检索结果-内蒙古大学图书馆

水利学报 2024年第11期55卷 1356-1365页

作者：毛秀丽陈星锟尹进步苟文涛刘志明何军龄西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨陵712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨陵712100 早稻田大学基础科学与工程学院日本东京169-8555

随着水电站逐步转向调荷运行,水轮机过渡工况运行时长增加将严重影响转轮性能。本文针对发电转空载过渡工况,以某混流式水轮机为研究对象,采用SST k-ω湍流模型与流固耦合方法分别求解内流与结构特性。研究结果表明:转轮内水流压力脉动... 详细信息

随着水电站逐步转向调荷运行,水轮机过渡工况运行时长增加将严重影响转轮性能。本文针对发电转空载过渡工况,以某混流式水轮机为研究对象,采用SST k-ω湍流模型与流固耦合方法分别求解内流与结构特性。研究结果表明:转轮内水流压力脉动频率为导叶、叶片频率的倍数,且在发电转空载过程中转轮内各监测点的30 f_(n)、60 f_(n)脉动幅值相近,幅值范围随着导叶关闭而逐渐缩小;转轮内涡旋结构主频为64 f_(n)、68 f_(n),其脉动能量沿流线减小,随着转轮进口来流角β的减小,进水边压力面流动分离现象加剧,进一步出现绕流形成马蹄涡和高湍动能区域,涡旋体积随负荷持续减小而先增后减;0.4 Q_(BEP)时叶道涡延伸至转轮出口侧,且在t=7 s时(0.2 Q_(BEP))涡核分裂,各叶间涡连成片状阻塞流道。结构方面:偏离设计工况使得来流撞击叶片进水边导致等效应力的增加,叶间流场马蹄涡位置与低等效应力区相对应。因涡核分裂与尾水管进口空腔旋涡双重作用,转轮出口边出现最大等效应力(4 MPa)与变形量(4.3μm)。内流与结构关联上:转轮流道约前三分之一区域的等效应力与转矩、流量成线性关系,而转轮流道约后三分之二区域为三次函数关系。此外,变形量在负荷主导区与力矩、流量亦成线性关系,在回流主导区是二次函数关系。

关键词：混流式水轮机转轮发电转空载工况湍动能振动模态

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深海能源土边界面本构模型在FLAC^(3D)中的植入与应用

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同济大学学报(自然科学版) 2025年第5期53卷 706-715页

作者：蒋明镜赖章坤李承超张安姜朋明海南大学土木建筑工程学院海南海口570288 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215011 同济大学土木工程学院上海200092 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

笔者团队通过引入衰减的水合物胶结强度变量,建立了基于临界状态的深海能源土(含甲烷水合物的深海沉积物)边界面本构模型,其能够描述能源土在温‒压‒力‒化耦合效应下的力学特性。在此基础上,通过有限差分程序FLAC^(3D)预留的UDM程序接口... 详细信息

笔者团队通过引入衰减的水合物胶结强度变量,建立了基于临界状态的深海能源土(含甲烷水合物的深海沉积物)边界面本构模型,其能够描述能源土在温‒压‒力‒化耦合效应下的力学特性。在此基础上,通过有限差分程序FLAC^(3D)预留的UDM程序接口,利用C++语言编程将该边界面本构关系模型植入在FLAC^(3D)数值软件中,并通过单元数值试验验证了嵌入程序的正确性。进一步利用植入的本构模型,针对深海能源土井壁稳定性与地基承载力问题开展数值模拟研究。结果表明开采井最大径向位移随着水合物饱和度和温压化参数LMH的减小而增大,随着地应力水平的增大而增大。而能源土地基的破坏形式在水合物饱和度为5%时趋向于局部剪切破坏,在水合物饱和度为30%时,趋向于整体剪切破坏。

关键词：临界状态深海能源土本构模型 FLAC^(3D) 温压化参数

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被困空腔对T-bar循环贯入软黏土流动特性影响的试验研究

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长江科学院院报 2024年第5期41卷 108-115页

作者：李永靖郑晓明田英辉王乐张春会王智超岳宏亮辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 山东商务职业学院建筑工程学院山东烟台264670 墨尔本大学基础设施工程系墨尔本3010 天津大学建筑工程学院天津300350 河北省岩土与结构体系防灾减灾技术创新中心石家庄050018 湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411104 河北科技大学建筑工程学院石家庄050018

为观测和分析T-bar循环贯入过程中被困空腔对软黏土流动特性的影响,利用Laponite RD、焦磷酸钠和去离子水配制透明黏土,自制由加载设备、CCD相机、激光器和控制系统组成的T-bar循环贯入试验装置,开展T-bar在透明黏土中的循环贯入试验。... 详细信息

