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当期目录

    2014年, 第48卷, 第11期 刊出日期:2014-11-28 上一期    下一期
    软土中大直径顶管管道受力特性测试
    刘翔, 白海梅, 陈晓晨, 陈锦剑, 王建华
    2014,48 (11):  1503-1509.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2014.11.001
    摘要 ( 884 )   HTML ( 336 )   PDF(501KB) ( 397 )  

    采用现场实测方法,对深覆软土、长距离顶进、外径4.64 m钢筋混凝土顶管的管壁接触压力和环向钢筋受力进行了测试,并与已有文献研究进行对比分析.结果表明:顶管在良好泥浆套中顶进时,管壁接触压力整体分布较均匀,注浆时呈突然增大变化,停顶后逐渐恢复正常水平;管道环向钢筋以受压为主、应力不大,其变化由管道轴向偏移和注浆控制,测试阶段管道受力状态以偏心受压为主;管壁接触压力实测值与按规程计算的设计值相比,管顶处相近、管侧处实测值略大、管底处实测值较小,规程的土压力分布模式用于管道设计计算偏于保守.

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    大顶力作用下圆形沉井后背土体受力变形特性分析
    朱龙, 徐震, 白占伟, 陈锦剑, 王建华
    2014,48 (11):  1510-1516.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2014.11.002
    摘要 ( 810 )   HTML ( 9 )   PDF(583KB) ( 333 )  

    通过现场监测的方法,对顶管工程圆形沉井在不同顶力作用下后背土体反力和位移变化进行分析研究,并结合有限元数值模拟方法,对现有不同的工作井后背土抗力分布形态进行对比验证.研究结果表明:圆形沉井工作井后背土抗力分布近似直线,但在沉井底板深度处因底板处刚度较大而产生突变,而后在刃脚处达到最大;顶力作用下沉井后背土体发生的位移较小,并表现为整体移动;验证了在沉井后背土体产生较小位移情况下视沉井前壁未达主动状态的合理性,进一步给出沉井后背土反力随距离的变化规律.

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    深基坑参数融合数据模型与数据结构
    张斌, 黄忠辉, 朱雁飞, 王建华
    2014,48 (11):  1517-1522.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2014.11.003
    摘要 ( 581 )   HTML ( 10 )   PDF(354KB) ( 284 )  

    基于深基坑开挖过程中,不同实体的几何参数、物理参数和力学参数之间的关联性,提出深基坑参数融合数据模型,实现将深基坑的几何模型和力学模型统一在一个框架之下.根据面向对象的编程思想,采用C++语言对各基坑实体进行描述,为模型设计一个能够体现各基坑实体类之间层次关系的数据结构,并开发了深基坑三维建模与风险预警软件.将开发的软件应用于上海市汉中路地铁车站深基坑项目,结果表明,该数据模型很好地实现了不同基坑实体之间的关联,可以有效地预测深基坑施工过程中的潜在风险.

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    桩土接触面三轴模拟试验设备研究与应用
    邬俊杰, 刘帅君, 陈锦剑, 王建华
    2014,48 (11):  1523-1527,1535.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2014.11.004
    摘要 ( 361 )   HTML ( 164 )   PDF(351KB) ( 239 )  

    针对基坑开挖卸荷会导致桩基承载力损失和引起桩身拉力作用所带来的安全问题,研制了一套可控制复杂应力状态变化的桩土接触面三轴模拟试验仪.该试验仪采用三轴围压室的气压加载控制接触面法向应力,利用围压室顶部的双套活塞实现对顺接触面向土体应力状态和桩土接触面剪切加载的分别控制,通过设置土样上下表面孔压来控制接触面的渗流状态和有效应力变化.其测试系统可对接触面总摩擦阻力、桩土相对位移和土样分层变形进行量测,实现对复杂应力状态下的桩土接触面相互作用特性的研究.通过等向加卸载应力作用下的接触面试验验证了该试验仪的有效性.试验结果表明,桩土接触面的极限摩擦阻力和摩擦系数随着法向应力的增加而增大,土层的变形也随着法向应力的增加而变大.

