溶洞顶板受荷变形监测过程研究

以青溪大桥桥基岩溶洞穴围岩工程地质条件定性-半定量-定量分析为基础,在岩土自重和桩基的外附荷载作用下,对桥墩所在位置的溶洞顶板稳定性进行综合评价。利用自行研制的钻孔多点位移计对施工荷载施加过程中溶洞及项板岩体的变形进行现场监测,该仪器综合了传统多点位移计和收敛计对深部岩体和岩层表面分别进行监测的优势,利用同一组数据对施工影响下溶洞洞体和顶板的变形规律进行分析。结果表明,在重大施工荷载作用下保证8.0 m溶洞顶板厚度是安全稳定的,大大节约了溶洞处理费用,并为类似的岩溶洞穴稳定性施工提供了有力的技术支持。     

重庆市大气边界层内气流特征

一、引言对城市烟体的各部分污染物质的运动变化规律,受到城市三维空间气流场的影响。各高度上的烟云在该高度的风的携带下,分别将它输送到其下风方向。因此,对城市烟体的活动规律,不仅要了解“地面气流特征”,还必须研究整个大气边界层内气流的活动规律。这对于城市规划,大气质量预评价,烟囱设计高度等都具有现实意义。     

大型水面光伏电站风载荷设计优化及数值分析

风载荷是影响光伏电站设计使用寿命的重要因素。通过计算流体力学(CFD)方法对水面光伏方阵的风载荷进行数值仿真。计算得到风载荷在不同风向情况下的变化规律,并验证了规范中设计取值的准确度。研究结果表明风荷载主要作用于第一排迎风的光伏阵列,并提出了设计改进措施。该研究对优化太阳能光伏阵列设计具有理论参考意义,为光伏板抗风设计的风荷载取值提供新的依据。     

爆破荷载下桩周岩体破坏模式及稳定性研究

为研究桩前岩体爆破开挖对桩周岩体的影响,以湖南某滑坡治理桩前开挖锚固段为例,首先根据Sharpe及Sassa理论推导指数型爆破荷载函数,并验证其适用性;然后运用Plaxis 2D Dynamics模块对爆破荷载作用下桩周岩体稳定性进行模拟求解,并对不同影响因素下桩周岩体内部的应力及塑性区分布进行分析,总结出爆破荷载作用下桩周岩体产生的5种潜在破坏模式;最后基于静力平衡和抗剪强度准则,推导出桩周岩体各种破坏模式的稳定性计算公式,并分析了其适用条件。结果表明：对于精度要求高、非理想状态爆破振动模拟而言,指数型爆破荷载函数较三角形爆破荷载函数更适用;爆破作用对预留岩体表面的影响远大于其内部,且岩体累计变形较荷载施加具有明显的滞后效应;爆破荷载作用下,桩周岩体内部塑性区的分布、破坏模式与预留岩体的宽度和高度以及抗滑桩的嵌固深度密切相关。     

基于任务剖面的机载外挂温度试验条件探讨

目的获取一种合理的温度试验条件用以考核机载外挂对温度环境的适应性。方法针对影响机载外挂温度的自然或诱发环境因素,分别分析自然环境、气动加热以及设备工作发热的三种典型因素的不同特点,并结合机载外挂的空中挂飞使用状态,给出相应的温度计算方法。结果通过对某载机的典型任务剖面的计算,指出了现有机载外挂基于地面使用温度制定的试验条件无法完全覆盖空中挂飞时的温度环境,并由此提出了基于任务剖面的温度试验条件,以更好地考核机载外挂温度环境适应性。结论给出了一种用于考核机载外挂温度环境适应性的温度试验条件及其计算方法。     

老填埋场竖向加高扩容工程的沉降计算与分析

针对老填埋场竖向加高扩容时垃圾堆体沉降机理的特殊性,将老垃圾堆体的沉降分为3部分:主固结沉降、次应力沉降、降解沉降,并研究各部分沉降的计算方法。结合工程实例,对沉降计算公式中有关参数取值进行探讨,并对扩容垃圾荷载作用下原垃圾堆体的沉降发展趋势进行分析,为扩容工程设计采取相应的沉降控制措施提供了依据。     

两点激励振动试验时结构模态对控制效果的影响分析

飞机外挂等细长体试件的两点激励振动试验方法在国内外已经开始较广泛应用。因试件动力学的复杂特性经常造成两点激励振动试验控制超差甚至无法控制,因此在试验前有必要对试件开展模态等动力学特性分析。针对某模拟外挂的试验件及试验夹具开展了有限元模态分析,在两点激励试验前对试验中容易出现控制超差的危险频率点进行了预判。随后开展的两点激励振动试验结果证明了预判的正确性以及试验前开展动力学分析的必要性。     

