哥伦比亚大学工程师利用DNA纳米技术打造坚韧的3D纳米材料

正据外媒报道,哥伦比亚大学的工程师们利用DNA纳米技术创造了高弹性的合成纳米粒子材料,可以通过传统的纳米加工方法进行加工。他们已经建立了设计的基于纳米粒子的3D材料,可以承受真空、高温、高压和高辐射。这种新的制造工艺带来了坚固和完全工程化的纳米级框架,不仅可以容纳各种功能纳米粒子类型,而且可以用传统的纳米加工方法快速加工。     

方形组合式钢丝绳隔震器静刚度试验研究

作者研制了一种新型方形组合式钢丝绳隔震器。该种隔震器由4个条形夹具夹持16根普通镀锌钢丝绳组合而成,从结构形式上保证了水平刚度对称。经过多次垂直向循环静力加卸载试验,运用Origin 7.0软件对实验数据进行分析处理,绘制出该种隔震器的静力特性曲线,并分别与目前防护工程中采用的条形不锈钢钢丝绳隔震器、鼓形钢丝绳隔震器的静力特性曲线进行了比较。试验结果表明,方形组合式钢丝绳隔震器不但具有初始刚度大、软特性明显、阻尼大、加工简便、性价比高等优点,而且克服了条形不锈钢钢丝绳隔震器价格高、水平刚度不相同和鼓形钢丝绳隔震器加工复杂的不足,在今后的防护工程隔震技术中有良好的应用前景。     

台湾塑化剂事件

2011年5月24日,台湾地区有关方面向国家质检总局通报,发现台湾“昱伸香料有限公司”制售的食品添加剂“起云剂”含有化学成分邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）,该“起云剂”已用于部分饮料等产品的生产加工。邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）是一种普遍用于塑胶材料的塑化剂,在台湾被确认为第四类毒性化学物质,为非食用物质,不得用于食品生产加工。     

冷成型薄壁C型钢构件压弯滞回性能的数值分析

应用大型有限元软件ABAQU S,采用考虑几何和材料非线性的S4R 5壳单元和线性随动强化模型,考虑角部冷成型强化效应的影响,建立了常轴力、循环弯矩荷载作用下的C型钢构件有限元模型,分析了构件宽厚比和轴压比对冷成型薄壁C型钢构件滞回性能的影响。分析结果表明:宽厚比和轴压比对构件滞回性能影响显著,随着宽厚比的增加,构件承载、转动以及塑性变形能力降低;随着轴压比增加,构件的最大承载力降低,承载力退化。     

一种橡胶黏弹性阻尼器性能试验及理论模型研究

黏弹性阻尼器是一种简单高效的被动耗能装置,它是由约束钢板夹黏弹性材料组合而成,通过黏弹性材料的剪切滞回耗能来提高结构阻尼、减小结构地震或风振响应。为研究黏弹性阻尼器的耗能和滞回特征,设计加工了2个橡胶黏弹性阻尼器,对其进行变形相关性和频率相关性循环加载试验。分析了其在不同工况下的每循环耗能、最大阻尼力、存储剪切模量、等效黏滞阻尼比等力学性能指标及其变化规律。结果表明,橡胶黏弹性阻尼器滞回曲线饱满、稳定,耗能显著;随着变形的增加,滞回环面积增大;各项力学性能指标与变形幅值的相关性明显,与加载频率的相关性较小。根据滞回曲线高度非线性的特征,提出了一种考虑多种非线性因素的理论力学模型来模拟该类黏弹性阻尼器的滞回性能,模拟结果与试验曲线吻合良好,各力学性能指标误差均小于9.72%,验证了该理论模型的正确性以及应用于非线性时程分析的合理性。     

