MICP技术对遗址土开裂抑制作用的试验探究∗

遗址土长期经受干湿循环作用,土体表面产生的裂隙对其保存构成威胁。为了探究MICP技术在土遗址修缮中的应用,基于巴氏芽孢杆菌开展微生物矿化作用的前期研究,确定了微生物最佳培养时间、菌液的最佳菌胶比、最佳胶结液浓度和拌合菌液的最佳体积分数;利用最优条件的研究结果对遗址土干缩开裂抑制作用进行研究,设置纯水拌合的对照组,对比观察初次干湿循环下烘干过程中的裂隙发育情况,分析三次干湿循环后裂隙的二值化图像,对比裂隙率,证明了MICP技术对遗址土干缩开裂的有效抑制;结合电镜扫描图像,分析碳酸钙胶结物的作用机理。通过试验研究和电镜图像的拟合分析,证明MICP技术对减缓遗址土开裂具有积极作用,为土遗址的修缮和维护提供了新思路。     

混凝土复合型裂缝的断裂能及其判据研究

首先通过理论分析得到断裂能与能量释放率的关系,继而根据试验研究测出的单一型裂缝的断裂能,进行单一型裂缝断裂能与断裂韧度的相关性分析,得到了单一型裂缝的断裂能与能量释放率之间的关系,再进行数值模拟,获得混凝土复合型裂缝的断裂能。基于Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、二维复合型(Ⅰ-Ⅱ、Ⅰ-Ⅲ、Ⅱ-Ⅲ)和三维复合型(Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ)的应力强度因子断裂临界曲线和临界曲面(即完整的系列K判据),通过各复合型裂缝的断裂韧度,得到相应的能量释放率,进而获得复合型裂缝的断裂能,绘出断裂能临界曲线和曲面,从而建立了完整的系列断裂能G判据。     

钢筋混凝土梁裂缝宽度与裂缝深度的相关性试验研究

裂缝的出现极大地降低梁的使用寿命。裂缝宽度和裂缝深度作为裂缝的两个主要参数,目前对前者的研究相对成熟,而后者的研究甚少。通过对8根钢筋混凝土梁的静力加载试验,研究由荷载引起的结构裂缝宽度与深度的相关性发展形态,并考虑混凝土强度、保护层厚度和钢筋直径对裂缝特征的影响。结果表明:混凝土梁裂缝宽度的发展主要与钢筋配筋率有关;梁的开裂荷载与混凝土的劈裂抗拉强度有一定关系;裂缝宽度与深度的相关性大致呈三段式的发展,并拟合二者的曲线。     

电站联轴器螺栓断裂事故分析

针对某电厂偶合器-给水泵联轴器螺栓断裂事故,对断裂螺栓进行了断口分析、化学成分、金相组织及维氏硬度检测分析。分析结果表明:螺栓机加工质量不良是造成螺栓疲劳断裂的主要原因,另外,螺栓表面脱碳层导致了螺栓表面弱化,加速了疲劳裂纹源的形成。     

基于颗粒离散元法描述岩石断面形貌的方法研究

破裂面作为岩石破坏之后最为直观的观测对象,其中蕴含着大量与破坏过程相关的细观信息,通过室内断口粗糙度扫描试验对破裂面进行分析不仅耗时耗力,而且试样最终断裂表面覆有大量白色岩粉会导致破裂面信息在扫描过程中出现不同程度的丢失。因此提出一种基于数值模拟的细观破裂面拟合方法,通过PFC~(3D)对不同应力路径下大理岩的变形破坏过程进行细观模拟,基于裂纹形成过程中的三类位移场与破裂面之间的关系,对试样最终破裂面进行提取与重建。结果表明:通过该方法拟合所得破裂面同室内试验所得真实岩样破裂面的粗糙度信息及破坏特征基本一致,可以很好地反映不同应力路径下试样破裂面的差异性。     

地下水渗流分区的地温特征及隧道热害规避应用北大核心CSCD

基于热传递微分方程讨论了水流导热影响下地温特征与深度的关系,获得地温、地温梯度与深度关系的解析表达;对渗流影响下的地温特征类型进行分析,提出了通过最小二乘法拟合地温试验数据计算渗流参量、获取渗流特征的方法及程序。并以滇西高黎贡山越岭段为研究对象,基于地温特征对其热水渗流分区进行分析。研究认为,穿越其中的拟选隧道线南北两水热活动区相互独立,黄草坝断裂阻隔了北面热水向南面渗流,判定断裂南面区域一定范围为南部热水的补给地带,越岭拟选隧道线为区内低地温通道,为合理规避隧道热害提供了依据。     