为观测和分析T-bar循环贯入过程中被困空腔对软黏土流动特性的影响,利用Laponite RD、焦磷酸钠和去离子水配制透明黏土,自制由加载设备、CCD相机、激光器和控制系统组成的T-bar循环贯入试验装置,开展T-bar在透明黏土中的循环贯入试验。结果表明:T-bar初次贯入过程中,被困空腔影响土体绕探头的流动,土体不能进入全流动状态;T-bar初次上拔过程中,被困空腔与探头发生脱离,悬浮于探头上方,对土体流动的影响逐渐减弱,T-bar上拔2倍探头直径深度时土体流动不再受被困空腔影响,进入到全流动状态;第2—第10次循环贯入过程中,被困空腔稳定悬浮于土中,不影响土体流动,T-bar贯入1倍探头直径深度时土体流动表现为全流动状态;被困空腔对于T-bar循环贯入测试结果无显著影响,在T-bar初次贯入被困空腔阶段下通过T-bar循环贯入测试软黏土重塑强度是合理的。

关键词：透明黏土 T-bar 循环贯入试验被困空腔流动特性

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结构负触变效应下当量沥青混凝土层厚度换算与弯沉指标修正

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交通运输工程学报 2025年

作者：王旭东李倩刘旭蔡秋香交通运输部公路科学研究院基础研究创新中心河北大学建筑工程学院

揭示FWD瞬时荷载作用下沥青路面结构弯沉的本质规律，是沥青路面结构承载力评价及以弯沉为指标进行路面设计的关键。以RIOHTrack足尺试验环道上具有相同路基和基层条件的5个结构为基准结构，分析FWD瞬时冲击荷载作用下沥青路面弯沉指标... 详细信息

揭示FWD瞬时荷载作用下沥青路面结构弯沉的本质规律，是沥青路面结构承载力评价及以弯沉为指标进行路面设计的关键。以RIOHTrack足尺试验环道上具有相同路基和基层条件的5个结构为基准结构，分析FWD瞬时冲击荷载作用下沥青路面弯沉指标随厚度的变化规律；在此基础上基于等刚度原理推导环道不同基层结构的当量沥青混凝土层（简称“AC层”）厚度，从而将环道19个路面结构简化为当量AC层+路基的双层体系结构；据此提出了一个基于承载能力指标的沥青路面结构简易设计方法，并考虑土基模量和上部结构当量AC层模量，构建了理论弯沉指标的综合修正模型。研究结果表明：FWD瞬时荷载作用下沥青路面结构具有显著的负触变效应，即在相同路基及基层条件下，弯沉指标表现出随沥青层厚度增加而减小的规律，这一现象在不同荷载水平和环境条件下均得到了验证。路面结构当量AC层厚度与实测弯沉盆面积相关性在99%以上，证明提出的等刚度AC层厚度换算方法具有较好的可靠性。与传统的弯沉综合修正模型相比，提出的F修正模型可以同时考虑路基模量和上部结构条件，从而弥补现有弯沉修正方法不考虑路面结构型式影响的缺陷。研究成果可以为沥青路面设计提供一个简单可行的经验方法。

关键词：道路工程沥青路面弯沉指标负触变效应当量AC层换算弯沉综合修正 RIOHTrack足尺试验环道

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沥青混合料高温性能转变特征及抗车辙指标构建

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西南交通大学学报 2025年

作者：李倩王旭东周兴业陈盟刘旭交通运输部公路科学研究院基础研究创新中心河北大学建筑工程学院

为揭示高温条件下沥青混合料的性能转变特征，提出相应的高温性能评价指标，对RIOHTrack足尺环道所用三种细粒式沥青混合料在不同温度、频率及应变条件下的动态模量和相位角进行测试，基于动态模量与相位角的关系研究，提出了一个能反... 详细信息

为揭示高温条件下沥青混合料的性能转变特征，提出相应的高温性能评价指标，对RIOHTrack足尺环道所用三种细粒式沥青混合料在不同温度、频率及应变条件下的动态模量和相位角进行测试，基于动态模量与相位角的关系研究，提出了一个能反映沥青混合料高温性能转变的特征动态模量指标，并通过Bigaussian模型对动态模量-相位角曲线进行拟合，确定了三种混合料特征动态模量的数值和性能下降速度，据此提出了一个能同时反映特征动态模量、相位角和性能下降速度的抗车辙性能综合评价指标Eww，并通过足尺环道加载1亿次的路面车辙变形观测，验证了该评价指标的可靠性。结果表明：不同试验条件下得到的最大相位角对应的动态模量比较接近，提出的特征动态模量指标与车辙试验结果一致，说明特征动态模量指标能够反映混合料的抗车辙性能；采用Bigaussian模型拟合动态模量-相位角曲线的相关系数达到96%以上，说明该方法具有较高的可靠性。相比室内车辙试验，本文提出的抗车辙性能综合评价指标与足尺试验环道车辙检测结果一致，说明在抗车辙性能评价时考虑沥青混合料的高温性能转变特征是必要的。研究结果可为沥青混合料高温稳定性及抗车辙性能研究提供新的思路。