钢铅组合防屈曲支撑的滞回性能与参数研究

为简化防屈曲支撑的加工工艺,提高防屈曲支撑的初始刚度和在小变形下的耗能能力,基于现有防屈曲支撑在截面形式与构造方式上的特点,提出了一种新型钢铅组合防屈曲支撑并进行了构造设计。通过有限元数值模拟,分析了钢铅组合防屈曲支撑的耗能特性与效果,建立了恢复力简化模型,并根据理想弹塑性材料本构关系推导出滞回规则。通过对不同设计参数的理论分析和数值模拟,分析了钢铅屈服力比、铅剪切面长宽比、核心段宽厚比和耗能段长度等参数对防屈曲支撑滞回性能的影响。研究结果表明,钢铅组合防屈曲支撑能够提供较大的抗侧刚度,耗能效果良好,加工工艺简单,适合工程应用。     

基于改进G-函数的能量桩结构可靠性设计

为优化能量桩施工前期设计工作,提高能量桩传热和承载特性效率,采用曲线拟合对能量桩G-函数进行改进,构造了包含桩身尺寸、岩土热物性等参数的响应函数,用Comsol数值模拟验证其正确性,并探讨了其随各因素变化的规律;用Python软件编制MCS循环来计算不确定场地参数下设计方案的可靠度,汇总工程案例来验证设计模型的正确性,并利用上海某场地参数进行全面的设计步骤。结果表明:在改进G-函数的模型中,利用MCS循环计算可以充分考虑土性参数、桩身尺寸及理论模型的不确定性,给出最佳传热效果和承载特性的设计组合。     

能源桩试验材料热力学参数测试研究

提出在传统混凝土能源桩的基础上加入相变材料和钢纤维来提高能源桩的换热效率,通过钢球封装相变材料不仅将相变材料应用于混凝土,而且钢纤维和钢球的高导热特性可以改善相变材料导热性能上的不足,提高相变储能混凝土的导热性,为相变材料在能源桩工程的应用提供参考依据。通过相变钢纤维混凝土材料不同热力学参数测试的具体过程和结果发现纤维增强型混凝土破坏时没有明显的碎块和崩落,是因为钢纤维与裂缝两边混凝土之间的粘结应力起着约束裂缝开展的作用,从而降低混凝土脆性破坏程度;另外钢纤维可以很好的补偿低导热的相变材料所带来的缺陷,使能源桩整体的导热性能得以提高;钢纤维会降低混凝土的比热容,但砂率对混凝土的比热容有明显的影响。此结果会为后续评估和优化能源桩热交换系统提供参数指导。     

『过度包装』何时蒙上你的『俏脸』

全国人大常委会第25次会议日前再次审议《清洁生产促进法修正案(草案)》,草案规定依法利用废物和从废物中回收原料生产产品的,按照国家规定享受税收优惠.草案还对过度包装进行规范,将现行法律修改为,企业应当对产品进行合理包装,包装的材质、结构和成本应当与内装产品的质量、规格和价格相适应,减少包装材料的过度使用和包装性废物的产生.     

干湿循环作用下泥岩颗粒料崩解试验研究

通过室内模型试验,探究在干湿循环作用下泥岩颗粒料的崩解规律。利用基础熵量化泥岩颗粒料在干湿循环作用下的破碎程度,分析了土体级配随干湿循环的变化规律;引入破碎势的概念量化上覆荷载、粗颗粒含量等对泥岩颗粒料崩解破碎的影响。研究结果表明:崩解过程主要集中在前4次干湿循环中,其中2~4次的干湿循环作用下的颗粒崩解破碎最为剧烈,在经历9次干湿循环之后,泥岩试样由连续级配变为非连续级配;破碎势可以较好的量化分析上覆荷载、粗颗粒含量在干湿循环前后泥岩颗粒料所具有的崩解破碎的概率,总破碎率可以量化描述从具有破碎的概率到发生破碎的这一类泥岩颗粒料占比情况。     