钢筋混凝土梁正截面率相关特性分析

根据混凝土单轴动力特性试验,对规范给出的混凝土应力—应变关系表达式进行了修正,引入了应变率的影响,并利用修正的表达式对钢筋混凝土梁的开裂弯矩、开裂曲率、极限弯矩和极限曲率进行了数值分析。分析考虑2种情况:①只考虑混凝土的动态特性;②既考虑混凝土的动态特性,也考虑钢筋的动态特性。结果表明,对于适筋梁,混凝土的动态特性对梁的开裂弯矩、开裂曲率、极限弯矩和极限曲率的影响很小,但是钢筋的动态特性的影响比较大;而对于超筋梁,混凝土的动态特性和钢筋的动态特性对梁的开裂弯矩、开裂曲率、极限弯矩和极限曲率都有显著影响。     

地下水渗流分区的地温特征及隧道热害规避应用

基于热传递微分方程讨论了水流导热影响下地温特征与深度的关系,获得地温、地温梯度与深度关系的解析表达;对渗流影响下的地温特征类型进行分析,提出了通过最小二乘法拟合地温试验数据计算渗流参量、获取渗流特征的方法及程序。并以滇西高黎贡山越岭段为研究对象,基于地温特征对其热水渗流分区进行分析。研究认为,穿越其中的拟选隧道线南北两水热活动区相互独立,黄草坝断裂阻隔了北面热水向南面渗流,判定断裂南面区域一定范围为南部热水的补给地带,越岭拟选隧道线为区内低地温通道,为合理规避隧道热害提供了依据。     

混凝土锈胀开裂的抑制措施

钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性最重要的因素。钢筋锈胀体积膨胀,对周围混凝土产生压力,继而导致保护层的受拉开裂,出现锈胀裂缝,这对结构整体的安全性和耐久性十分有害。研究混凝土锈胀裂缝的抑制措施,对提高结构的耐久性具有重要意义。从结构构造入手,以快速通电加速纵向钢筋锈蚀的方法,研究了混凝土保护层厚度和箍筋间距对混凝土构件锈胀开裂的影响;同时通过计算机仿真,对试验构件进行了数值试验。在此基础上,建立了构件表面应力与混凝土保护层厚度及箍筋间距的相关关系,得到了不同保护层厚和箍筋间距对试件表面锈胀裂缝的影响规律。     

震源断层方法在活断层探测中的应用

通过精确修订震源位置后,小震呈现线性或带状分布规律,使用数学方法对线性或带状分布的中小地震拟合一个空间的平面作为震源断层,来揭示地震空间分布与活动构造的关系。以1976年唐山7.8级地震、1668年郯城81/2级地震和2013年芦山7.0级盲断裂地震为例,对大震区余震的震源断层进行拟合,获得了3次地震发震断层在震源深度上的几何结构和运动方式,且拟合结果与深部构造探测比较吻合,表明震源断层方法对于活断层探测有重要的补充意义。     

运城盆地尉郭地裂缝基本特征与成因分析

尉郭地裂缝位于运城盆地东南部的中条山断裂上盘,造成沿线基础设施开裂变形,包括房屋墙体开裂变形、道路错断和农田变形龟裂等,给沿线农业生产和人民生活造成了严重经济损失。本文以尉郭地裂缝为研究对象,基于大量的野外地质调查和地表测绘,详细的描述了地裂缝的基本特征。利用一系列的地质勘探如探槽、钻探和地球物理勘探工作,分析了地裂缝与构造断裂的关系,发现该地裂缝与下部隐伏断裂相连,地裂缝是隐伏断裂的延伸,隐伏断裂是尉郭地裂缝的控制因素;进一步的研究表明超采地下水引起的地面沉降是尉郭地裂缝的诱发因素,表水的入渗潜蚀是地裂缝的扩展因素。最后,概化了尉郭地裂缝的成因机理为断裂控缝,抽水诱缝和潜蚀扩缝。     

华东及安徽地区断裂构造及分形分析

本文在对安徽及华东地区地震断裂构造分析的基础上,利用数盒子法计算了华东及安徽的活动断裂的分形维数,并从分形理论的角度讨论了活动断裂和地震活动性之间的关系,认为活动断裂的分形维数和地震活动性的分形维数是相等的.对华东及安徽的3种类型断裂(基底断裂、地壳断裂及岩石圈断裂)的不同分形维数和该区域地震的b值关系分析,认为该地区地壳断裂控制了该区域的地震活动.     

压电智能骨料动态拉应力标定试验研究∗

为了监测混凝土内部受拉开裂损伤,提出了混凝土内部拉应力监测压电智能骨料,并对其进行了动态拉应力标定试验研究。首先,制备4个压电智能骨料受拉试件,建立拉应力监测系统;其次,对压电智能骨料施加往复拉应力,标定得到其灵敏度系数;然后,对压电智能骨料试件施加单调荷载直至其受拉破坏,得到其抗拉强度及输出的电压信号,对比了破坏过程的实际与监测荷载。结果表明,往复荷载作用下,SA输出与输入荷载呈良好的线性关系,SA的灵敏度系数一致性较好;单调荷载作用下,各SA抗拉强度均高于混凝土抗拉强度。综上,压电智能骨料有潜力应用于混凝土内部的拉应力监测。     

