摘要：在200℃高温条件下,对MX-80膨润土粉末进行了不同时长(0、15、30、60、90、120 d)的热老化预处理;通过热重分析(thermogravimetric analysis,简称TGA)、X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)和电镜扫描(electron microscope scanning,简称SEM)等试验探讨了MX-80膨润土中结合水、矿物成分、微观形貌等随热老化时间t的变化规律;基于蒙脱石矿物晶体结构学理论揭示了MX-80膨润土高温老化时间效应的细微观机制。试验结果表明:(1)膨润土中自由水、弱结合水和强结合水随热老化时间t的递增均发生不同程度的脱附现象,0~15 d变化显著,15 d后趋于稳定,120 d后三者降幅分别为82.6%、68.8%和96.5%;(2)随着热老化时间t的增加,膨润土主要矿物成分蒙脱石部分转化为稳定性较好的钠云母,0~15 d变化显著,15 d后趋向稳定,120 d后二者的变化量分别为–12.57%和+12.47%;(3)高温热老化过程中,蒙脱石矿物的晶层间距减小,引起片层状矿物之间收缩变形,导致膨润土的微观形貌随着热老化时间t的递增发生不同程度的变化;(4)高温热老化状态下,膨润土的矿物成分转化、结合水脱附、微观形貌改变等三者之间相互作用和彼此影响,是引起膨润土宏观物理力学性能发生变化的根本原因。

摘要：热性质是岩土体基本的物理性质之一,用以评价热量在其中的保持、传导和分布状况,以导热系数、比热容和热扩散系数最为常见,这些参数也是地热能管理与开发、工程冷冻开挖、寒区工程设计与施工的重要参数。已有研究表明,土壤热参数与土质、来源、含水率、密度等因素有关。通过广东湛江某工地粉质黏土和黏土的热参数测试结果分析发现:随含水率的增大,粉质黏土导热系数和热扩散系数的变化趋势是先增加至最大值,然后减小,而比热容基本呈线性增大。干密度对粉质黏土导热系数的影响与含水率大小有关,当含水率不超过20.0%时,其随干密度的增加而增大,而当含水率超过27.5%后,其随干密度的增加有减小趋势;当含水率在24.5%(液限)左右时,基本没有规律可循。干密度对粉质黏土热扩散系数影响规律不明显。黏土的导热系数和比热容都随含水率和干密度的增加而增大;热扩散系数随含水率的升高整体表现为非线性增加至稳定,在低含水率下干密度的影响不明显,在较高含水率下随干密度的增加热扩散系数先增大后减小。较大颗粒的存在导致粉质黏土的导热性较黏土复杂。

摘要：在处理特殊土时,采用性能好、环保和成本低的材料加固土体有着非常重要的意义。为了研究玄武岩纤维和纳米氧化铁对花岗岩残积土力学性能的影响,采用单掺和复掺的方式,制备不同掺量的试样进行固结不排水三轴剪切试验,并取剪切后的土样进行扫描电镜试验分析其微观机理。试验结果表明:土样抗剪强度随玄武岩纤维掺量的增加呈先增大后减小的变化规律,在掺量为1%时出现峰值,土样抗剪强度随纳米氧化铁掺量的增加而呈单调增加的变化规律;两种改良方法均能较大幅度提升土体的黏聚力,对内摩擦角的提升效果不明显,此外,复合改良土样提升土体抗剪强度的效果比单掺改良土样更加明显;土体抗剪强度的提高是由玄武岩纤维与土体之间产生互锁网、纳米氧化铁填充土颗粒之间的空隙所致,采用复合改良土样的方式能有效改善花岗岩残积土的剪切强度特性。

摘要：桥梁拉索易在火灾情况下因高温而发生破坏,因此有必要对桥梁拉索的防火隔热开展研究设计。采用集中热质法建立了钢绞线拉索瞬态热流模型,求得拉索各层钢绞线表面温度随时间变化的数值解,并与有限元模拟结果进行了对比,取得了较好的一致性。参考美国后张法协会规范,根据限制拉索最外层钢绞线表面温度的防火要求,对计算进行分析,结果表明:受火时间为30 min时,拉索满足防火要求的最小防火层厚度与拉索等效模型的截面形状系数基本呈线性相关,且函数斜率约等于防火层的导热系数。以此为根据提出了计算桥梁钢绞线拉索防火隔热系统的最小防火层厚度的简便方法,并用37孔12.7 mm和单孔15.2 mm的钢绞线拉索进行了验算,数值计算结果表明受火时间为30 min时,前者最外层钢绞线的表面温度为261.3℃,后者为272.1℃,均满足防火要求。该计算方法简单可靠,为桥梁拉索防火隔热系统的设计提供了理论依据。

摘要：设计并实施了软黏土地基-群桩基础体系的动态离心模型试验,通过设置两组不同桩顶荷载的模型预制桩,在50g重力加速度环境下,获取了天然地震动作用下软黏土层的加速度、承台横向位移及桩身弯矩,并据此推导计算了桩身竖向变形、桩土相对位移与桩周土抗力,分析研究了桩顶荷载对软黏土-群桩基础体系地震动响应的影响及作用机理。结果表明:①在地震作用下桩身弯矩的反应结果比较复杂,当桩身弯矩沿深度方向出现唯一零点时,桩身弯矩随埋深的增加呈现出先减小后增大又减小的趋势,且桩顶荷载增加时出现这一情况的概率提高了7.58%;②桩顶荷载对桩身弯矩有一定的影响,桩顶荷载增加时,桩身弯矩的最大值随之减小7%,桩周土抗力随之增大25.32%;③软黏土发生震陷时,土体相对位移在桩-土相互作用中起主导作用,桩周土抗力与桩身弯矩的最大值均出现在土体相对位移最大值附近。