一种新型软钢阻尼器的设计及数值模拟∗

为避免既有金属剪切型阻尼器存在的应力集中问题,进一步提高耗能能力,提出一种新型波形软钢阻尼器。利用通用有限元软件建立实体模型,对其进行数值模拟研究。通过对不同波角和厚度、腹板及翼缘材料的强度比对阻尼器力学性能的影响分析可以发现:波角和腹板与翼缘的材料强度比不变时,厚度为5 mm,阻尼器的力学性能最佳;当厚度和腹板与翼缘的材料强度比不变,波角为60°时,阻尼器的力学性能最佳;为充分发挥腹板的耗能作用,腹板与翼缘的材料强度比为1～1.47;理论计算与数值模拟吻合度高,可以通过计算改变相关参数,得到实际工程所需阻尼器。     

CFRP布约束增强高强混凝土柱抗震性能数值分析

采用地震工程开源模拟软件OpenSees(Open System for Earthquake Engineering Simulation)对CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer,碳纤维增强复合材料)布加固高强钢筋混凝土方柱的抗震性能进行了数值分析。采用Steel02Material和Concrete02Material材料本构模型模拟了CFRP布加固高强混凝土方柱的抗震性能;在此基础上,进一步研究了轴压比和剪跨比这2个因素对试件抗震性能的影响。将所得数值分析结果与相同条件下的试验结果对比后发现:基于Steel02 Material和Concrete02 Material材料本构,利用OpenSees,可以较好地模拟CFRP布加固高强混凝土方柱的抗震性能,并且与试验结果(滞回曲线、骨架曲线、水平承载力和位移延性系数)能够较好地吻合,从而说明该数值分析方法还可以准确地反映出轴压比和剪跨比对高强混凝土柱抗震性能的影响规律。     

引入小型无人机遥感的滑坡应急治理勘查设计方法

小型无人机遥感发展迅猛并开始广泛应用于大范围地质灾害调查,但针对单体滑坡的较少。将小型无人机遥感技术引入到滑坡应急治理工程勘查设计实践中,阐述了小型无人机遥感的作用,介绍了勘查设计工作实施流程的变化以及关键技术方法,并给出应用实例。结果表明,在滑坡应急治理工程勘查设计中引入小型无人机遥感技术,既能大大减轻现场工作时间、强度和风险,也可显著提升工作效率和成果精度,还能丰富勘查设计过程及成果的形象直观表达,可以实现滑坡勘查设计目标。     

750kV六分裂扩径导线跳股分析及预防建议

以750 kV白-黄II回输电线路导线跳股现象为例,通过对扩径导线结构及关键架设技术特点的分析找出扩径导线跳股原因,提出了扩径导线在设计、加工制造、施工方法等方面的具体建议。分析结果表明:加工工艺和施工方法的改进,可以有效预防导线跳股现象的发生。     

无铰拱形泥石流拦挡坝研究

在泥石流防治工程中，拦挡坝是应用得比较广泛的一种措施。利用土木建筑中的拱结构形式，结合锚杆技术，引入了无铰拱形拦挡坝的概念。在狭窄河谷中，采用无铰拱形坝既可以改善坝体的工作环境，提高其承载能力，又可以减少材料用量，从而降低造价。针对无铰拱形坝的受力特性，进行了分析，提出了加强坝体、实现无铰的构造措施。     

碳纤维桥梁拉索疲劳损伤声发射信号小波分析

碳纤维具有强度高、耐久性好等优点,现已广泛应用于土木工程结构中。用碳纤维材料制作的桥梁高耐久性拉索,已经在多个桥梁中得到应用,但是对这种新型桥梁拉索的损伤监测目前还缺乏有效的手段。本文拟采用声发射技术监测碳纤维桥梁拉索疲劳损伤。首先,通过疲劳试验,得到了拉索整个损伤过程的声发射特征参数,并将声发射特征参数两两组合,研究结果表明:采用计数、能量、持续时间、幅值和时间的相关点图可以来综合表征损伤。其次,基于声发射监测信号特点,考虑用小波变换的奇异性检测来处理声发射信号,分析小波系数的奇异性,采用"节点-幅值"定位检测方法,实现了对拉索的损伤识别。与相关点图相比较,小波分析方法在处理声发射信号时,图形更加清晰,特征更为突出,损伤更易识别,而且还可以利用小波阈值去噪、对声发射信号实行信噪分离、提高信噪比,从而提高损伤识别的准确性。     

