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。     

中国南方7省冰冻天气时空分布规律研究

利用我国南方7省1951～2008年112站逐日气象资料,采用极差标准化数据处理技术,设计了可反映我国南方地区冰冻天气时空分布的综合指标体系。指标体系定义了冰冻日、单站冰冻天气过程、综合冰冻指数及区域持续性冰冻过程,并基于综合冰冻指数分位数,对冰冻天气过程进行了分级。给出了发生区域持续性冰冻过程年度的冰冻起止时间和地理分布范围,通过对冰冻日、雨凇雾凇日、冰冻指数及其重现期等项目分析,揭示了我国南方地区冰冻天气时空分布规律,主要有：（1）我国南方地区发生区域持续性冰冻灾害天气最严重的前5位分别为2008、1955、1984、1964、1957年度,其中2007～2008年度最严重。1951～2008年冰冻日数和冰冻指数减小明显;（2）贵州是我国南方地区冰冻天气最为严重省份,其次为安徽、湖南和湖北。冰冻天气与海拔高度相关性较好,海拔越高,冰冻越严重;（3）我国南方地区的冰冻天气,贵州和湖南南部地区以冻雨为主,其他地区以降雪为主。经评估分析,综合冰冻天气指数具有时间和空间可比性,可较好地描述大范围冰冻天气的时空分布规律     

330MW火电机组一次调频分析与优化

针对国电宁夏石嘴山发电有限公司一次调频响应缓慢、调频幅度与设定值偏差较大等问题,对产生原因进行分析,提出优化方案。结果表明:数字式电液控制系统(DigitalElectronic Hydraulic control system, DEH)一次调频存在滞后环节,严重影响调频速率及调频幅度,经过参数优化后,一次调频功能满足了电网调频要求。     

被动式自适应悬吊质量摆对大跨空间结构振动控制的研究∗

针对悬吊质量摆在地震作用下动力响应过大而导致的大摆角频率失调问题,提出一种基于弧形支座的被动式自适应悬吊质量摆,以保证其在振动过程中周期保持恒定并应用于大跨空间结构的振动控制。首先推导出在大摆角振动中能使悬吊摆的周期保持恒定的弧形支座的数学方程,接着利用拉格朗日方程原理建立了自适应悬摆— 大跨空间结构耦合体系的运动方程。针对悬吊质量摆仅能控制结构水平振动的缺点进行改进,使其可以同时控制大跨空间结构水平和竖向的动力响应。以一单层网壳结构为例,研究了其在不同的水平和竖向地震作用下的减振效果,并与传统的悬吊摆进行对比。结果表明,改进后的自适应摆对大跨结构水平和竖向地震响应的峰值和均值都有较好的减振效果,减振率最高可达 65%,尤其是大摆角时减振效果明显优于传统的悬吊质量摆。     

跨海桥梁大尺度基础波浪荷载计算方法对比研究∗

波浪荷载是跨海桥梁基础的主要环境荷载之一。为了探究大尺度桥梁基础上各类波浪荷载计算方法的差异,分别采用了当前研究中较常用的Morison方程、规范、基于边界元法的三维绕射理论和基于Navier‐Stokes方程的CFD方法计算了某跨海桥梁大尺度圆端型沉井基础在规则波作用下的波浪荷载,研究了不同结构相对尺度对各方法计算结果的影响,并重点比较分析了后两种数值方法的三维流场分布,三维压力场分布,以及非线性二阶力效应的影响。结果表明,在结构相对尺度为0.2左右时,上述方法的计算结果接近,随着结构相对尺度的增加,边界元与CFD方法依然吻合较好,规范方法给出了较为保守的波浪荷载,Morison方程可能高估了波浪拖曳力的贡献。边界元与CFD方法计算得到的速度场与压力场结果整体趋势一致,但在沉井前端自由液面与物面,沉井侧面的波谷等局部区域会产生明显差异,这可能是由于二者考虑绕射效应与黏性效应的理论不同。在边界元方法中考虑非线性二阶力效应会使其波浪荷载结果小幅度增大,并在频谱中增加差频二阶力及和频二阶力成分,考虑非线性二阶力效应后,边界元与CFD方法的频谱曲线更加吻合,边界元方法能更精确地计算波浪荷载。边界元与CFD方法均能合理地给出大尺度结构物波浪荷载结果,研究结论可为跨海桥梁工程波浪荷载的准确计算提供了依据。     