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于随机场的非饱和土固结分析
    程演, 张璐璐, 张磊, 王建华
    2014,48 (11):  1528-1535.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2014.11.005
    摘要 ( 276 )   HTML ( 202 )   PDF(397KB) ( 352 )  

    基于随机场理论,采用协方差矩阵分解随机场模拟和蒙特卡罗方法相结合的方法,建立非饱和土固结的流固耦合随机有限元模型,研究弹性模量和饱和渗透系数的空间变异特性对非饱和土固结的影响.结果表明,弹性模量变异系数COVE对沉降的均值和标准差的影响都很大.COVE增大,沉降的均值和标准差相应增加,说明弹性模量的空间变异性可显著增大沉降预测的不确定性.弹性模量的竖向相关距离越小,空间平均效应越大,超孔隙水压力和沉降的标准差越小,尤其在土层厚度小于相关距离时影响较为显著.饱和渗透系数的空间变异性对非饱和土固结的影响较弹性模量小得多,且主要影响固结中间过程.

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    建筑科学
    壁面粘贴质量检测系统设计
    周志琨, 杨淞, 金桂华, 王俊伟, 赵言正
    2014,48 (11):  1536-1540. 
    摘要 ( 279 )  

    摘要:  利用空鼓壁面与正常壁面接受同种敲击体敲击产生音频特性的不同,设计一种以负压吸附爬壁机器人为载体的壁面粘贴质量检测诊断系统,通过计算机软件实现敲击声音信号的提取、分析与处理.音频信号被转化为数字信号后,利用Matlab软件进行数字信号处理:首先应用高通滤波器滤除信号中的风机噪声信号,继而对滤波后的音频信号进行特征参数的分析提取,根据所得特征参数筛选与正常信息不相吻合的故障参数,最终实现对空鼓的判定.实验结果表明,该方法简单易行,准确度较高.

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    台风风场研究及其数值模拟
    廖丽恒,周岱,马晋,涂佳黄,洪荣华
    2014,48 (11):  1541-1551. 
    摘要 ( 223 )  

    摘要:  对近年来台风风场研究及其数值模拟方法作了论述.阐述了浮标和地面台站观测、飞机侦察、雷达卫星高空观测等台风观测手段;阐明了简易参数分析模型、定常动力学模型、非定常动力学模型、运动学模型等台风风场模型;分析了既有风场模型对我国东南、华南沿海海域台风风场模拟的适用性,又论述了基于台风内各站点、基于台风影响区域、台风全路径等极值风速预测研究手段.最后,展望了台风风场数值模拟的发展趋势和需解决的问题.

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    伞形膜结构风压和风振模拟与分析
    王子通,马宁,周岱,孙颖昊
    2014,48 (11):  1562-1567. 
    摘要 ( 174 )  

    摘要:  针对工程常见的八角伞形膜结构,基于ADINA软件开展结构表面风压和结构风振响应的数值模拟,分析结构风致位移响应、速度响应、加速度响应、等效应力等关键风效应,研究膜结构的矢跨比、风向角、膜初始预张力、膜帽处开敞与封闭情形等关键参数对表面风压和结构风振的影响规律,揭示了此类膜结构风振规律和结构风压系数.研究成果可为此类结构的抗风设计计算提供参考.

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    起伏地形下复杂形体大跨网格结构风压与等效静风荷载数值模拟
    乔帅斌1,卢旦2,马宁1,周岱1,王子通1
    2014,48 (11):  1562-1567. 
    摘要 ( 152 )  

    摘要:  以大跨空间建筑结构实际工程为对象,数值模拟分析复杂形体大跨网格结构在起伏地形下的风压分布、风载体型系数和等效静风荷载.运用Fluent软件计算不同风向角下的结构风载体型系数,发现风向角对结构风载体型系数影响较大.基于谐波叠加法模拟生成风速时程并转化为风压时程,采用ANSYS软件建立结构有限元模型,施加模拟所得的风压时程和风载体型系数,分析结构风致动力效应.定义风振动力放大因子以考虑共振响应的影响,并将其与特定时刻的瞬时风压分布相结合以形成结构的等效静风荷载.数值计算分析了基于基底竖向反力最小值的等效静风荷载及其分布.
    关键词:  中图分类号:文献标志码:  A

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    长期荷载下有侧向约束柔性桩复合地基试验
    吴有平1,张可能1,刘杰2,何杰2
    2014,48 (11):  1568-1573. 
    摘要 ( 109 )  

    摘要:  为探讨长期荷载作用下柔性桩复合地基的工作性状,进行了有无侧向约束条件下夯实水泥土桩复合地基的长期荷载对比试验.在复合地基表面埋设沉降标,量测了桩体和土体沉降值,得到了桩和土的沉降随时间的变化规律;通过在桩间土表面、桩顶、桩端埋设土压力盒和在桩身埋设内贴应变片PVC管量测应力值,获得了桩顶与土顶应力、桩-土应力比、桩身轴力随时间发展的变化规律.试验结果表明:在长期荷载作用下,设置了约束长桩夯实水泥土桩复合地基的工作性状明显优于无约束夯实水泥土桩复合地基的工作性状——大幅度缩短了进入沉降稳定时间(约为64%),减小工后沉降量(约为29%~42%),降低桩土应力比约39%;明显地调整了桩身轴力分布.分析认为:采用柔性桩加固软土路基时,在加固区边缘设置刚性长约束桩,能有效地控制路基的工后沉降,提高路基的承载性能.

