• 2018年第35卷第4期文章目次
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    • 基于多岛遗传算法的自由曲面层合壳铺层优化

      2018, 35(4):1-5,10. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.001

      摘要 (853) HTML (0) PDF 9.01 M (588) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用多岛遗传算法,以自振频率最大为优化目标,对自由曲面层合壳的铺层顺序进行优化研究。其中,自由曲面层合壳的几何形状通过非均匀有理B样条(NURBS)进行建模,结构有限元模型的创建和自振频率的计算通过ANSYS完成,多岛遗传算法通过软件Isight实现,并与ANSYS连接实现铺层顺序优化。最后,通过算例分别对正高斯、负高斯、正负高斯曲率自由曲面层合壳进行优化分析,获得了最优的铺层顺序。算例结果表明,提出的优化自由曲面层合壳铺层顺序方法是准确、有效的。

    • 考虑土与结构相互作用对结构自振特性的影响

      2018, 35(4):6-10. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.002

      摘要 (753) HTML (0) PDF 6.82 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究土与结构相互作用效应对结构自振特性的影响,建立土-并联基础隔震体系计算模型,并基于有限元单元法理论的原理,采用ABAQUS软件建立不同地基条件下的普通结构和并联基础隔震结构,探讨结构的自振频率和自振周期的变化规律。结果表明:总体上土与结构相互作用对并联基础隔震结构自振特性的影响远小于普通结构,场地土条件越软弱影响的程度也越大。

    • 装配式剪力墙预留弯钩钢筋低周反复荷载下搭接长度研究

      2018, 35(4):11-15. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.003

      摘要 (686) HTML (0) PDF 7.75 M (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究装配式剪力墙竖向接缝处新型预留弯钩钢筋在地震作用下的搭接性能,基于本课题组已有单调一次加载下的研究成果,利用ANSYS软件采用分离式建模方法,确定低周反复荷载下的粘结滑移本构关系和加载制度,进行不同钢筋直径和混凝土等级下低周反复加载数值计算分析。结果表明,与单调一次加载相比,低周反复荷载下的预留弯钩钢筋搭接长度增加超过30%。不同钢筋直径和混凝土等级下,考虑抗震要求的预留弯钩钢筋的可靠搭接长度都接近0.9labE。

    • 黄土窑洞在水作用下的变形过程机理研究

      2018, 35(4):16-20. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.004

      摘要 (751) HTML (0) PDF 10.29 M (660) 评论 (0) 收藏

      摘要:在实地调查和模拟黄土窑洞在不同黄土含水率条件下各主要部位应力与位移发展特征的基础上,对黄土窑洞的敏感部位及其变形破坏发展过程进行了研究,并将黄土窑洞的变形发展过程归纳为四个阶段,得出黄土窑洞抗力主要来源于黄土自身结构和窑洞拱形结构提供的抗力,并在此基础上提出经过验证的经济可行的防护措施。

    • 桩基工程3D打印混凝土材料工程性质研究

      2018, 35(4):21-24,29. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.005

      摘要 (768) HTML (0) PDF 4.95 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过开展桩基工程3D打印混凝土材料工程性质试验研究,提出采用42.5R快硬硫铝酸盐水泥、小粒径的建筑干砂和石子为主要材料,通过坍落度试验和抗压试验,得出水灰比越大,材料的坍落度越大;砂率越大,材料的坍落度先降低后增大,最终确定当水灰比为0.39和砂率为0.536时,流动性相对较好;同时通过添加葡萄糖酸钠缓凝剂来控制材料的凝结时间,当占比0.71%时,材料能够保持较长时间塑性,有利于较好控制拌和后混凝土的凝结时间;通过添加聚羧酸减水剂来增大材料的流动性和抗压强度,当添加比为0.48%时效果最佳。通过一系列的室内试验,制备出一种适用于桩基工程3D打印的新型混凝土材料。

    • 粉煤灰取代率对再生混凝土断裂性能影响试验研究

      2018, 35(4):25-29. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.006

      摘要 (801) HTML (0) PDF 6.17 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同粉煤灰取代率对富含砖粒再生混凝土断裂性能的影响,以RC25为基准再生混凝土,并以粉煤灰取代率为0%、10%、20%、30%为变化参数,制作了四组尺寸为100 mm×100 mm×515 mm的富含砖粒再生混凝土三点弯曲梁试件。通过三点弯曲梁的断裂韧度试验,研究了富含砖粒再生混凝土随粉煤灰取代率的变化规律。结果表明:当粉煤灰取代率为10%时,富含砖粒再生混凝土的起裂韧度和失稳韧度提高幅度分别为4.61%和7.44%,当粉煤灰取代率超过10%后,随着粉煤灰取代率的增加,断裂韧度逐渐减小,最大降幅为12.21%。给出了富含砖粒再生混凝土的双K断裂韧度与粉煤灰取代率的关系式。