塑料排水技术及其在环境岩土工程中的应用

介绍了常用塑料排水材料及其技术要求和性能;阐述了目前国内塑料排水技术在环境岩土工程中的应用状况,并就应用塑料排水技术解决岩土工程中的安全、生态和环境保护等问题提出了思路。笔者认为在岩土工程建设中,根据工程场地的地理、地质和生态环境条件,合理采用塑料排水材料,充分应用塑料排水技术,可以有效地保证工程设施的安全,实现环境岩土工程系统的相互促进和协调发展。文中同时介绍了塑料排水带真空和堆载预压地基固结渗透量的计算方法,可供参考。     

多层采空区条件下的高速公路路堑边坡稳定性数值分析

高速公路建设过程中常穿越各种矿山采空区,采空区对路堑边坡的稳定性产生较大的影响。基于有限差分分析的快速拉格朗算法FLAC3D程序,由于具有强大的数值模拟分析功能,可以模拟多种结构形式的地质体,因而广泛应用于各种岩土工程问题。本文结合国家某重点交通项目,采用快速拉格朗算法FLAC3D程序对多层采空区条件下的某路堑边坡稳定性进行了评价,主要包括开挖、注浆和锚固等工况下路堑边坡的应力和位移分析。分析结果表明,采空区经过处理后的路堑边坡是稳定的,FLAC3D应用于多层采空区条件下的路堑边坡稳定性评价是可行的。     

干湿循环作用下吹填固化轻质土蠕变特性研究∗

采用新型固化技术对高含水率吹填土进行固化处理,通过三轴流变仪,考虑干湿循环次数、围压和初始静偏应力等因素研究其对吹填固化轻质土蠕变变形和抗剪强度指标的影响规律。试验结果表明：吹填固化轻质土具有密度小、质量轻及强度高等优点。在一定程度上,增大围压可有效缓解吹填固化轻质土的蠕变变形,而初始静偏应力对其影响较小,前7 次干湿循环对土体破坏应力的影响最大,而后基本保持不变。抗剪强度指标c、φ 值均随初始静偏应力的增加而逐渐降低,随干湿循环次数的增加呈现出先减小而后逐渐稳定的趋势,且前7 次干湿循环,二者均呈指数函数降低;7 次以后,变化均较小并逐渐稳定。基于c、φ 值与时间关系曲线,分别构建了不同偏应力作用下吹填固化轻质土c、φ 值的预测公式。根据蠕变曲线发展态势,通过回归分析,引入围压、初始静偏应力和干湿循环次数等因素,建立了吹填固化轻质土蠕变变形预测模型,并验证了其可行性。研究结果可为实际工程场地提供理论依据。     

灾害系统模拟技术和方法述评

灾害模拟不仅可以分析各种灾害的动态演变规律,帮助人们识别灾害风险的高低和影响程度,为制定各种防灾减灾措施提供帮助;还可以协助应急预案的制定和相关人员的应急培训.评述了当前灾害系统和灾害应急响应模拟中使用的主要技术和方法,CA方法主要用于模拟各种致灾因子,揭示山崩、火灾等演变规律;MAS主要用于模拟人类系统,反映人们在灾害发生时的认知和反应过程;DES适合各种灾害的突发情景处理,为制定应急预案提供背景和依据;高层次架构和网格平台为大型分布式模拟和利用公共网络提供了可能.未来的灾害模拟将综合各种技术和方法,为综合灾害风险管理提供帮助.