摘要：为探究黏土应力状态不变下的再压缩变形机制,设计了新的固结装置,以饱和试样为研究对象,进行一维固结再压缩试验、核磁共振试验和扫描电镜试验,定量分析再压缩过程孔隙水的变化规律以及微结构的变化特征。结果表明:再压缩过程中自由水不断排出,宏观表现为试样的变形增加,固结系数变大;结合水排出和形成现象共存,导致其含量非线性变化;随着再压缩的进行,孔隙水减少,试样由骨架-絮凝结构演变为更紧密的团聚-絮凝结构,中孔隙减少,小孔隙数量增加。研究结果可以较好地解释工程现象,为解决地基沉降控制等工程问题提供理论依据。

摘要：为了研究大跨度屋盖结构的非高斯风荷载特性,提出一种采用JT-AR转换模型模拟大跨度球面屋盖结构非高斯脉动风压的方法。基于JT变换和AR模型理论进行耦合,提出并构建JT-AR转换模型,模拟生成非高斯脉动风压时程样本数据,与目标功率谱及高阶统计量对比验证;通过已有风洞试验结果与作用在大跨度球面屋盖结构表面的非高斯分布特性作对比验证。结果表明:JT-AR转换模型的模拟结果与风洞试验作用在建筑上的非高斯脉动风具有同等作用效应,其模拟仿真结果具备可靠性及普适性。研究结论为大跨度结构抗风设计提供一种新的模拟方法,可代替复杂的风洞试验。

摘要：基于N-S方程和欧拉-拉格朗日法对NREL 5 MW风机叶片在风雨共同作用下的气动性能展开研究。通过数值模拟不同风速对雨滴轨迹的影响,探究风力机叶片表面在不同风速下的雨滴收集情况和在风雨共同作用下风力机叶片表面的压力分布。结果表明:风速对雨滴在流场中的运动轨迹影响十分显著;无论何种风速,风力机收集到的绝大多数雨滴直径范围为1.75~3.75 mm,占有率在85%左右;相较与纯风场,风力机在风雨共同作用下,雨滴的撞击会增强风力机叶片表面的压力。研究结果可为风机的叶片设计和在风电场中的合适布置提供参考。

摘要：为深入探究纤维加筋红黏土中纤维与土体间相互作用对土体抗拉特性的影响规律及其机理。以桂林红黏土为研究对象,利用搭建的土体抗拉强度测试装置以及数码显微镜,开展了最大干密度和最优含水率下不同聚丙烯纤维掺量的拉伸试验。结果表明,聚丙烯纤维掺量能大幅提升红黏土抗拉强度和拉应变;随着聚丙烯纤维掺量增加,抗拉强度明显增大,红黏土破坏类型从纯素土的脆性破坏转变为塑性破坏。相较于纯素土而言,聚丙烯纤维掺量使土体破坏时出现明显的拐点;红黏土的极限拉应变随掺量增加而大幅提升。分析表明,纤维加筋红黏土的抗拉力学行为主要归因于土颗粒和纤维间产生的机械咬合力,两者相互摩擦抵抗断裂;此外,因纤维和纤维之间相互交错形成纤维网络,土体受到三维多向拉筋作用从而提高抗拉强度。

摘要：为实现结构的长期安全监测,设计了一种杠杆原理与摆锤结构相结合的光纤光栅倾角传感器,并在此基础上进行了理论分析、数值计算和传感器性能测试。对比分析了数值计算和实验结果,发现二者具有较好的一致性。为增大传感器的灵敏度,对传感器的尺寸参数进行了设计。考虑到光纤光栅与金属材料之间的锚固效率和传感器的制作工艺要求,综合给出了效果最佳的组合值。实验结果表明,所提光纤光栅倾角传感器的有效监测范围为-5°~5°,传感器的灵敏度为359.04 pm/(°),线性相关度可达0.999,测量重复性误差为3.433%。此外,所提光纤光栅倾角传感器降低了温度对角度测量的影响,适用于温度变化较大且精度要求较高的工作环境,有良好的应用前景。

摘要：预应力损失是预应力构件设计及张拉施工的关键参数,同时也决定构件服役时的受力状态。然而,目前沿构件全长的预应力损失分布基本是依据理论公式和工程经验获得,难以通过实测求证。针对这一难题,提出将多点准分布FBG耦合于混凝土梁中预应力钢绞线中心丝的技术,并进行实验,以探求预应力损失影响规律及其沿构件全长的分布。实验结果表明:相比准确率低、失效概率大的应变片,多点准分布FBG存活率为100%,监测数据有良好的线性度,可实现预应力损失及其分布的监测。FBG对短期预应力损失的监测值与规范推荐的理论值变化规律一致:离张拉端距离越大,σ′l1越大而σ′l2越小,但监测数据整体比规范值少2%~10%。孔道形状对短期预应力损失影响较大,对长期预应力损失影响较小:直线孔道梁中短期预应力损失占总损失的40%~50%,短期损失率约为6%,曲线型孔道梁中其值分别为70%~73%及13%;直线孔道梁中长期预应力损失占总损失的50%~60%,长期损失率约为8%,而曲线型孔道梁中其值分别为27%~30%及6%。对总预应力损失而言,直线型孔道各测点其值小于曲线型孔道,前者总损失率约为14%,短期和长期预应力损失各半,而后者总损失率约为19%,并以短期预应力损失为主。通过多点准分布FBG对预应力损失监测试验,为预应力构件的设计、张拉施工及受力分析提供试验参考和技术支持。