    • 土体温度光纤精细化监测室内试验研究

      2018, 35(4):30-34,39. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.007

      摘要 (770) HTML (0) PDF 9.16 M (568) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统温度传感器在测量地下土体温度时存在耐腐蚀性差、易受电磁干扰、易被破坏等不足,难以准确和全面地掌握土体温度的长期变化。通过对比分析常用的几种分布式光纤测温技术,提出采用光频域反射技术来监测地下土体温度。根据光频域反射技术高精度和高空间分辨率的特征,给出了土体温度光纤精细化监测的布设方案和监测数据的分析思路。为了验证光频域反射技术在土体温度监测方面的优势和可行性,开展了土体温度室内模拟监测试验,设计出了一套土体温度光纤精细化测温装置,采用光频域反射技术对不同容器内的土体和水体温度进行监测,掌握了土体和水体温度的变化情况,并与传统测温方法进行了对比,结果表明,光纤测得的土体温度结果与传统方法得到的结果基本一致,但光纤测温可以实现分布式测量,相对于传统方法优势显著,对于土体温度精细化测量而言,取得了良好的成果。

    • 石灰和水玻璃改良粉土的水稳定性试验研究

      2018, 35(4):35-39. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.008

      摘要 (890) HTML (0) PDF 6.56 M (696) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对泰州某地区粉土添加不同比例的石灰和水玻璃来研究其水稳定性,试验结果表明:在石灰掺量为1%时,改良土的水稳定性极差,浸水24 h后完全崩解,提高石灰掺量或水玻璃掺量均能提升粉土的水稳定性,增加石灰掺量对粉土水稳定性的提高更加显著;石灰掺量相同时,水玻璃掺量越高,石灰和水玻璃改良土的毛细吸水速率越快,水玻璃掺量一定时,石灰掺量越高,石灰和水玻璃改良土的毛细吸水速率先减小后增大;石灰掺量为1%时,改良土的抗冲蚀性能较差,试样冲蚀4 h后破坏较为严重,提高石灰掺量能有效提升土体的抗冲蚀性能。

    • 不同颗粒级配钙质砂剪切特性研究

      2018, 35(4):40-43,50. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.009

      摘要 (738) HTML (0) PDF 8.08 M (629) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究钙质砂剪切特性,对某岛钙质砂进行4组固结排水三轴试验,其围压分别是50、100、200、400 kPa。应力应变曲线表明钙质砂体变先剪缩后剪胀,在剪胀发展的过程中伴随应变软化现象。为进一步探究钙质砂应变软化的原因,筛除粒径小于0.5 mm,重复试验。研究结果表明大颗粒的钙质砂并没有出现应变软化现象。给出如下结论:(1)应变软化出现的位置比较偏后,且随着围压的增长,峰值强度会逐渐后移;(2)在低围压条件下钙质砂颗粒破碎诱发的应变软化可能性低;(3)细小颗粒诱发扁平状钙质砂出现定向滑移是试样表现应变软化的关键因素;(4)围压越高细小颗粒诱发应变软化的难度越大,峰值强度逐渐后移,并伴随着剪切带的出现。

    • 群桩条件下刚性桩加固斜坡软弱地基路堤稳定性分析

      2018, 35(4):44-50. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.010

      摘要 (878) HTML (0) PDF 8.17 M (617) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对刚性群桩加固斜坡软弱地基路堤的应用还不充分问题。通过有限元软件ABAQUS建立刚性群桩加固斜坡软弱地基路堤的三维数值分析模型,对比分析了刚性桩桩距、桩身弹性模量等设计参数对桩内力、变形的影响及其对路堤加固效果的影响。研究表明:经刚性群桩加固后,斜坡软弱地基的整体稳定性得到显著提高;与无桩加固相比,路堤最大沉降值减小约1.5 ~ 1.93倍,地基的侧向变形值减小约1.46 ~ 2倍;随着刚性桩弹性模量、嵌固深度增加,刚性桩的受力状态影响不大,刚性桩最大竖向应力和最大桩身土压力的变化幅度均小于10%;桩距对刚性桩的受力状态、水平位移影响较为显著;对比分析桩距和桩弹性模量对路堤沉降值的影响,研究发现桩距是影响路堤沉降的主要因素。因此综合考虑路堤稳定性、桩身受力以及工程的经济性,本工程刚性群桩桩距选择为2 m,弹性模量选择为10 GPa。

