• 2023年第40卷第4期文章目次
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    • 成层土中海上风电筒型基础竖向承载影响深度研究

      2023, 40(4):1-8,24. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.001

      摘要 (273) HTML (0) PDF 8.74 M (286) 评论 (0) 收藏

      摘要:明确筒型基础在不同地质条件下的承载模式和竖向承载影响深度,对于筒型基础的承载力计算具有重要的意义。采用数值模拟分析方法,通过分层下探法,针对成层黏性土中筒型基础的竖向承载模式进行了分析,得到了成层黏性土中筒型基础承载力的变化规律以及筒型基础在成层黏性土中的影响深度;针对筒型基础是否穿刺上下黏性土层分界面的工况,分别开展了相关研究,并针对不同情况建立了相对应的影响深度经验公式;结合数值分析结果揭示了成层黏土地基中上下土层强度比和土层分界面位置对筒型基础竖向承载影响深度的作用规律。

    • 岩层运动并行计算系统StrataKing及应用

      2023, 40(4):9-17. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.002

      摘要 (228) HTML (0) PDF 10.83 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了克服国外串行商业软件的功能有限、计算规模小和计算效率低的问题,历时10余年,自主研发了拉格朗日元与离散元耦合的岩层运动GPU并行计算系统StrataKing。介绍了Strata-King的计算流程、基本原理和功能,各计算模块均在GPU上执行。通过模拟三点弯梁的开裂过程,检验了StrataKing的正确性。在静水压力条件下,当单元数目较多时,巷道围岩的裂纹以更加弯曲、柔美而非突兀、生硬状向围岩深部发展,这与塑性力学中圆环形的各处均破坏的塑性区有所不同。在采动条件下,工作面煤壁超前支承压力和水平应力均具有峰值,后者与岩层之间的黏结作用有关,这与基于连续介质假定的厚壁筒径向应力特征有所不同。由此,StrataKing的大规模计算能力、丰富的功能和行业鲜明特色得到了进一步呈现。

    • 加载方式对杂填土与软土互嵌沉降的影响

      2023, 40(4):18-24. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.003

      摘要 (122) HTML (0) PDF 6.18 M (233) 评论 (0) 收藏

      摘要:杂填土地基下覆的淤泥质软土在受到上覆荷载作用时,会被轻易地挤入杂填土颗粒之间的孔隙中而引起互嵌沉降,在传统地基沉降的计算方法中该部分沉降未被考虑。采用自主研发的土体互嵌实验仪,对南京秦淮河地区的软土与杂填土进行一次加载、常规分级加载和复合多级加载试验,揭示互嵌沉降在不同加载方式下的发展规律。结果表明:不同加载方式下总沉降与互嵌沉降均呈现出阶梯式增长的趋势,在加载瞬间沉降骤增,然后逐渐减缓并趋于稳定,总沉降、互嵌沉降的差异主要来源于荷载施加瞬间的沉降变化。多级加载情况下,互嵌沉降与加载级数负相关,与荷载占比正相关,且通过曲线拟合发现互嵌沉降与加载级数呈现对数相关性,与荷载占比呈现出指数相关性。互嵌沉降比重与加载级数负相关,与荷载占比正相关,且当粒径较大时,互嵌沉降比重对加载方式敏感度降低。

    • 海洋大气区蒸养矿粉混凝土内部离子传输与反应

      2023, 40(4):25-31. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.004

      摘要 (40) HTML (0) PDF 7.98 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:处于滨海大气区的钢筋混凝土结构容易受到氯离子、硫酸根离子等有害离子的侵害,导致结构服役寿命缩短。通过低场核磁等试验研究了蒸养、标养混凝土的孔径分布,揭示了氯离子、硫酸根离子对蒸养混凝土的侵蚀演变规律。结果表明,相比于标养混凝土,蒸养混凝土的无害孔含量降低,有害孔和多害孔含量增大,导致具有更高水化程度蒸养混凝土的抗压强度低于标养混凝土抗压强度。掺入一定量的矿粉可以显著提高蒸养混凝土抗氯离子侵蚀能力,氯离子结合能力越大,氯离子扩散系数越小,表层氯离子浓度越低。当矿粉掺量为25%时,蒸养混凝土的氯离子扩散系数较低,说明矿粉的二次水化作用优化孔径效果达到最佳;随着矿粉掺量的增加硫酸根离子反应系数逐渐降低,当矿粉掺量为50%时,由于混凝土中的钙相物质含量最低,导致硫酸根离子的反应系数最小。

    • 含有球状微塑料的黄绵土在各降雨条件下的盐分运移规律研究

      2023, 40(4):32-40. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.005

      摘要 (94) HTML (0) PDF 10.39 M (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同粒径和含量球状微塑料的黄绵土在不同降雨条件下的盐分运移变化规律,利用室内一维土柱模型开展垂直入渗试验,得到不同降雨条件下的各含量和粒径微塑料的土柱入渗电导率随时间变化散点图。研究结果表明:在黄绵土中低含量微塑料显著促进NaCl溶液的入渗,高含量微塑料阻滞NaCl溶液的入渗,而降雨条件会改变微塑料临界含量;在黄绵土中稍小粒径微塑料显著促进NaCl溶液入渗,稍大粒径微塑料阻滞NaCl溶液的入渗;低含量和小粒径微塑料对降雨响应更灵敏。