摘要：为解决岩溶发育区岩质高陡边坡研究中特殊地质情况无法可视化表达,以及在复杂地质情况下边坡稳定性分析的数值模拟模型与实际情况不匹配、分析结果不够精确等问题,提出了利用BIM技术对岩溶发育区岩质高陡边坡进行建模并通过多种有限元方法进行对比验证及分析的解决方案。以桂林市兴安至阳朔公路延长线工程K5+420~K5+740段为工程背景,通过地质勘察、钻孔电视、赤平投影和取样试验得到岩土体强度参数等数据,采用钻孔建模与剖面建模相结合的混合建模方法,创建该段边坡BIM三维数字地质模型,将精细化的BIM模型通过布尔运算剖切最不利剖面,无损导入有限元分析软件,并通过有限元分析方法以及摩根斯坦-普拉斯法对该段边坡工程从自然工况到支护加固工况的稳定性及失稳过程进行分析,提高了计算效率和精度。分析了边坡在各种工况下的安全系数、位移及应变云图,查明了边坡在自然工况下易失稳破坏的原因,并进行了支护后再验算。结果表明:在复杂地质情况下构建三维地质模型并结合有限元分析方法进行边坡稳定性分析,其安全系数达到稳定标准;该研究提高了边坡工程效率,并为边坡工程的设计及施工提供了技术支持和科学依据。

摘要：膨胀土的收缩性明显,容易引发边坡与地基开裂,但有关结构性对收缩特性影响的认识甚少。采用收缩自动试验装置,在恒湿恒温条件下对原状膨胀土和重塑膨胀土开展了收缩对比试验和扫描电镜(scanning electron microscope,简称SEM)测试分析,结果表明:与原状土相比,重塑土在土中水流动阶段的蒸发速率较小,蒸汽扩散阶段收缩稳定速率较慢,最终体积收缩应变量更大;重塑土体积收缩-含水率关系曲线的线性段较长,斜率较大,直线段与稳定段之间的过渡不明显,而原状土则反之;重塑土和原状土的收缩特征曲线(soil shrinkage characteristic curves,简称SSC)在较高含水率段基本重合,随着含水率下降,重塑土的SSC下降更快,对应的含水率范围更宽,最后进入残余-零收缩阶段时,孔隙比明显较小;Chertkov收缩模型适用于原状膨胀土,但不适用于重塑膨胀土。SEM测试结果表明,原状膨胀土较重塑膨胀土具有更强的原生结构性,初始密度与湿度相同情况下,两者颗粒排列、接触方式、胶结状态、孔隙大小与分布特征等微观结构上差异明显,导致蒸发过程中重塑土的水分迁移速率较小、基质吸力较大,是重塑土收缩更剧烈的内在原因。研究结果可为膨胀土边坡的坡面工程防护设计提供参考依据。

摘要：新能源电力工程建设的发展,正推动金属装配式基础在风积沙地区的应用,底板间距的设计关系到上拔承载力的计算与成本控制。为此,在风积沙地基中开展真型试验与活动门试验,研究板间距与板宽之比为1.0,1.5和2.0情况下,基础的承载力、应力、周边土压力变化规律及板间土拱发展规律。结果表明,金属装配式基础的上拔承载力随板间距增大而线性减小;支架应力随板间距增大而减小,随距底板高度增大而增大,底板应力变化与支架相反,最大应力多出现于板条悬挑处;板间距对基础破裂面位置几乎无影响,反算的上拔角为20°;活动门试验发现,板间距越大,土拱越高,板间损失土体的体积越大,导致基础抗力损失越多;考虑板间土拱效应对土重法进行修正,计算结果更接近上拔承载力实测值。研究成果可为金属装配式基础板间距的合理设计提供参考依据。

摘要：快速准确地估算震级是地震预警成败的关键。初至地震波引起的地表变形可以反应出震级的大小,然而目前的震级估算方法并没有充分利用地表变形的过程信息,震级估算效果仍有改进的空间。为此,提出一种基于初始地表变形的累积绝对位移值(CAD)估算震级的方法。CAD是对加速度记录进行两次积分后,取绝对值求累积得到的。利用日本Kiban-Kyoshin Net(KiK-Net)的大量地震记录对CAD的震级估算效果进行验证,包括初至3 s P波时的震级估算和随初至地震波时长增加的震级持续估算两种验证情况,并与当前普遍采用的峰值位移(P_(d))方法进行对比,结果表明,在2种情况下,CAD与震级的相关性和估算震级的准确性均明显优于P_(d)。实际震例也进一步验证了CAD实际应用的可行性。在地震预警系统中,采用CAD代替P_(d)可以获得更好的震级估算效果。