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    基于自适应步长参数的快速一次可靠度计算方法
    周生通,李鸿光
    2014,48 (11):  1574-1579. 
    摘要 ( 141 )  

    摘要:  为能够快速搜索到极限状态函数的设计点以实现快速一次可靠度计算方法,在已有的基于迭代算法(HLRF)的设计点搜索方法的基础上,借助不精确一维搜索Shi-Shen准则,提出了基于自适应步长参数的一次可靠度计算方法(aHLRF).相比传统的方法,aHLRF不仅具有收敛保证,而且还能利用已有迭代信息自适应地选取算法参数.从计算效率、鲁棒性等方面对aHLRF进行了探讨和算例对比.结果显示:新方法可极大地提高一次可靠度的计算效率,尤其在设计点附近非线性强的情况下优势更为明显.

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    预制框架内嵌竖缝剪力墙体系抗震性能试验
    贾斌1,张其林1,杨彬1,吕佳1,卢家森2,郑振鹏2
    2014,48 (11):  1580-1587. 
    摘要 ( 122 )  

    摘要:  为研究预制钢筋混凝土框架结构内嵌竖缝剪力墙体系(PRCFW)的抗震性能,设计了2个单跨双层、缩尺比为1∶2的PRCFW试件,并进行了拟静力试验研究.通过分析试件的破坏机制、刚度退化、变形和延性以及滞回耗能性能等,综合考察该结构体系的破坏模式和变形能力.试验表明:现浇节点未发生明显破坏,满足强节点弱构件要求;试件具有良好的延性,平均位移延性系数均大于3;竖缝墙由缝间墙受弯破坏最终发展成贯通各墙肢竖缝根部的剪切破坏;竖缝剪力墙与预制框架间螺栓连接板及其抗剪连接件未发生破坏.试验能够为该体系的进一步研究和工程应用提供参考.
    关键词:  竖缝剪力墙; 预制框架; 拟静力试验; 抗震性能
    中图分类号:  TU 375.4;TU 317文献标志码:  A

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    化学工业
    金属表面涂覆干燥剂的防凝露研究
    郝瑞英,葛天舒,代彦军
    2014,48 (11):  1588-1594. 
    摘要 ( 153 )  

    摘要:  针对金属设备表面发生凝露问题,提出在金属表面涂覆硅胶干燥剂的技术方案,通过硅胶被动吸湿防止凝露产生.通过构建实验系统,用发生凝露的时间参数t表征此措施的防凝露效果.实验表明,涂覆硅胶干燥剂可延长t,当金属温度低于露点温度时,对应环境的露点温度越低,防凝露效果越好;当露点温度一定时,金属温度越高,防凝露效果越明显.进一步用吸附动力学模型对涂覆干燥剂金属样片的凝露过程进行分析,并计算了水蒸气扩散系数,其大小影响凝露发生的时间.结果表明,扩散系数与环境的水蒸气分压及硅胶自身温度有关.当硅胶温度相同时,水蒸气分压越小,扩散系数越小;当水蒸气分压相同时,硅胶温度越高,扩散系数越小,发生凝露所需时间越长.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    加压密相气力输送空隙率的实验
    鹿鹏1,蒲文灏1,陈晓平2,赵长遂2
    2014,48 (11):  1595-1599. 
    摘要 ( 100 )  

    摘要:  在加压密相气力输送中试实验台上进行内蒙烟煤的输送特性实验,考察操作条件和物性参数对空隙率的影响规律.结果表明:提高输送压力有利于实现较低空隙率的输送;随着流化风量的增大,空隙率先减小后增大;补充风量的增大会提高空隙率;随着总差压的增大,52 μm煤粉的空隙率先减小后增大,而115和300 μm煤粉的提升段空隙率持续增大,且同一总差压下,粒径较大煤粉对应的提升段空隙率较小;煤粉水分的增加会降低固相体积流量,同时增大两相流空隙率;随着表观气速的减小,300 μm煤粉的流型从悬浮流向沙丘流转变,管路空隙率逐渐减小.

