中混凝土桥的钢筋锈蚀原因进行了分析，并提出了相应的技术对策。     

锚杆锚固质量安全检测

通过对高速公路坡锚杆的无损检测效果分析，锚杆无损检测是公路系统对锚杆锚固安全检测的行之有效的方法。随着今后应用的增多，锚杆的设计和施工进一步接近无损检测条件，声频应力波法将对锚杆锚固质量的无损检测及高速公路的建设提供更可靠的质量保障。     

基于3D-σ数值模拟的锚喷支护机理解析

根据联拱隧道动态设计施工的实质,结合某在建隧道工程,采用3D-σ对隧道中导洞锚喷支护设计进行了力学响应动态模拟研究,并分析了锚喷支护机理以及围岩体应力场和位移变形状况,并由此提出了联拱隧道合理的施工工序,用以指导隧道施工,取得了较好的经济效益。     

反应堆压力容器主螺栓水压试验拉伸量调整力学分析评价

目的针对某核电站反应堆压力容器主螺栓残余拉伸量与设计要求(1.63±0.03) mm有出入,个别测试数据不在设计要求范围内的情况,对出厂水压试验工况拉伸量验收值进行调整。方法考虑上述拉伸量偏差对螺栓载荷的影响,从应力、疲劳和密封角度展开系统分析,对螺栓、螺纹、连接法兰及反应堆压力容器密封性能分别进行详细的力学评价。结果根据评价结果,对出厂水压试验工况拉伸量验收值进行两次调整,最终确定为(1.68±0.03) mm。结论该机组反应堆压力容器出厂水压试验各项指标满足要求,针对上述拉伸量调整的力学评价合理性得到有效验证。     

基于数值仿真的全表面轮毂弯曲疲劳试验及疲劳寿命分析

目的 预测钢制全表面轮毂易产生疲劳破坏的危险区域,并分析其弯曲疲劳寿命。方法 针对全表面轮毂的弯曲疲劳试验工况,建立有限元分析模型,综合考虑螺栓拧紧方式、螺栓预紧力以及材料非线性特征的影响,通过在加载轴末端建立局部坐标系,实现载荷的分解,并最终实现弯矩的动态加载。在此基础上,进行轮毂的受力分析,然后构造适用于轮毂的应力寿命曲线,并使用名义应力法进行疲劳寿命预测。结果 动态弯矩的加载方向变化会显著影响轮辐表面的应力分布特点,螺栓预紧力施加后,螺栓孔附近区域的应力显著增大,在计算中应考虑其影响。在获得各节点载荷历程后,以高应力幅和平均应力为标准,筛选出了轮毂的危险节点。结论 基于数值仿真的本型全表面轮毂弯曲疲劳试验,危险节点位置均位于轮辐通风孔的内圆角附近区域,可有针对性地对该区域进行相应的优化设计,以进一步提高轮毂的弯曲疲劳寿命。分析得到当前轮辋弯曲疲劳寿命约7.6万次,符合国家标准的要求。     

垂尾方向舵悬挂点螺栓断裂分析及改进

目的 分析某型飞机在使用中其方向舵第4悬挂点连接螺栓出现不同程度断裂损伤的原因,并进行设计改进。方法 从宏观和微观2个方面研究螺栓的断口形貌和特征,对螺栓材料进行金相组织分析和力学性能测试,与同类型飞机相同位置螺栓的结构和功能进行对比分析。结果 螺栓断口边缘无明显的腐蚀和氧化特征,无有害的夹杂物和磷化物,硬度及拉伸强度符合材料力学性能要求。该型飞机方向舵第4悬挂点连接螺栓的结构较同类型飞机相同位置的螺栓结构应力集中更加明显,材料强度更低,存在设计缺陷。结论 连接螺栓断裂性质为疲劳断裂,螺栓受到异常的拉伸和弯曲循环载荷作用是导致其疲劳断裂的主要原因。基于裂纹原因及性能对比分析提出的设计改进方案,在螺栓选材、强度、刚度和耐久性等方面符合飞机结构设计规范,经验证,满足飞机装配技术要求,实践表明,能够确保飞机寿命期的安全使用。     

DJB-823保护剂对典型航空电连接器腐蚀行为的影响

目的分析DJB-823保护剂对典型铝合金电连接器的影响。方法在实验室条件下针对未喷涂和喷涂DJB-823保护剂的典型铝合金电连接器开展对比酸性盐雾试验,以孔蚀率、腐蚀速率和接触电阻为指标参数,表征腐蚀行为规律。结果保护剂对电连接器有明显的腐蚀防护作用,保护剂使得电连接器孔蚀率降低了24%~37%。保护剂能有效保证电连接器腐蚀前后接触电阻变化不大,未喷涂保护剂的电连接器盐雾腐蚀336 h后,接触电阻增大到2.5 mΩ,达到临界失效状态。结论保护剂对酸性盐雾条件下的AF24-10型铝合金电连接器腐蚀防护作用明显。     

Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀性能及表面特征研究

目的 研究Al/BN封严涂层在海洋环境下的腐蚀历程。方法 使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学等测试方法,对Al/BN封严涂层在盐雾环境中的腐蚀行为、形貌、显微结构、相组成及耐腐蚀等性能进行研究,分析Al/BN封严涂层在盐雾试验中的电化学腐蚀过程。结果 在96 h盐雾试验中,Al/BN封严涂层的腐蚀过程分为2个阶段,分别为孔蚀形成期和孔蚀发展期。在前72 h的盐雾腐蚀时间里,Al/BN封严涂层的腐蚀产物对于孔洞的堵塞越来越严重,自腐蚀电流密度也处于下降状态,表明Al/BN封严涂层的腐蚀产物有效地阻止了腐蚀速度的加剧。在第2阶段,阻抗值有所下降,是因为腐蚀产物龟裂或孔洞内局部酸化造成。结论 Al/BN涂层的腐蚀产物对Al/BN封严涂层的自腐蚀速率有比较大的影响。     

预混喷雾增效细颗粒去除的电除尘实验研究

为提高电场对细颗粒物的捕集效率,实现颗粒物超低排放要求,本试验采用喷雾与电场分区设计,搭建了预混喷雾湿式电除尘试验装置,以增强颗粒与液滴之间的凝聚作用,试验探究了电场电压、极板间距、电场风速、喷雾压力及入口浓度等参数对除尘效率的影响规律.结果表明;除尘效率随着电场电压增加,除尘效率提升,增幅先升高后降低,最后趋于平稳;减小极板间距或电场风速,能够提高除尘效率,但降低了处理风量;随着喷雾压力增大,除尘效率先增加后减小,当压力值为6MPa时,除尘效果最佳;粉尘入口浓度对除尘效率的影响程度较低,对于粒径小于2.5μm的颗粒物去除效率最高达98.5%.综上,预混喷雾湿式电除尘效果相比单一喷雾或静电除尘具有显著的增强,对于颗粒物超低排放装置的设计具有重要参考价值.     

S195连杆螺钉的冷挤压工艺研究

在分析了S195连杆螺钉传统的热模锻存在问题的基础上,指出该螺钉冷挤压加工的必要性。对该螺钉的冷挤压工艺进行了深入地研究,从而提出了切实可行的冷挤压工艺。     

某集气站分离器积液包内防腐技术研究

目的提高分离器积液包的内防腐性能。方法首先通过实验对THF8110-I耐湿热重防腐涂料面漆及带锈底漆所构成的防腐涂层进行了外观、耐磨性、硬度、附着力、耐盐雾、耐腐蚀方面的性能检测,以确定其是否符合现场积液包内防腐的需要。然后通过相关规范设计计算所需牺牲阳极的质量及数量,在此基础上借助BEASY软件模拟,得到不同阳极材料在不同布置方式下积液包内壁的电位分布情况,进行材料优选,并分析阳极布置方式对阴极保护效果的影响。最后,模拟得到阳极在焊接和螺栓连接两种不同固定方式下积液包内壁的电位分布情况,以选择合适的固定方式,螺栓连接时,改变阳极与积液包底端的距离,以确定合适的距离。结果 THF8110-I耐湿热重防腐涂料面漆及带锈底漆所构成的防腐涂层各方面性能均达到标准要求,同种布局方式下,铝阳极对积液包形成的保护电位总是比锌阳极更负,而阳极材料相同时,五种布置方式下积液包内壁的电位范围之差不超过1 mV。与焊接相比,螺栓连接且阳极距离积液包底端为150mm时,积液包内壁的电位分布最为均匀。结论采用防腐涂层结合牺牲阳极保护的方式提高了积液包内壁的防腐能力。其中,防腐涂层由THF8110-I耐湿热重防腐涂料面漆及带锈底漆所构成,牺牲阳极保护方案中,采取四支铝阳极在积液包底端均布的方式阴极保护效果最好,且阳极与积液包的固定方式选择螺栓连接,阳极与积液包底端的距离为150 mm。     

两种铝合金连接结构的腐蚀-疲劳循环试验研究

目的研究2024铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展2024铝合金两种连接结构在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,通过试验测试铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的残余疲劳寿命值,分析连接方式对铝合金连接结构的残余疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金连接结构疲劳寿命有较大影响,相较于铝制铆接连接形式,钢制螺栓连接方式连接部位的涂层破坏较少,涂层防护效果更好,疲劳寿命降低量更少。结论金属结构连接形式与防护涂层的搭配对结构耐腐蚀性能有重要影响。     

常温酸性腐蚀对热障涂层性能的影响

采用酸性盐雾腐蚀试验对物理气相沉积法制备的热障涂层进行了常温腐蚀,研究了常温酸性盐雾腐蚀对热障涂层的微观形貌以及高温性能的影响.试验结果表明：常温酸性腐蚀使热障涂层表面变得粗糙不平,产生了较大的裂纹.经过150次高温循环氧化后,顶层氧化锆晶粒排列疏松,裂纹进一步扩展,中间层--粘结层氧化速度加快,生成了疏松的TGO层.TGO的体积膨胀效应使得陶瓷/粘结层界面结合力降低,缩短了涂层的使用寿命.