    • 不同填料顺序下路基沉降分析

      2018, 35(4):51-54,69. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.011

      摘要 (688) HTML (0) PDF 5.93 M (564) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对杨林船闸原状淤泥质土,进行一维压缩试验,研究一次加荷和多次加荷试验下的固结特性。结合典型路基断面,运用ABAQUS软件建立时间硬化蠕变模型和D-P弹塑性模型,得到不同填料顺序下杨林船闸附近高速公路路基工后沉降。试验表明,多次加荷试验下,主、次固结的分界点时间变大,即多次加荷试验主固结完成时间大于一次加荷试验主固结完成时间。模拟结果显示,未考虑蠕变情况下路基沉降量小于考虑蠕变情况下路基沉降量。把蠕变考虑进来时一次填料计算的沉降量大于多次填料计算的沉降量,同时也验证了多次加荷可有效降低次固结沉降。

    • 深基坑开挖及渗流对邻近隧道的影响分析

      2018, 35(4):55-59,69. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.012

      摘要 (791) HTML (0) PDF 8.84 M (549) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确基坑开挖过程中邻近隧道的力学响应特征,利用有限元数值模拟软件,对隧道管片的变形和内力进行分析,通过控制开挖过程中水头和水压力的变化,分析基坑开挖过程中地下水渗流对邻近隧道的影响。结果表明:基坑开挖会导致邻近隧道的变形和内力变化,考虑地下水渗流作用时隧道的变形和内力会显著增加,并且随着基坑开挖深度的增加,隧道管片的变形和内力也随之增大。

    • 库水位周期波动对抗滑桩加固效果影响研究

      2018, 35(4):60-65. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.013

      摘要 (623) HTML (0) PDF 7.83 M (491) 评论 (0) 收藏

      摘要:以安康水库东岸马家坡滑坡为研究对象,采用现场调查、室内试验、数值模拟等方法,对比分析了岩土体物理力学性质在不同饱水-失水循环次数下的劣化趋势,验证支护设计的合理性及安全性,研究水库水位周期性波动对于抗滑桩加固效果的影响。得出主要结论如下:(1)滑体及滑带的主要成分即强风化千枚岩在饱水-失水循环条件下,物理力学性质产生明显的劣化现象,呈现出先快速下降后缓慢下降的趋势;(2)坡体中前部设置抗滑桩后,坡体稳定性有了较大的提高,但随着水位变化次数增多,抗滑桩的加固效果不断弱化,且弱化速度为先快后缓;(3)随着水位循环次数的增加,位移及塑性应变带逐渐后移至滑坡后缘处,滑带处桩身受到的作用力最大且其值缓慢增大。

    • 阳宗海叶绿素a浓度遥感反演及富营养化评价

      2018, 35(4):66-69. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.014

      摘要 (1018) HTML (0) PDF 4.13 M (514) 评论 (0) 收藏

      摘要:以阳宗海为研究对象,利用landsat-8 OLI遥感影像与叶绿素a浓度实测数据,基于波段敏感性分析,构建叶绿素a浓度估测回归模型。研究表明,以波段组合(B5-B4)/(B5+B4)为参数的多项式回归模型结果最优,拟合度达0.720 1。反演得到阳宗海2018年3月1日叶绿素a浓度和富营养化指数的空间分布图,结果显示阳宗海水体整体为中营养状态。

    • 隆尧地裂缝活动破坏特征及影响宽度分析

      2018, 35(4):70-73,83. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.015

      摘要 (708) HTML (0) PDF 7.73 M (593) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确判断隆尧地裂缝影响范围及致灾程度,基于野外调查结果,结合槽探和物理模拟试验,分析了该地区地裂缝活动带影响宽度。结果表明,隆尧地裂缝全长约35 km,折线状展布,具有正断拉张、西段左旋、东段右旋走滑运动特征。地裂缝灾害发生区与内丘-巨鹿(隆尧南)断裂分布位置基本重合,表明内丘-巨鹿(隆尧南)断裂是隆尧地裂缝的主控断裂。隆尧地裂缝灾害沿地裂缝呈带状分布,地裂缝影响带主变形带为上盘0~15m,下盘0~11m,微变形带为上盘16~46m,下盘12~28m。

    • 高岭石插层复合物与纳米高岭石研究现状与展望

      2018, 35(4):74-78. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.016

      摘要 (632) HTML (0) PDF 4.60 M (514) 评论 (0) 收藏

      摘要:某些有机分子可进入高岭石层间形成有机插层复合物,基于高岭石有机插层复合物的功能性材料受到人们的广泛关注并成为当前应用矿物学的研究热点之一。本文介绍了高岭石有机插层复合物与纳米高岭石的研究历史和现状,阐述了高岭石有机插层复合物制备的主要影响因素、插层机理、表征、研究方法以及基于高岭石有机插层作用的纳米高岭石制备,同时对此领域今后的研究方向进行了展望。