    • 再生粗骨料最大粒径对再生混凝土强度影响试验研究

      2023, 40(4):41-44,51. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.006

      摘要 (189) HTML (0) PDF 1.08 M (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究再生粗骨料最大粒径对再生混凝土弯拉强度、抗压强度及折压比的影响程度,采用相同配合比下最大粒径为10、15、25和31 mm的再生粗骨料制备了4组再生混凝土棱柱体试件(100 mm×100 mm×400 mm)和4组立方体试件(100 mm×100 mm×100 mm),并通过试验获得了各组再生混凝土试块的弯拉强度和抗压强度。试验结果表明:相同水胶比下,再生混凝土弯拉强度及折压比均随再生粗骨料最大粒径的增大而减小,而抗压强度随再生粗骨料最大粒径的增大呈现出先增大而后减小的趋势。

    • 基于神经网络模型的预拌流态土剪切特性研究

      2023, 40(4):45-51. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.007

      摘要 (141) HTML (0) PDF 4.92 M (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:为充分利用工程弃土,将其与固化剂和水充分拌和,制备一种回填后无需压实且工程性质良好的新型填筑材料。依托南京某基坑肥槽回填工程,对不同配比的预拌流态土进行直剪试验,研究预拌流态土的剪切特性,基于神经网络模型开展了预拌流态土剪应力-剪切位移预测研究。结果表明:预拌流态土剪应力-剪切位移曲线类型受水泥配合比、养护龄期和垂直压力影响;预拌流态土的抗剪强度和粘聚力受水灰比、垂直压力、养护龄期、水泥配合比影响;预拌流态土剪应力-剪切位移神经网络预测模型对抗剪强度的预测具有较高的精度。

    • 北山花岗岩短长期常规三轴力学特性试验研究

      2023, 40(4):52-59. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.008

      摘要 (120) HTML (0) PDF 4.76 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究北山花岗岩的物理力学特性,开展了常规三轴、蠕变和松弛试验,研究过程与结论如下:(1)开展北山花岗岩在不同围压条件下的常规三轴压缩试验,对比分析试样的变形和破坏形式等力学特征,得出北山花岗岩岩石破坏时的不可恢复变形较小,且随着围压增大未出现脆-延性转变现象的结论;(2)开展北山花岗岩单级蠕变试验及不同围压条件下的多级蠕变试验,分析不同偏应力的形变和单级蠕变的蠕变速率,得出北山花岗岩的蠕变形式为非稳定蠕变,其应变曲线出现了典型的蠕变三阶段特征的结论;(3)开展北山花岗岩单级应力松弛试验及循环松弛试验,分析偏应力的变化规律,得出北山花岗岩在应力松弛过程的初始松弛阶段,其偏应力下降速率很快,在较短时间内即能够达到稳定状态的结论。

    • 粉煤灰掺量对HDCC力学及收缩性能的试验研究

      2023, 40(4):60-66. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.009

      摘要 (165) HTML (0) PDF 7.51 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于高延性纤维增强水泥基复合材料(HDCC)收缩变形大和价格昂贵等问题,采用国产PVA纤维、粉煤灰等材料制备低收缩、低成本HDCC。采用微观试验和宏观试验进行分析,结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,延迟了HDCC的水化反应,引起力学性能的降低,使纤维基体的界面微观力学参数发生改变,促进了纤维从基体中拔出,使延性和韧性显著提高,同时显著降低了收缩变形。

    • 聚丙烯酰胺改善流态固化处理效果的试验研究

      2023, 40(4):67-73. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.010

      摘要 (101) HTML (0) PDF 1.89 M (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究聚丙烯酰胺(PAM)对流态固化土的改善作用,针对长江中下游河漫区广泛分布的软土,研究了PAM掺量、液固比、灰土比对流态固化土的影响,结果表明:PAM可以快速降低含水泥流态固化土的流动度、提高黏滞性,减缓水泥土前期的固化速度,且可用净流动度定量描述PAM对流态固化土流动性的改善效果。由此得出,不同初始液固比的流态水泥土在添加一定比例的PAM后其净流动度降低比例处于相同水平;针对液固比为70%~80%的软土,PAM掺量建议控制在0.02%~0.03%,使得流动度满足回填要求,现场施工效果较佳;同时PAM有效地提高了施工流程的自由度;在此基础上,获得了该土体动切力和流动度的关系,可以较好地拟合实测数据。