长江流域常量元素的分布特征

2003年4月到5月对长江干流及主要支流河水中常量元素（Ca ²⁺,K⁺,Na⁺,Mg²⁺,Cl^-,SO^2-₄及碱度）进行了测定,并对常量元素的含量及影响因素进行了研究。结果表明,长江阳离子以钙为主,占阳离子总量的40%~80%;而阴离子主要为HCO^-₃,占阴离子总量的60%~90%;阴阳离子含量顺序为HCO^-₃>SO^2-₄>Cl^-,Ca ²⁺>Na⁺ >Mg ²⁺>K⁺。长江干流及主要支流河水的常量离子主要来自于岩石的风化,主要受碳酸盐类溶解的控制,硅酸盐类的风化过程较弱。而大气沉降的影响很小,只有SO^2-₄受大气沉降影响较大。长江干流的Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、HCO^-₃和Cl^-主要来自于上游,下游只是对上游的简单稀释,而没有额外来源。与世界上其它大河相比,长江的常量离子浓度处于较高的水平;温带地区的河流河水中常量离子的含量常处于较高的水平;热带地区的河流河水中常量离子的含量相对较低。     

地震作用下滑坡水平运动距离概率预测模型∗

地震诱发滑坡失稳是一种常见的地质灾害。如何预测地震作用下滑坡的水平运动距离对该地质灾害的防治具有重要作用。现有经验预测模型存在不能区分有阻碍滑坡和无阻碍滑坡,依据的案例较少且只能提供滑坡水平运动距离的最优估计值而无法提供其预测误差的局限。针对上述不足,首先建立包含380个案例的地震滑坡水平运动距离案例库,基于最大似然法原理,提出可同时考虑有阻碍滑坡和无阻碍滑坡的地震滑坡运动距离经验模型标定方法。单因素回归分析表明,地震作用下滑坡水平运动距离与滑坡垂直运动距离和滑坡体积具有较高的相关性,与滑坡倾角和滑坡表面长宽比相关性较小。在此基础上,通过逐步回归的方法建立滑坡水平运动距离的多因素预测模型。案例分析表明,提出的模型具有较高的预测精度。提出的地震作用下滑坡水平运动距离预测模型可为地震滑坡危险性评价提供参考。     

盾构施工引起周围土体位移的数值研究

盾构隧道施工会引起周围地层及地表变形并影响周围环境,为探索变形规律以进行预测,运用岩土数值软件FLAC3D建立三维模型,考虑天津地区软土特性,注浆体材料强度的时空变化特性及盾构施工中的各相关作用进行研究。首先建立标准模型进行分析,并与Loganathan公式计算及工程实测数据计算进行对比验证,然后就重要施工参数如超挖孔隙、注浆压力等的影响,不同土体本构关系对计算结果的影响,土体修正剑桥模型参数如超固结比、内摩擦角、压缩参数λ及回弹参数κ的影响进行了研究,将结果与已有的研究结果进行比较,具有较好的一致性。     

提高农村10kV配电网开关跳闸选择性的新方法

针对农村 10 kV 配电网线路长、分支多,线路各保护之间以及与变电站出线开关保护配合困难等问题,基于配电网自动化技术,对农村配电网开关跳闸选择性差进行了分析,提出了利用智能开关的来电延时合闸、电流保护、分界相间和自动重合闸功能,提高开关跳闸选择性的新方法,解决了开关保护难以配合的问题。结果表明:新方法不但可准确判断故障点,而且有效提高了农村 10 kV 配电网开关跳闸的选择性。     

汽轮机高压缸接管焊缝失效分析

针对某电厂一起高压缸接管焊缝发生的泄漏事故,采用宏观检查、金相分析、X射线能谱分析、力学性能试验、扫描电镜观察等分析手段,查明了焊缝失效原因并提出解决和预防措施。分析结果表明:由于热处理工艺不当导致焊接处应力松弛,该处应力集中的粗晶区域的晶界塑性变形量超过该部位塑性变形的能力,从而产生再热裂纹。复杂的应力-应变因素影响,加.速了焊缝裂纹的扩展和开裂,最终导致焊缝泄漏。