摘要：碱-热条件下膨润土缓冲层材料的导热性能是核废物深地质处置库设计的一个关键因素。对MX80膨润土粉末进行不同碱-热工况预处理,采用热针法探讨碱-热条件下膨润土缓冲材料导热系数的演化规律;选取代表试样分别进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、压汞(MIP)和热重分析(TGA)等试验,揭示出碱-热作用对膨润土试样矿物成分、微观形貌、孔隙结构和结合水形态等演化特征的影响机制,阐释碱-热条件下膨润土缓冲材料导热系数演化的微观机理。试验结果表明:碱-热条件下,膨润土试样的导热系数λ随碱液p H值的递增而减小,随环境温度T的升高而增大,在高碱性溶液(pH=13.0~14.0)和高温环境(T=60℃~90℃)中这一特性表现得尤为显著;根本原因在于试样中原有矿物成分在碱液作用下发生不同程度的溶蚀现象,表现为蒙脱石和石英含量的减少、方沸石含量的增加,导致试样中固体成分减少、孔隙率增加、表观干密度减小、吸水性能变弱,而环境温度在该过程中起到良好的促进作用。

摘要：针对桥梁低频振动监测灵敏度低的问题,提出了一种基于等强度悬臂梁的低频高灵敏度光纤光栅(fiber Bragg grating, FBG)加速度传感器。以悬臂梁厚度与质量块质量为主要参数设计了12组FBG加速度传感器,通过激振器对传感器进行幅频特性、灵敏度及横向抗干扰试验,得到较适合监测桥梁振动的一组传感器,其固有频率为49 Hz,工作频带为0—34 Hz,灵敏度高达664.53 pm/g,线性度为99.9%,且横向抗干扰能力强。通过理论推导到试验验证,为桥梁振动提供一种新型有效的监测手段。

摘要：针对冲击力计算模型无法准确地将接触力与局部变形联系起来的问题,进行了块体冲击的理论计算和实验研究,以提高落石的冲击力和冲击能的计算精度,进而对防护网进行优化设计。首先,将弹性网视作弹性膜,引入狄拉克函数划分“单向均匀拉伸区”和“双向均匀拉伸区”;其次,通过伽辽金法推导出了落石冲击力和冲击能的计算公式,对施加不同预拉力的弹性网进行冲击实验;最后,将弹性网的变形量代入上述公式计算冲击力和冲击能,分析误差产生的原因。并提出修正系数对结果进行修正,修正后的冲击力、冲击能最大误差为2.8%、3.9%。与现有的落石冲击力和冲击能测算方法相比,所提测算方法更为简化,可用于模型试验中测算落石的冲击力和冲击能,为落石防护的优化设计提供基本依据。

摘要：为实现对建筑结构不均匀沉降的有效监测,基于光纤光栅与连通器的基本原理,该文设计了一种压差式光纤光栅静力水准仪,并对该水准仪进行了理论推导、标定试验及静态特性分析。试验结果表明,该水准仪灵敏度为6.5 pm/mm,线性拟合度R^(2)为0.999,非线性误差为1.48%,迟滞性误差为0.74%,重复性误差为5.72%,总精度为5.95%。为增大该水准仪灵敏度特性,对原有的波纹膜片改进与分析,结果表明,改进后的水准仪灵敏度为11.87 pm/mm,较改进前提升了约1.8倍。该结构形式的水准仪可对建筑物的沉降进行有效监测,为建筑物结构健康监测提供有效的技术支持。

摘要：提出一种将光纤光栅耦合进张拉螺杆内部,制成智能型锚固装置的方法,并使用预应力加筋碳纤维板智能锚固装置加固混凝土梁。耦合进张拉螺杆内的光纤光栅其感知性能与裸光纤基本一致,线性重复率可达95%,具有良好的重复性和稳定性,满足土木工程运用的需求。通过预应力加筋碳纤维板智能锚固装置加固混凝土梁可知,预应力加筋碳纤维板智能锚固装置加固混凝土梁时,其应变与钢筋应变是协调且同步的,且张拉螺杆应变与碳纤维板应变之间误差在0.3%,为同类型构件健康监测的研发提供设计方法和理论基础。