关键词：道路工程沥青混合料性能转变抗车辙动态模量 RIOHTrack足尺试验环道

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基于六旋翼无人机搭载风速仪的典型建筑绕流实测

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工程力学 2023年第5期40卷 151-160页

作者：李正农张振蒲鸥潘月月黄斌沈义俊吴红华湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082 潍坊学院建筑工程学院山东潍坊261061 海南大学土木建筑工程学院海南海口570228 海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海南海口570228

基于无人机搭载风速仪对边界层内典型建筑的绕流风场风特性进行了实测研究,分析了平均风速、湍流度、脉动风速功率谱等风场风特性参数。分析结果表明:基于无人机实测拟合的建筑来流剖面粗糙度指数为0.2796,处于GB 50009-2012《建筑结构... 详细信息

基于无人机搭载风速仪对边界层内典型建筑的绕流风场风特性进行了实测研究,分析了平均风速、湍流度、脉动风速功率谱等风场风特性参数。分析结果表明:基于无人机实测拟合的建筑来流剖面粗糙度指数为0.2796,处于GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》中的C类地貌与D类地貌之间;来流处顺风向和横风向脉动风速功率谱与Karman谱较为吻合,横风向脉动风速功率谱峰值能量略高于经验谱。本次实测建筑高度为82.45 m,现场实测表明在60 m和80 m高度平面的绕流风场特性受建筑影响较为明显,受影响区域主要为建筑两侧靠近建筑的区域以及尾流中间段区域,这些区域测点的平均风速较之来流减小,顺风向和横风向湍流度较之来流增大;受建筑影响区域的顺风向和横风向脉动风速功率谱峰值具有向高频段移动的趋势;而在100 m、120 m高度的现场实测表明,这两个平面绕流风场特性受建筑影响较小。

关键词：六旋翼无人机建筑绕流风场特性地面粗糙度脉动风速功率谱

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附设间隙阻尼减震装置的高位隔震连体结构振动台试验研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 12-23页

作者：律清卢文胜傅博熊洋钱玮宁波工程学院建筑与交通工程学院浙江宁波315211 中国地震局工程地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 长安大学建筑工程学院陕西西安710061 山东建筑大学建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室山东济南250101 宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021

针对高位隔震连体结构,提出附设间隙阻尼装置控制罕遇地震下连廊隔震支座位移。通过设计高宽比为6的双塔连体结构试验模型,对连廊与塔楼顶部仅采用隔震连接以及隔震与间隙阻尼装置连接的两类结构体系进行模拟地震振动台试验研究。选取远... 详细信息

针对高位隔震连体结构,提出附设间隙阻尼装置控制罕遇地震下连廊隔震支座位移。通过设计高宽比为6的双塔连体结构试验模型,对连廊与塔楼顶部仅采用隔震连接以及隔震与间隙阻尼装置连接的两类结构体系进行模拟地震振动台试验研究。选取远场El Centro波和速度脉冲效应明显的近场Chi-Chi波、Kobe波作为地震激励。通过测量隔震支座水平位移、间隙阻尼装置力与位移响应、连廊结构加速度响应以及塔楼结构加速度和位移响应,分析罕遇地震与极罕遇地震作用下间隙阻尼装置对隔震支座位移的控制效果,以及对连廊结构和下部塔楼结构抗震性能的影响。结果表明:间隙阻尼装置可以有效地控制罕遇和极罕遇地震作用下隔震支座位移,8度罕遇地震作用下,隔震支座最大位移减小59.61%;间隙阻尼装置传导轴与限位环产生剧烈冲击,引起高频振动能量进入连廊结构,导致连廊水平向加速度响应有所放大,而竖向加速度响应显著;远场地震作用下,间隙阻尼装置的启动对塔楼结构楼层加速度和层间位移角有所放大,但未造成不利影响;在速度脉冲周期与整体结构基本自振周期接近的近场地震作用下,当地震波峰值加速度为0.40g时,附设间隙阻尼装置使塔楼结构楼层峰值加速度和峰值层间位移角分别减小24.09%和31.7%,对塔楼结构具有一定减震控制作用。

关键词：连体结构高位隔震间隙阻尼装置振动台试验抗震性能

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含内聚裂纹弹性体的能量释放率与断裂能

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应用数学和力学 2024年第3期45卷 295-302页

作者：安蕊梅侯永康李云峰段树金石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室石家庄050043 河北地质大学城市地质与工程学院石家庄050031 山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 山东华宇工学院能源与建筑工程学院山东德州253034