特高压直流输电线路塔基边坡的稳定性分析

山区输电线路工程塔基一般修建于自然边坡上,塔基边坡的稳定状态是涉及输电线路工程安全的关键技术问题。以甘肃酒泉—湖南±800 kV特高压直流输电线路工程5535~#塔基边坡为例,采用三维有限差分数值模拟方法,利用FLAD~(3D)软件对塔基和塔基边坡的稳定性进行了分析。结果表明:塔基在荷载作用下,桩顶位置产生了向坡外向下的位移,桩端位置产生了向坡内的位移,且桩水平位移最大值为4.025 mm,处于桩水平变形允许范围内;塔基荷载作用对边坡的应力总体影响不大,局部范围内应力有所增加,且仅在坡顶局部出现拉破坏,坡顶以下坡体处于弹性变形范围,未形成整体变形失稳的破坏区,对边坡的整体稳定性影响较小;建议对塔基边坡坡顶进行适当的加固处理,以满足特高压直流输电线路工程安全运行的要求。     

建筑荷载下桩-土作用机理与数值模拟

桩-土间相互作用机理的研究是保证桩基础在建筑荷载下安全稳定的关键。本文在分析建筑荷载下桩-土间相互作用机理的基础上,利用有限元分析软件对桩在建筑荷载作用下桩-土之间相互作用方式进行了有限元数值模拟研究,采用弹簧单元以及表面效应单元模拟土层对桩的作用力,建立了完整的桩-土作用模型,并得到了在建筑荷载和土层作用力下桩的位移量及其轴向应力分布。该研究可为建筑基础设计提供理论依据。     

垃圾焚烧电厂反应塔损伤破坏分析

反应塔对电厂的烟气排放及安全运行至关重要,其锥体上端连接焊缝及其周边区域易腐蚀减薄,针对某拟建反应塔项目,基于弹塑性损伤力学建立了反应塔三维损伤模型,分析了反应塔在静力荷载及动力荷载作用下筒体变截面处焊缝的应力变化情况,模拟了直筒段与锥体连接处的损伤,提出了一种加固方法。结果表明:静力荷载作用下反应塔原结构腐蚀后焊缝最大等效应力为未腐蚀前的2.4倍;反应塔加固结构焊缝应力明显小于未加固结构,在加筋板处应力显著降低;灰块冲击载荷作用下,与原结构相比加固结构的损伤区域明显变小,最大损伤值亦变小,加固结构损伤主要在第2个加固筋板附近;由于加筋板的存在,焊缝变形小于原结构。     

稠油热采井防砂筛管失效机理及完整性研究

目的 防止热采井筛管损坏,延长热采井防砂有效期.方法 基于有限元理论,分别针对基管和外保护套,开展热采井优质防砂筛管在不同热应力补偿器及其安放间隔条件下的完整性研究,并开展室内实验,探究筛管在腐蚀、冲蚀共同影响下的失效规律.结果 目前现场所使用的热应力补偿器设计基本满足防砂筛管基管的力学完整性需求,但无法保证外保护套的...     

船舶撞击下10 MW单桩基础风机动力响应特性分析

目的 探究风机在遭遇船舶撞击时的动力响应,以及不同工况下的失效模式。方法 采用 SACS 软件,建立DTU 10MW单桩基础风机的动力分析模型,并利用p-y曲线模拟桩土相互作用,计算不同撞击速度、撞击角度、风载方向作用下海上风机的动态响应,探究风机在停机工况和运行工况下的失效模式。结果 风机受风载作用时,最大机舱加速度和塔顶最大位移分别较无风载时增加了8.5%、68.1%。以5 000 t撞击船为例,风机在停机状态下,撞击速度超过2.13 m/s时,风机面临因机舱故障而引发的失效;风机在运行状态下,撞击速度超过1.88 m/s时,风机面临因挠度超过最大允许值而引发的失效。结论 有、无风载时,机舱加速度响应的差异不明显,而有风载时的塔顶位移较无风载时增长明显。根据风机在停机工况和运行工况下的失效模式,提出了相应的船舶撞击速度临界值。     

某型飞机外翼5—8肋损伤原因分析及修复探讨

目的 分析某型飞机外翼5—8肋油箱区结构不同程度损伤的原因,制定修复方案。方法采用受载分析、有限元仿真计算、静力试验数据分析等强度计算方法分析损伤产生的原因,采用扫描电子显微镜和光学显微镜对磨痕形貌进行观测等失效分析,对损伤结构件开展失效模式分析,根据损伤原因及失效模式制定科学简便的修复方案,同时对损伤长桁采取的修补措施进行强度校核。结果 通过对外翼油箱充压破坏理论分析、有限元仿真计算、静力试验数据反推,并结合飞机实际损伤情况,得出油箱破坏理论分析危险薄弱部位与真实破坏情况一致的结论。有限元仿真计算最危险结构部位与实际结构首先发生破坏部位吻合,可作为深入制定修复方案及推测实际加载压力的依据。通过静力试验数据反推、结构实际损伤及有限元仿真计算结论得出,外翼5—8肋结构出现损伤时油箱施加压力约0.5 MPa,针对损伤制定了更换外翼油箱内部第5—8肋损伤结构和贴补加强损伤长桁的修理方案,经结构强度校核,满足设计要求。结论 分析认为外翼5—8肋油箱区结构损伤原因为油箱压力超过设计值导致结构过载断裂,采用贴补加强修理损伤长桁和更换第5—8肋损伤结构的修复方案能够满足强度设计要求,可指导同类飞机类似结构损伤故障的原因分析和修理,提醒同类飞机维修人员在飞机维护时应关注外翼油箱压力超压问题。     