摘要：采用增量动力分析方法,探究水平向地震下地层空洞对盾构隧道地震响应特征的影响规律。针对管片损伤及周边地层应力,选择弯矩比作为性能评价指标,峰值加速度(PGA)及峰值速度(PGV)作为衡量地震强度指标(IM),阐明椭圆形空洞对管片抗震性能的影响,得到隧道结构的地震易损性曲线。研究表明:椭圆空洞加大了浅埋盾构隧道的地震破坏概率;PGA与PGV均可作为IM并获得相应的隧道易损性曲线;使用弯矩比作为破坏指标,PGV作为地震动指标,其对应的易损性曲线对地层变异性更敏感。研究结论可为潜在空洞发育区防震方案的制定提供参考。

摘要：含水合物土体的一维压缩特性对分析含水合物地层变形特性具有重要意义。基于南海神狐海域SH3钻孔的沉积物物理性质,人工配制了细粒土作为水合物赋存介质制作了含水合物土试样,并开展一维压缩试验,研究了水合物饱和度与环境温度对含水合物土压缩变形的影响规律。结果表明:随着水合物饱和度增大与环境温度降低,含水合物土越难被压缩,可压缩性变小;水合物饱和度与环境温度对屈服后压缩指数和回弹指数影响趋势不明显,但水合物饱和度的提高与环境温度的降低会明显减小屈服前压缩指数和增大先期固结压力;水合物的形成填充了孔隙空间并胶结土体颗粒,而环境温度降低使得胶结作用更为显著,土体颗粒及水合物颗粒难以发生移动重排,导致土体难以被压缩,也使其整体结构性越来越强,先期固结压力增加。根据分析结果,提出了先期固结压力随水合物饱和度变化的经验关系式,给出了一维压缩曲线的数学表达式。

摘要：在预应力锚固区及其锚垫板的结构设计研究中,为了提高模型分析运算速度,通常简化模型结构而忽略灌浆孔,进而忽略了灌浆孔对预应力锚固区应力分布的影响。本文以设置灌浆孔的锚垫板旋转角度为变量,对铸造型锚垫板上的灌浆孔展开研究,建立2 200 MPa级预应力锚固区模型进行有限元分析,确定锚垫板的最佳放置位置,然后进行锚固区传力试验。结果表明:锚垫板放置在45°位置,锚固区承载力相对较高,锚固区安全可靠。由于灌浆孔的存在,锚垫板应力集中出现在灌浆孔,因此建立拉压杆模型对锚垫板进行结构设计时需忽略灌浆孔。与未设置灌浆孔相比,设置灌浆孔的锚垫板主拉应力最大增加了34.27%,主压应力最大增加了4.81%。螺旋筋主拉应力最大减少了4.16%,Von-Mises应力最大减少了16.83%,锚下混凝土侧表面拉应力最大增加了1.99%。试验结果验证了锚垫板放置在45°位置时2 200 MPa级预应力锚固区结构安全。

摘要：为了研究不同级配的高位滑坡碎屑流经多级偏转后冲击不同拦挡结构的运动特性以及致灾效应,结合自然地形构建固定坡度和偏转角度均为45°的离散元模型,并利用DEM软件进行数值模拟分析不同拦挡工况和不同级配对碎屑流颗粒运动过程中能量耗散、最终堆积形态,以及碎屑流冲击挡板的作用高度的影响,进而建立相关冲击力学模型。研究结果显示:(1)上下均设置挡板的工况能有效减缓碎屑流颗粒的平均动能和势能,且能有效降低颗粒流翻越挡板的数量,并降低颗粒流的最大运动距离从而减小致灾范围;随着颗粒组级配的增大,势能时程曲线分散点出现的时间越晚,颗粒流最终堆积面积中细颗粒组最大,粗颗粒组最小。(2)当滑槽底部反作用力位置取2/3静止堆积体长度时,计算所得碎屑流最大冲击作用高度与模拟试验结果相接近,力学模型计算的冲击作用高度在0.017~0.138 m。在实际工程中,可按研究相似比对此范围进行加强抗冲击防护。(3)由于侧板的切向力和“颗粒分选效应”,大颗粒会主要冲击挡板的中上部,小颗粒主要冲击挡板的下部,并受偏转角影响集中在一侧,因此工程设计可根据实际情况避免在沟道偏转方向的反向建设工程。研究结果可为高位滑坡碎屑流灾害的治理防护提供参考。

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。