    • 公路隧道正交下穿边坡与软弱夹层围岩稳定性分析

      2023, 40(4):74-81. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.011

      摘要 (76) HTML (0) PDF 6.51 M (232) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析山岭地区公路隧道-正交体系下,围岩内含软弱夹层导致施工过程易发生衬砌变形开裂甚至隧道塌方等问题,以某隧道边坡拟扩建公路为工程背景,基于抗拉剪强度折减法理论,采用FLAC3D有限差分软件,研究不同边坡坡度和隧道埋深对该隧道-边坡围岩稳定性和安全系数的变化规律。结果表明:随着边坡坡度的不断增大,围岩最大剪切应变数值和分布范围逐渐增大,塑性区范围不断增大,围岩稳定性安全系数不断减小。随着隧道埋深的增大,围岩最大剪切应变数值先增大再减小后增大,但剪切应变范围不断增大,塑性区范围不断增大,围岩稳定性安全系数呈现先减小再增大。当无软弱夹层时计算的安全系数最大,当存在软弱夹层时,采用非同步折减法理论计算的安全系数比同步折减法较高。

    • 中深层地热+多能互补供热系统在冀南某大学的应用研究

      2023, 40(4):82-88. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.012

      摘要 (154) HTML (0) PDF 7.74 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决传统单一供热形式能源利用效率较低,环境与经济方面存在诸多不足等问题,考虑将可再生能源的绿色可持续性与常规能源的稳定性进行有机结合,以冀南地区某大学校区中深层地热能+多能互补供热项目为例,介绍了该项目概况、供能方案以及能源站建设,并对系统运行与测试数据进行了整理分析。结果表明:该系统运行效果良好,年节省标准煤20 860 t,年减排二氧化碳54 650 t,减排硫化物175 t,减排氮氧化物154 t,减排废渣约210 t,经济环境效益显著。

    • 低阶煤快速干馏残渣中萃取沥青的热解特性研究

      2023, 40(4):89-94,105. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.013

      摘要 (175) HTML (0) PDF 7.04 M (213) 评论 (0) 收藏

      摘要:对低阶煤干馏残渣的高效利用是实现低阶煤洁净、高效利用的重要途径之一。该文以洗油为萃取剂对低阶煤快速干馏残渣进行萃取处理得到萃取沥青。利用热失重分析仪研究了萃取沥青的热解动力学。采用Flynn-Wall-Ozawa和Kissinger-Akahi-ra-Sunose计算了萃取沥青的热解反应活化能,并结合Satava-Sestak分析方法求解热解反应动力学参数。实验结果表明G(α)=[-ln (1-α)]4是最佳机理函数(n=4),反应活化能为91.43 kJ/mol,指前因子A=4.07×1013 min-1。将萃取沥青进行热转化处理得到沥青焦,利用偏光显微镜、显微强度测试和拉曼光谱以及相应的分峰拟合等方法对萃取沥青焦的性质进行了研究。结果表明:萃取沥青焦是以中粒镶嵌结构(Mm)和细粒镶嵌结构(Mf)为主的镶嵌结构沥青焦,其显微强度为85.05%,石墨碳微晶含量IG/IAll为15.13%,无定形碳含量ID3/IAll为12.07%。该研究从沥青回收与利用角度探究低阶煤干馏残渣的利用途径,为实现低阶煤洁净、高值利用提供一定理论依据和实验依据。

    • 三塘湖油田湖218地区地震多属性与地震相在沉积相预测中的应用

      2023, 40(4):95-105. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.014

      摘要 (119) HTML (0) PDF 30.62 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:三塘湖油田湖218区块西山窑组地震反演以及单一地震属性储层预测效果差,砂体展布规律认识不清,制约着油田的开发效果。针对研究区储层预测现状,采取三步走的策略实现了三角洲储层的有效预测:首先分析地震属性与砂地比的关系,优选相关性较高的地震属性,通过多属性拟合得到砂地比展布图,明确沉积相宏观边界特征;其次分析各井沉积微相与地震波形的关系,建立6种典型的地震相识别图版;最后结合宏观边界特征与沉积微相地震识别图版绘制研究区沉积微相分布图。结果表明,采用地震多属性拟合与地震相相结合的方法可从宏观和微观两个层次体现沉积微相的展布特征。

    • 冻融循环作用下砂质黄土强度劣化特性及影响因素研究

      2023, 40(4):106-112. DOI: 10.3969/j.issn.1673-9469.2023.04.015

      摘要 (107) HTML (0) PDF 6.53 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示砂质黄土在冻融循环作用下的强度特性,以榆林子洲某地砂黄土为研究对象,对其进行不同初始条件的冻融循环试验,并测定土体冻融后的三轴剪切强度。结果表明:砂黄土冻融后表面出现明显的结构破坏现象;土体粘聚力随着冻融循环次数增加先减小然后有所回升,土体冻融后的粘聚力随初始含水率的增加而减小,冻结温度对不同含水率土体粘聚力的影响不同;土体内摩擦角在冻融循环作用下有所减小,总体下降量不大;土体强度下降主要受粘聚力劣化影响;高含水率极端低温冻结及低含水率较高温冻结均加速了冻融循环作用对土体强度的破坏。

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