油气管道事故统计分析与安全运行对策

近40年国内外油气长输管道事故统计分析结果表明:外部影响、腐蚀、材料缺陷等是油气管道发生失效的主要原因.提出了基于我国国情的油气管道安全保障措施:建立健全法规、制定管道完整性管理计划、加强有关科研及应用等.     

超高压深海环境下多结构并行疲劳试验技术研究

针对全海深载人潜水器2只载人舱缩比球壳模型的疲劳试验,通过理论方法对比分析了压差法与外压单独作用下球壳的应力状态,验证了超高压深海环境下内外压差法模拟球壳作业环境的可行性。同时,为降低球壳外部交变载荷对试验设备的损伤,并有效缩短试验时长,提出一种计及超高压深海环境下采用内外压差法开展的多结构并行疲劳试验技术。根据该试验技术进行了近7 000个循环周期的双球串联疲劳试验,有力地保证了全海深载人潜水器的研制周期。试验结果表明,该试验技术长期有效可靠,可为同类型试验提供技术依据和应用参考。     

喷气偏流板装置腐蚀损伤特点及防护措施研究

目的研究喷气偏流板的腐蚀损伤。方法以喷气偏流板装置结构特点入手,通过对腐蚀的分类及产生原因分析,研究了喷气偏流板装置的腐蚀损伤特点。结果冷却面板存在连接处的剥蚀、面板内部海水流道点蚀和防滑涂层高温腐蚀等三种腐蚀情况,运动执行机构在各连接处容易发生缝隙腐蚀。结论提出了喷气偏流装置在生产加工和日常使用维护中的腐蚀防护措施。     

某梁结构静动联合加载疲劳研究试验件设计与分析

目的解决工程结构在交变静载荷和动载荷联合作用下的疲劳寿命预估难题。方法拟设计一梁结构试验件,方便施加静力与动载荷,并具有合适的疲劳寿命,用于静动联合加载下疲劳寿命预估研究。并采用名义应力法计算出静载荷作用下结构的寿命,采用频域法计算动载荷单独作用下结构的寿命,再以线性损伤累积理论为基础,以载荷块为单位来计算静动载荷联合加载下的寿命。结果初步给出试验载荷,得到静动载荷联合加载下危险点的寿命为1225 s。试件在1 h之内失效,满足设计要求。结论通过该方法,可以用来校核试件的实际寿命,以设计试件。     

机翼槽型梁腹板损伤的有限元分析

以圆孔损伤和裂纹损伤为例,在采用全机有限元模型的基础上模拟受损槽型梁腹板的承载能力,给出了损伤尺寸与残余过载之间的定量关系;证实了当损伤出现在槽型梁腹板等受剪板上时,量取损伤尺寸的方向应垂直于第一主应力方向的结论。这些结论为确定受损槽型梁腹板在不修理的情况下具备多大承载能力提供依据。     

台风型风电机组塔架轻量化设计研究

目的实现台风型风电机组塔架的轻量化设计。方法对风电机组台风环境载荷工况和台风期运行控制策略进行研究,提出在基于GB/T 31519—2015《台风型风力发电机组》的台风型风电机组基础上,开发台风控制策略,使机组在台风期间持续处于对风状态。结果利用BLADED软件计算机组各关键部位的载荷,结果表明,台风控制策略降低了23.5%的机组塔基载荷,重新设计塔架,塔架质量降低了13%,实现了塔架轻量化设计,单个风电场节省约416万元,具有很好的经济效益。通过机组现场实测,在摩羯台风期间,采用台风控制策略的台风型风电机组塔基载荷,Mxy理论仿真值与实测值的相关性达94.1%,高度一致。结论验证了理论仿真计算的准确性和轻量化塔架应用的可行性,助力于我国风力发电行业沿海地区及海上型风力发电机组的发展。     

行驶状态下的车载雷达动力学研究

车载雷达在行军过程中,风载荷会对雷达的零部件结构刚、强度产生影响,尤其是其使用寿命。通过分析雷达拓扑结构,将雷达天线反射面柔性化处理,建立车载雷达天线刚柔耦合模型;根据军用标准,编制了3种路面谱,依据风洞试验得到的风载荷系数,施加稳态风载荷,进行行驶动力学仿真,获得雷达天线重要零部件的动态参数,得出了不同种路面下雷达系统所能承受的极限风载荷,为新型雷达零部件设计提供依据。