不同应力路径下灰岩卸荷损伤特性演化规律研究∗

为探究应力路径对灰岩卸荷力学特性的影响机制,考虑恒偏压卸围压、恒轴压卸围压及加轴压卸围压三种卸荷应力路径,分别进行了卸荷试验和数值模拟,分析了不同卸荷应力路径下灰岩的能量释放规律及细观损伤演化规律。研究结果表明：（1）卸荷应力路径对灰岩宏观力学特性影响显著,恒偏压卸围压路径下,岩样卸荷强度最低, 变形模量与泊松比变化趋势最缓,但变化幅度最大,而加轴压卸围压路径下,其卸荷强度最大,但变形参数变化幅度较小;（2）三种卸荷应力路径下,卸荷过程中耗散能占比大小依次为恒偏压卸围压＞恒轴压卸围压＞加轴压卸围压,弹性应变能占比大小则为加轴压卸围压＞恒轴压卸围压＞恒偏压卸围压,说明外力所做的功在恒偏压卸围压方案下多转化为耗散能用于裂纹发育,对应破坏时的损伤变量最大,而加轴压卸围压方案下多转化为弹性应变能储存于岩样内部,卸荷破坏更为突然;（3）数值模拟结果分析发现,恒偏压卸围压方案下,卸荷过程中的裂纹总数量和张拉裂纹占比最大,卸荷损伤程度最高,对应的损伤变量最大,而加轴压卸围压方案下岩样的裂纹数量最少,损伤变量最小,卸荷过程中岩样内部的细观损伤发育规律进一步说明了应力路径对其宏观力学特性的影响。     

土工建筑物地震永久滑移变形计算方法研究进展评述

在地震动作用下,土石坝等土工建筑物与地基将产生不可恢复的瞬时失稳滑移或永久变形。从国内外发展现状及所取得的主要研究进展和近期发展动向等角度,对土工建筑物地震永久滑移变形的各种简化计算方法进行了系统的综述和总结,进而对各种分析方法及其适用条件进行了评述,最后对今后关于这一专题所应开展的研究提出了建议。     

规模化城市污水处理厂沉淀池模拟优化

高效沉淀池广泛应用于市政污水处理厂,其表面负荷是沉淀效率的关键指标。为将实际工程表面负荷稳定提升到12 m·h⁻¹,采用计算流体力学方法,模拟优化了高效沉淀池的负荷。结果表明,污泥特性和几何构型的协同关系是提高沉淀池表面负荷的关键。宽下降区、长挡墙有利于提升流场的均匀性,但远端出水堰的污泥流失风险限制了表面负荷提升。优化的挡墙长度、上升区/下降区(1/2.65)之比等几何构型特征,能够减少积泥斗污泥扰动,改善总体流场均匀性,从而将表面负荷提高到11~12 m·h⁻¹。污泥沉淀过程中的流变特性和流动本构认识不足,限制了表面负荷的进一步提升。上述结果提升了高效沉淀池工程负荷,深化了对高效沉淀池流态的认识,亦为污水处理系统的减污降碳协同增效提供运行优化工具及案例参考。     

交通荷载作用下超浅埋隧道洞口段变形及控制研究

为研究交通荷载作用下超浅埋隧道施工的安全性及其控制方法,利用功效系数法分析隧道施工时的风险程度,结合有限元软件模拟交通荷载作用下隧道的变形特征,并探究不同开挖方法及支护条件下隧道变形情况,最后与现场实际监测数据进行对比。研究结果表明：交通荷载对隧道施工影响较大,施工时应采取管制措施;隧道下穿段施工风险较大,应采用双侧壁导坑法开挖;单层大管棚加小导管注浆的超前支护措施可以保证隧道施工安全进行。     

基于STM32的管道变形检测数据采集系统的研究与实现

为了实现油气管道内检测几何变形数据的实时采集,本文重点研究了STM32的ADC（模拟-数字转换）功能,设计并实现了基于STM32的多通道数据采集系统。本文研制的油气管道内检测设备具有设备短小精悍、操作便捷、功耗低、单次检测里程长、质量轻等特点。本文实现的数据采集系统架构简洁,方便进行级联使用,实际应用中有利于根据需求扩展。     

履带起重机桁架式臂架破坏性试验过程的声发射特性研究

本文研究了桁架式臂架在破坏性试验过程的声发射特性,为现场桁架式臂架的声发射检测提供数据支持.采用柱面定位可以精确定位弦杆和腹杆中声发射源.对于该结构臂架,腹杆变形先于强度破坏变形阶段,定位源则源于应力释放和腹杆变形引起的漆皮剥落.声发射技术能够及早地发现并定位臂架中发生变形的位置.     

手工电弧焊的安全操作

电弧焊是利用电弧热能并熔化金属进行焊接的,手工电弧焊通过手工操作来实现作业过程,其工艺灵活、适应性强,并且焊接质量好,易于分散应力和控制变形。因为手工电弧焊操作方便和要求电焊设备简单,并能随时随地及时完成金属材料在不同位置和不同接头形式的焊接,所以手工电弧焊在各类焊接生产中得到最广泛的使用。     

地面注浆控制井壁破裂变形的理论与实践

阐述地面注浆控制井壁破裂变形的机理,并就具体工程进行分析。根据对井壁混凝土应变、地表变形、注浆帷幕测试结果,注浆前、第一阶段注浆、第二阶段注浆、注浆后的4个阶段内,井壁竖向附加应变分别经历了增加100με、缓释200με、再缓释200με、最终缓释200με的变化过程。与此同时,工业广场地表经历了抬升(对应与第一阶段注浆)、稳定(对应于间歇期)、再抬升(对应于第二阶段注浆)和稍降(对应于注浆后)的过程,地面最终抬升约稳定在70~80mm之间。利用高频应力波检测注浆体,笔者认为注浆帷幕交圈闭合较好,平均厚度近7.6m。研究表明,地面注浆加固能有效地改善井壁的受力状态,对井壁既有应变有显著缓释作用,对矿井疏排水造成的井壁附加应变的增长有明显抑制作用,从而起到维护井筒安全的作用。     

袋式除尘器结构优化设计与虚拟装配关键技术

针对袋式除尘器大型化后在结构轻质化、模块化结构的可靠装配和焊接变形控制等方面面临的诸多问题,开展了系统的研究,发展了不同结构类型袋式除尘器快速参数化建模、整体和局部联合计算、梁柱连接节点的简化设计、整体计算中复杂花板结构简化、非线性多约束结构优化等复杂关键技术,开发了袋式除尘器结构计算和优化设计软件;提出了基于世界树的实体层次系统结构建模框架,开发了大型模块化袋式除尘器虚拟装配软件;分析了主要结构焊接变形、应力和应变分布及变化规律,提出了反变形法消除焊接变形的控制方法,并开展了实验验证。     

堆石料强度和变形性质的大型三轴试验及模型对比研究

在饱和试样大型三轴试验成果基础上,对两种堆石料(垫层料、次堆石)的变形与强度特性变化规律进行了总结。认为围压是影响堆石料强度和变形特性的最重要因素;堆石料的非线性应力应变关系用邓肯张模型和指数模型来拟合都基本令人满意,但指数模型会高估初始剪切模量;堆石料的径向应变与轴向应变关系可以分成两段,并能够依次用双曲线和直线来模拟;随着围压的升高,堆石料的剪胀性会急速降低,颗粒破碎可能性会增加,因此相应的最大主应力比和内摩擦角会随之发生明显的减小,并且可以用幂函数关系很好的拟合它们与围压的关系。