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    热丝法批量制备金刚石涂层钻头参数仿真优化
    程雷,张建国,王新昶,张韬,沈彬,孙方宏
    2014,48 (11):  1600-1605. 
    摘要 ( 112 )  

    摘要:  基于有限容积法,研究了采用热丝化学气相沉积法常规工艺在批量化YG6硬质合金钻头工作表面制备金刚石涂层过程中基体表面的温度场分布状况,并通过测温对照试验验证了仿真方法及仿真结果的合理性和正确性.在传统的等间距热丝排布方式基础上系统研究了不同热丝参数(间距D、长度L、半径r、温度T和高度H)对基体温度场分布的影响,并进一步提出了不等间距的热丝排布形式以提高批量化基体表面温度场分布的均匀性,据此确定了用于批量制备金刚石涂层钻头的最优沉积参数.采用最优参数批量制备的金刚石涂层钻头具有较好的涂层质量和一致性,进一步验证了基于仿真的沉积参数优化方法的可靠性.
    关键词:  中图分类号:文献标志码:  A
    optimization

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    数理科学和化学
    动压浮离抛光盘结构化流道的液流特性
    李刚,张利,文东辉
    2014,48 (11):  1606-1612. 
    摘要 ( 119 )  

    摘要:  针对动压浮离抛光盘流场特性优化问题,提出了楔形、L型、抛物线型3种典型的结构化流道.建立了流场约束数学模型,利用Matlab对比分析了不同结构参数下结构化流道环境产生液体动压的能力,得到了浮力与膜厚关系曲线、压力分布曲线以及浮力与各结构参数的关系曲线.同时,运用Fluent对3种结构化流道环境的流场压强与速度分布进行了仿真.理论计算与仿真结果表明:抛物线形结构化流道产生浮力的能力最强,楔形结构化流道次之,L形结构化流道远落后于前两种;工件安装区域形成的流场速度稳定,有利于非接触式抛光加工.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    壳聚糖的改性及其自由基清除性能
    周元敬1,徐青2,赵红霞3,高贵龙4
    2014,48 (11):  1613-1620. 
    摘要 ( 145 )  

    摘要:  介绍了不同相对分子质量、不同脱乙酰化度和O改性壳聚糖的制备方法,综述了壳聚糖清除自由基性能的研究进展.总结了相对分子质量、脱乙酰度和O修饰等因素对壳聚糖及其衍生物清除自由基的影响.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    波浪作用下管线-海床模型动态响应及液化
    张军, 周香莲, 颜宇光, 郭俊杰, 王建华, 江俊达
    2014,48 (11):  1621-1626.  doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2014.11.018
    摘要 ( 480 )   HTML ( 393 )   PDF(326KB) ( 352 )  

    基于Biot动力方程,利用COMSOL多物理场有限元计算软件构建了波浪-海床-管线动力响应的计算模型,模拟了一阶斯托克斯波作用下管线周围土体孔压和有效应力分布情况,对海床土体的液化情况进行判断,研究了波浪诱发海床液化及管线失稳的机理.研究过程中采用Partly dynamic动力方程(u-p模式).在Partly dynamic模型中,将海床视为多孔弹性介质,并且将孔压和位移视为场变量,考虑土体位移加速度,忽略孔隙流体惯性项的作用.模型得到验证后的参数研究表明:土体渗透系数、饱和度以及管线埋深、波高等参数对海床的孔压和有效应力影响显著.

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    天文学、地球科学
    云环境下基于预分片的遥感数据并行重采样方法
    池子文a,b,张丰a,b,杜震洪a,b,刘仁义a,b
    2014,48 (11):  1627-1632. 
    摘要 ( 111 )  

    摘要:  面向海量高分辨率遥感影像数据快速发布需求,针对当前云环境下遥感影像数据并行重采样存在的难题,结合云平台MapReduce并行计算框架特性和遥感影像数据处理特点,提出了一种基于预分片的遥感影像数据并行重采样方法,通过预分片机制有效实现了该框架中对影像数据分片和并行重采样任务的控制,解决了MapReduce难以用于并行处理非结构化、具有空间位置特征的遥感影像数据的问题,从而实现了云环境下遥感影像数据的高效并行重采样.通过在开源云平台Hadoop上的实验和分析表明,该方法具有良好的重采样性能,能够实现高分辨率遥感影像数据的高效重采样.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    桩腿耦合缓冲器试验模型的数值分析
    郑轶刊1,张世联1,仓鑫2
    2014,48 (11):  1633-1638. 
    摘要 ( 135 )  