摘要：在我国“海洋强国”建设下,南海岛礁建设顺利推进,以浅层礁坪为介质的地源热泵技术、能量桩等,实质是与礁砂介质能量交换的过程,需进一步掌握珊瑚砂导热性能的演变规律。以南海岛礁珊瑚细砂为研究对象,测定并探讨在不同干密度和含水率下对3大热物理参数的影响,并选用12种砂土热物理参数模型的预测数据与实测数据进行类比分析,提出适宜预测珊瑚细砂导热性能的经验模型。结果表明,珊瑚细砂导热系数和体积比热容、热扩散系数均与干密度呈正相关关系,导热系数和体积比热容与含水率的相关系数高于干密度,而热扩散系数与含水率呈“凸”形增长关系,与干密度的相关系数远高于含水率。基于试验实测数据进行线性回归分析,修订Cote-Konrad模型与Gangadhara Rao模型,显著提高模型对珊瑚细砂导热系数预测准确性;通过De Vries模型与Xu模型的线性修正,大幅缩小珊瑚细砂体积比热容预测值与实测值的差异,在Dai模型相关系数的二元拟合分析基础上,建立表征珊瑚细砂热扩散系数预测模型,为岛礁隔热、控温工程设计以及珊瑚砂热物理特性研究提供参考。

摘要：对于部分填充混凝土式窄幅钢箱连续组合梁裂缝控制问题,对3根混凝土翼板-部分充填混凝土式窄幅钢箱连续组合梁进行了静力加载试验。试验结果表明:组合梁负弯矩区承载性能得到明显改善,但翼板裂缝控制效果不明显。基于超高性能混凝土(UHPC)良好的裂缝控制能力提出将部分充填混凝土式窄幅钢箱连续组合梁翼板替换为UHPC翼板,形成UHPC翼板-部分充填混凝土式窄幅钢箱连续组合梁。采用ABAQUS有限元软件建立了5种组合梁的精细化模型,分析了组合梁全过程受力性能。结果表明,UHPC翼板-部分充填混凝土式窄幅钢箱组合梁的开裂弯矩与截面承载能力显著提高,各组合梁翼板与钢梁交界面间的滑移差距不大。考虑到经济因素,为提升组合梁负弯矩区截面的开裂弯矩,应适当增加UHPC的板长,减小板厚。

摘要：为了揭示和掌握海域软土场地的地震动特征,给海域工程抗震设计提供科学可靠的设计反应谱,更好地服务于工程抗震设计,先设计并构建了上覆有水的海域饱和软土场地的离心模型,在100g的离心环境下开展了5组振动台试验,获取了不同强度地震输入条件下海底地表处的加速度结果;再以当前国内外普遍采用的3种设计谱拟合标定方法对加速度反应谱进行拟合回归,并对不同方法得到的拟合参数进行了对比分析。结果表明:我国现行建筑抗震规范设计谱与试验反应谱差异较大,标定的设计谱特征周期值明显偏小,对长周期工程抗震存在设计风险;而基于美国抗震规范的设计谱与试验反应谱具有良好的一致性,标定的设计谱特征周期较为合理,但设计谱平台值明显偏小,工程上也偏于不安全;中美两国规范设计谱均有各自的局限性。相比之下,薄景山团队提出的设计谱标定的工程方法和标定结果较为合理,设计谱特征周期与试验反应谱吻合度较高。

摘要：为了实时监测斜拉桥拉索的索力值,以光纤布喇格光栅传感器为终端,构建了一套索力在线监测系统,该系统包括监测终端、信号传输线路、中控室、云端数据储存中心、数据可视化界面等,并应用于衡阳东洲湘江大桥,结果表明:在施工阶段,通过索力在线监测系统获得的索力值与理论值的相对误差不大于3.61%;在成桥阶段,索力在线监测系统能实时准确的记录各斜拉索索力的变化规律,系统显示,成桥阶段各斜拉索索力均未超过设计值的5%,说明各斜拉索正常工作。

摘要：纤维长度、纤维掺量、含水率和干密度是纤维红黏土强度的主要影响因素,采用正交试验设计方法,研究多因素耦合作用对纤维红黏土抗剪强度指标c,φ的影响,通过对试验结果进行极差、方差分析,确定了c,φ的最优制备工艺及各影响因素的显著性大小。基于多元非线性回归理论,应用SPSS软件建立了多因素与纤维红黏土c,φ的多元非线性回归模型。试验和分析结果表明:4个因素对纤维土c,φ的影响主次顺序均为:含水率>干密度>纤维掺量>纤维长度,其中含水率对c影响显著,干密度与纤维掺量对c有一定的影响,而φ受含水率影响明显,其它因素对其影响不明显,各因素水平的改变对c的影响程度大于对φ的影响。对c,φ的多元非线性回归模型验证发现,c,φ模型的相关系数较高、显著性较强、且预测值与实际值之间线性关系明显,确定了模型的可靠性。研究成果为进一步研究纤维改善红黏土的工程特性、固化机理具重要指导意义。