根据内聚裂纹模型,含裂纹的弹性体在裂纹尖端附近存在一内聚区,内聚区断裂参数表达是其核心研究内容.该文假定弹性平板直线裂纹尖端存在一带状内聚区,并由一条虚拟线裂纹代替,其张开位移与内聚力存在确定的非线性函数关系.以Ⅰ型边裂纹... 详细信息

根据内聚裂纹模型,含裂纹的弹性体在裂纹尖端附近存在一内聚区,内聚区断裂参数表达是其核心研究内容.该文假定弹性平板直线裂纹尖端存在一带状内聚区,并由一条虚拟线裂纹代替,其张开位移与内聚力存在确定的非线性函数关系.以Ⅰ型边裂纹为例,导出了满足虚拟裂纹条件的解析解;在此基础上给出了物理裂纹尖端扩展的能量释放率Ga、内聚裂纹尖端扩展的能量释放率Gb的计算公式;讨论了Gb,J积分和断裂能GF之间的关系;从理论上证明了临界能量释放率Gbc就是断裂能GF,Gbc可以作为含内聚区材料裂纹失稳扩展的断裂参数.提出的方法适用于所有含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型内聚裂纹的弹性体.

关键词：内聚区虚拟裂纹能量释放率 J积分断裂能

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铁路排水系统结晶水化学成因及土工影响

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铁道学报 2022年第8期44卷 166-177页

作者：贾能钱会柴少波高志华刘钦张旭东长安大学建筑工程学院西安710061 长安大学水利与环境学院西安710061 法国国营铁路公司基础建设部巴黎93200

近10年来,铁路建设飞速发展的过程中,沿线排水系统的结晶失效给路基基床的稳定性带来了极大的安全问题。鉴于此,2013—2016年间在法国高速铁路Chauconin路段上进行了地质钻探、水化学监测、水力计算和数值模拟来分析排水系统结晶的成因... 详细信息

近10年来,铁路建设飞速发展的过程中,沿线排水系统的结晶失效给路基基床的稳定性带来了极大的安全问题。鉴于此,2013—2016年间在法国高速铁路Chauconin路段上进行了地质钻探、水化学监测、水力计算和数值模拟来分析排水系统结晶的成因和土工影响。结果表明:在同一地质条件下,U型槽和明沟未监测到结晶,而HPED管周围的表层填土的渗透系数比设计值大,地表水渗流过程中溶解该土层的石膏和石灰石组分(含量超过85%质量比),过饱和(Ω高达270)在HPED管中产生方解石结晶;虽然HPED管和U型槽属于同一湍流范围,但后者冲刷流速是前者的2~3倍,不利于结晶;在同一HPED管中,结晶变化率与水深变化率一致,糙率和倾度对其影响较小(<3%),防治设计应以水深控制为主。研究结论可为我国铁路沿线排水系统结晶问题的防治提供设计及工程参数。

关键词：铁路排水 HPED管结晶基床表层土流速

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正断层错动下地铁盾构隧道变形破坏模型试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第5期51卷 76-87页

作者：李瀚源李兴高王杰杨益刘浩城市地下工程教育部重点实验室(北京交通大学) 北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 济南轨道交通集团有限公司山东济南250101

为揭示跨隐伏断层地铁盾构隧道结构变形破坏特征,采用自主设计的模拟隐伏断层错动加载试验装置,开展1∶25几何比例的跨断层盾构隧道模型试验,分析正断层错动下盾构隧道的力学响应规律及变形破坏特征.试验结果表明:在2 cm正断层错动影响... 详细信息

为揭示跨隐伏断层地铁盾构隧道结构变形破坏特征,采用自主设计的模拟隐伏断层错动加载试验装置,开展1∶25几何比例的跨断层盾构隧道模型试验,分析正断层错动下盾构隧道的力学响应规律及变形破坏特征.试验结果表明:在2 cm正断层错动影响下,隧道纵向差异变形呈现非线性增大趋势,环缝接头张开变形主要位于断层下盘隧道拱顶及断层上盘隧道拱底,且环缝峰值张开量已超过盾构隧道接缝防水限值;断层延长线与隧道交界处管片直径收敛变形较为严重,该处管片呈现拱腰外侧受拉、拱顶及拱底外侧受压的受力状态;管片与地层之间接触压力受断层错动的影响较大,存在围岩挤压区与围岩松散区,但接触压力峰值相对较小;盾构隧道的主要变形破坏特征为环缝接头拉裂破损、管片纵向开裂及环缝接头变形,管片发生斜向剪切破坏及局部压溃破坏的概率较低.基于盾构隧道环纵向变形破坏特征,建议将管片环缝变形及接头混凝土拉裂破损作为界定跨断层盾构隧道结构破坏的主要控制指标.基于隧道的变形破坏模式,提出了跨断层盾构隧道结构设计及应对措施的建议.

关键词：断层错动盾构隧道模型试验力学响应变形破坏特征

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