氯盐环境下钢筋混凝土构件锈胀开裂风险概率分析

为了研究时间和空间等不确定因素下钢筋混凝土构件的锈胀开裂损伤,针对氯离子腐蚀环境,将钢筋锈蚀划分为2阶段3个特征时刻,分析了锈蚀初始时间、锈胀开裂时间以及锈胀开裂至界限宽度时间的概率特征,建立了钢筋混凝土构件生命周期内锈蚀损伤的风险概率模型,讨论了锈蚀损伤影响参数的敏感性。结果表明:钢筋锈蚀对其影响因素的敏感程度依次为混凝土保护层、临界氯离子浓度、扩散系数和混凝土表面氯离子浓度;钢筋混凝土构件从发生锈胀开裂到裂缝达到界限宽度的时间很短,界限宽度的取值对锈蚀损伤的影响并不显著。     

三维地质建模及其在地下空间开发的应用研究∗

为了建立精确三维地质模型,了解地下空间情况,提出一种优化的建模方法,以钻孔数据为基础,利用surfer软件对数据进行插值拟合,运用Civil 3D 的曲面功能创建三维地质模型,并引入地质剖面图进行模型修正。以苏州观前街区为例建立三维地质模型,较为真实地反映了该区地质情况;通过剖切模型生成的三维地质模型栅格图、平切图对三维地质模型进行可视化分析,从而了解研究区域地质构造、地层起伏和变化规律;通过Civil 3D 软件的二次开发建立剪切地下构筑物的插件,实现地下空间开挖的功能,直观清晰地获取研究区地下空间的地质情况。工程应用结果表明,该建模方法较为精确,生成的三维地质模型有助于指导地下工程建设,对未来地下空间开发具有实际指导作用。     

西部横断山区强降温气候条件下桥塔温度效应及抗裂性能优化研究∗

在强降温极端气候条件下,桥塔混凝土表面存在开裂风险。为此,以我国西部横断山脉地区某大跨悬索桥为工程背景,开展了强降温气候条件下桥塔温度效应及抗裂性能优化研究。首先,提出了桥址区极端天气的识别与模拟方法,并验证了所提模拟方法的有效性。随后,建立桥塔节段的 3D 有限元模型,分析了强降温极端天气下混凝土桥塔的温度场以及温度应力分布特征。最后,针对强降温极端天气下混凝土桥塔外表面存在开裂风险的问题,提出了两种桥塔混凝土表面抗裂优化方法,并通过参数分析给出了本例桥塔的最优参数。研究结果表明：在强降温天气下,当不考虑任何抗裂优化措施前,桥塔表面拉应力极值为 2.06 MPa,存在较大开裂风险;当采用抗裂优化措施后,提出的两种措施均能有效降低混凝土桥塔表面的拉应力极值。通过参数分析发现,采用有机涂料涂装桥塔表面的优化方法时,白色有机涂料的优化效果最佳;当采用桥塔表面覆盖 UHPC 的优化方法时,其厚度为 0.04 m 时优化效果最佳。     

圆柱体相似试件的拉裂破坏模型研究

首先简单介绍了单轴压缩试验的具体情况。对于拉裂破坏模式,提出了相应的力学计算模型,并建立了抗压强度和抗拉强度的关系式。对于由拉裂面的存在而导致试件最终破坏的计算模型,提出了4种相应的假设。其中,对4种特征的拉裂面建立了抗压强度和抗拉强度的关系式。     

10kV输电线路抱箍断裂事故原因分析

针对10 kV输电线路运行中发生的抱箍断裂事故,采取宏观检查、化学成分、金相组织、力学性能检测方法,分析造成断裂的原因并提出改进措施。分析结果表明:由于抱箍母材中存在网状的三次渗碳体,易发生脆性断裂,抱箍加劲板焊缝处又存在未焊透缺陷,运行中在弯曲应力的作用下形成应力集中,导致未焊透处开裂,最终发生了脆性断裂。     

锅炉末级过热器管开裂原因分析

采用宏观检查、几何尺寸测量、化学成份分析、拉伸性能试验、金相组织分析、非金属夹杂分析、硬度试验及碳化物成分分析等方法,对某发电厂锅炉末级过热器管开裂原因进行分析,提出了解决办法。试验和分析结果表明:开裂处管内壁有较深的原始裂纹,在炉内高应力的作用下,管子靠外壁处产生了蠕变孔洞及蠕变裂纹,最终导致开裂。     

宿松-枞阳断裂最新活动时代及未来地震危险性研究

宿松—枞阳断裂卫星影像清晰,是一条对构造、地貌、中新生代盆地有着控制意义的断裂。本文对该断裂所处的区域地震地质构造背景进行了分析,结合断裂的发育历史,选择典型剖面,对断裂的最新活动特征进行调查。根据野外地质考察和断裂沿线地震活动统计结果,对断裂未来的地震危险性进行了定量评估。分析认为,该断裂晚第四纪以来仍然有所活动,但活动强度已减弱,未来可能发生无地表位错的中强地震,最大震级综合判定为M5.5。