    摘要:  运用非线性有限元法对国内自主研发的桩腿耦合缓冲器(LMU)试验模型进行了数值分析,讨论了LMU的载荷位移关系和应力分布特点,并与模型试验的测点应力和位移进行了比较.比较结果表明非线性有限元法的计算结果与试验结果较为吻合,非线性有限元法可用于LMU结构的设计和开发.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    原子能技术
    690合金传热管疲劳裂纹扩展研究
    陈凯1,杜东海1,陆辉1,张乐福1,石秀强2,徐雪莲2
    2014,48 (11):  1639-1643. 
    摘要 ( 77 )  

    摘要:  采用销加载拉伸方法和直流电压降法测试技术,测量了室温和高温325 ℃空气中3种不同工艺的690合金传热管的疲劳裂纹扩展速率.试验采用ParisErdogan公式进行拟合分析,证明了结果的真实性和可靠性.高温加速了疲劳裂纹扩展.由疲劳裂纹扩展速率曲线可以预测出3种690管材在高温325 ℃下的门槛应力强度因子幅值ΔKth,扫描电子显微镜下观察断口形貌,疲劳裂纹的扩展为穿晶形式,在穿晶断口上观察到明显的疲劳辉纹和微塑性区.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    溶解氧对高温水中冷变形316L应力腐蚀开裂的影响规律
    杜东海1,陆辉1,陈凯1,张乐福1,石秀强2,徐雪莲2
    2014,48 (11):  1644-1649. 
    摘要 ( 62 )  

    摘要:  为研究冷变形不锈钢材料在不同溶解氧含量时的开裂规律,使用经冷弯变形的管道316L不锈钢在模拟压水堆一回路温度和压力的条件下进行实验.使用直流电压降法,原位在线测量材料在水中不同含氧量下的裂纹扩展速率.实验结果:材料的裂纹扩展速率随溶解氧含量的升高而升高.在含氧量小于0.2 mg/L时这种变化趋势非常的显著,而当超过该值后,这种变化趋势变得缓慢.对这一现象产生的原因进行了分析.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    应用溶解扩散模型预测钴的渗透行为
    乐志东,蒯琳萍
    2014,48 (11):  1650-1654. 
    摘要 ( 99 )  

    摘要:  应用溶解扩散模型预测反渗透去除放射性废水溶液中钴的渗透行为.研究了低浓度钴离子的渗透行为,结合溶解扩散模型和物料平衡,推导出渗透分离的方程.首先通过拟合较高浓度钴离子渗透的实验数据,求得模型的相关参数,然后针对较低浓度钴离子的渗透实验数据,与模型预测数据进行对比.结果显示,实验数据与模拟数据相对误差不超过15%,该溶解扩散模型可以很好地预测较低钴离子浓度下的渗透行为.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    其他
    海堤渗压神经网络分布模型的建立及规律分析
    黄铭1,刘俊2
    2014,48 (11):  1655-1659. 
    摘要 ( 153 )  

    摘要:  为有效揭示海堤渗压的分布特征,掌握其在临海工作环境下的特殊规律,在利用神经网络建模优点的同时,采用多测点渗压监控信息,并将测点坐标因素加入到输入层,综合前期潮位因子、积分型降雨因子、时效因子,形成海堤渗压神经网络安全监控分布模型结构,以实测信息进行建模训练计算;在获得合理训练结果基础上,根据输入层因子补充插入坐标样本,获得不同位置的渗压模型值及渗压分布曲线.文中以广义回归神经网络为例,结合浦东海堤实测资料,以实例说明以上述方法在神经网络不提供显式的情况下,建立可获得分布曲线的监控模型,并以此对海堤渗压分布规律特色加以分析.

    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    钢制储液罐的Lyapunov特征指数及弹性动力失稳
    杨宏康1,2,高博青1
    2014,48 (11):  1660-1666. 
    摘要 ( 88 )  

    摘要:  为全面评估钢制储液罐在地震激励下的动力稳定性能,由压力位移格式的流固耦合模型建立等效动力扰动方程,采用时变几何刚度矩阵参数化结构域抗力,修正广义扰动变量并实时调整向量模长,进而步进求解动态Lyapunov特征指数,分别在简谐地面加速度与地震激励下对某10万m3油罐进行动力稳定分析.结果表明:上述Lyapunov方法确定的动力不稳定域与Floquet方法基本一致;Lyapunov方法与BR准则法计算的临界地震动峰值存在10 %左右的最大相对误差;抗风圈有助于抑制动力不稳定域并提高临界地震动峰值.上述Lyapunov方法适用于二阶动力系统,可考虑地震持时影响且不限制地震波特性,大幅降低了动力稳定分析的计算成本并能满足工程应用精度.
    girders

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