    • 河北宁晋草厂盐矿覆岩稳定性分析与评价

      2018, 35(4):79-83. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.017

      摘要 (527) HTML (0) PDF 6.11 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对冀中平原宁晋一带采空区极易导致地表过度沉降、塌陷,土地盐碱化等地质灾害及环境安全问题,依据矩形板理论和弹性圆板理论对草厂盐矿上覆盖层稳定性进行了分析,得出溶腔覆岩在矩形板梁理论和无孔弹性圆板理论下的临界水平应力为4.90×108 kN和6.89×108 kN,并分析了两种模型下草厂盐矿上覆盖层的稳定可靠性。

    • 2013—2017年邯郸市PM2.5浓度变化特征及污染源区研究

      2018, 35(4):84-89,94. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.018

      摘要 (960) HTML (0) PDF 14.75 M (604) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索邯郸地区PM2.5浓度长期变化特征及污染潜在源区,对邯郸2012年12月—2018年2月河北工程大学站点在线监测的PM2.5质量浓度进行统计分析,并结合HYSPLIT模型、潜在源贡献因子法(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT)对PM2.5进行来源解析。结果表明:邯郸市2013—2017年PM2.5年均值为108.4、98.3、92.2、81.2、66.3 μg·m-3;整体呈逐年下降趋势;秋冬季污染最为严重,春、夏季次之;月均值呈单峰型分布,1月最高(167.4 μg·m-3),7月最低(59.2 μg·m-3)。后向轨迹结果显示,近地层大气污染气团输送路径以近距离轨迹为主,轨迹较短的路径占比在40%以上。除冬季外,近距离输送路径均存在螺旋转向,轨迹方向转为南向和东向路径;邯郸主要污染源区范围较大,其中河北中南部、河南北部、山西中南部、陕西北部、内蒙古南部地区的轨迹对邯郸PM2.5质量浓度贡献较大。

    • 柴油机排放颗粒物特征及影响因素分析

      2018, 35(4):90-94. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.019

      摘要 (691) HTML (0) PDF 5.85 M (589) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用二段撞击式单颗粒采样器进行采样,分析柴油机排放颗粒物的形貌、粒径、颗粒物排放的影响因素以及与国外柴油车的对比,最后发现:柴油机排放颗粒物以链状粒子为主,占粒子总数的72%,其次是矿物颗粒,矿物颗粒以单颗粒和粘附二次污染物两种形式存在,粒径大多集中在0.2 ~ 0.6 μm。周围大气颗粒物以多边形粒子为主,粒径集中在0.3 ~ 0.5 μm。随着柴油机负荷增大,颗粒物数量逐渐增加,但有机颗粒物数量表现出先增加后降低的趋势。

    • 不同渗滤液水位对垃圾土产气特性的影响研究

      2018, 35(4):95-100. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.020

      摘要 (718) HTML (0) PDF 12.57 M (519) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对填埋场垃圾含水率沿纵向差异性较大,且较多垃圾处于渗滤液液面以下,降解规律较为复杂等问题。对无锡桃花山填埋场新鲜垃圾进行分拣、破碎,分别使用渗滤液原液、渗滤液(pH=7.45)及清水(pH=7.45)进行含水率控制,通过恒温水槽控制降解温度为41℃,进行现场垃圾的室内温控降解试验。试验结果表明:相同含水率条件下,产气速率第一峰值、二次产气开始时间及累计产气量,均为原液试样 > 渗滤液(pH=7.45)试样 > 水(pH=7.45)试样,且与含渗滤液(水)率呈正相关。

    • 基于Fluent的边界层转捩仿真研究

      2018, 35(4):101-105. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.021

      摘要 (999) HTML (0) PDF 8.11 M (546) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于Fluent软件,利用已有的RANS求解器,采用SST k-omega湍流模型,对Aerospatiale-A翼型流体绕流问题进行了数值模拟,分析了不同攻角下翼型流场的速度与压力分布云图,并在攻角为13.1°与13.3°条件下,将仿真计算结果与国外风洞实验数据进行了对比分析。结果显示,在该条件下,能够观测到边界层转捩现象,并且直接数值模拟结果与已有的风洞实验数据吻合,验证了仿真结果的可靠性。

    • 基于鸟翼轮廓的沟槽型织构润滑性能分析

      2018, 35(4):106-112. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2018.04.022

      摘要 (644) HTML (0) PDF 6.84 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减小车辆行星齿轮双向旋转轴向滑动支承磨损,将仿生学理念引入支承端面微织构的设计,将空气动力学优良的鸟翼结构抽象简化为抛物线槽,双抛物线三角形槽以及双抛物线梯形槽三种基本的槽型,建立基于质量守恒边界条件的空化效应数值模型,从而分析比较不同槽型的工况参数和结构参数对润滑特性的影响。研究结果表明基于仿生的这三种槽型中,双抛物线三角形槽的油膜承载力和摩擦系数最优,双抛物线梯形槽的润滑油流量和空化率最优,抛物线槽的的各项润滑性能没有太优异的也没有太差的,但其综合润滑性能在三者中最优。

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