干湿循环下花岗岩残积土的崩解试验与微观机理研究

针对花岗岩残积土遇水易软化、崩解的特性,通过干湿循环下花岗岩残积土的崩解试验,研究了花岗岩残积土的压实度和干湿循环次数对其崩解特性和崩解参数指标的影响。得到以下结论：花岗岩残积土的压实度越小、经历的干湿循环次数越多,崩解速率越快,试样完全崩解所需的时间越短;拟合了平均崩解速率与干湿循环次数、压实度之间的函数关系式。利用电镜扫描试验,分析干湿循环作用下花岗岩残积土的微观结构变化,解释了崩解机理：随着干湿循环次数增加,片状颗粒间的层叠结构遭到破坏,颗粒的团聚性减弱,平面孔隙率增大,结构趋向疏松,加速了花岗岩残积土的崩解。     

清水及硫酸溶液浸泡下花岗岩残积土强度演化特征研究

为了揭示不同浸泡环境下花岗岩残积土的强度演化特征,考虑到花岗岩残积土的结构损伤与介质溶解,以不同硫酸溶液浓度和浸泡时间作为试验变量,开展清水及硫酸溶液浸泡下试样的波速测试、快剪试验以及质量测试。研究表明:试样浸泡在清水中时,其黏聚力、内摩擦角和纵波波速均随浸泡时间增加呈指数衰减,28 d～40 d后稳定,硫酸溶液中则随硫酸浓度增加呈指数衰减,浓度增加到5%后趋于稳定;分别以黏聚力、内摩擦角和纵波波速的定义损伤变量,在清水浸泡下随浸泡时间增长而增大,浸泡28 d～40 d后稳定,在硫酸溶液浸泡下随硫酸浓度增加而增大,浓度增加到5%后趋于稳定;黏聚力和纵波波速演化特征相似,可通过纵波波速推算黏聚力。     

胶结液浓度对MICP固化残积土力学性能影响及机理研究

为分析微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术对加固花岗岩残积土的适宜性,以及胶结液浓度对固化效果的影响,通过开展无侧限压缩和三轴剪切试验,对5组不同胶结液浓度的固化土试样进行力学测试,并基于扫描电镜图像和X射线衍射图谱分析MICP固化机理。试验结果表明：当胶结液浓度为2 mol/L时,固化土的无侧限抗压强度和弹性模量分别提高47.15%和82.08%,残积土的破坏模式从局部压裂破坏转变为整体剪切破坏;MICP固化残积土的抗剪强度随胶结液浓度增加得到较大程度提升,在2 mol/L胶结液作用下,黏聚力和内摩擦角增幅分别为127.62%和36.50%;碳酸钙晶体主要分布在土颗粒表面、孔隙以及接触点上,在土体内部分别发挥着包裹、填充和胶结作用;细菌与胶结液反应生成的碳酸钙沉淀主要以方解石晶体的形式存在。研究成果可为花岗岩残积土的改性提供参考,拓宽了MICP在非均质土中的应用范围。     

基质吸力对花岗岩残积土强度影响分析

花岗岩残积土分布相当广泛,是工程建设中经常遇到的土体之一。借助非饱和三轴仪进行花岗岩残积土抗剪强度试验分析,探究基质吸力对其强度参数影响。试验结果表明基质吸力和净围压的增大对花岗岩残积土强度有提升作用,花岗岩残积土黏聚力随基质吸力增大呈线性增长趋势,内摩擦角随基质吸力增大呈曲线增长趋势。基质吸力对土体弹性模量的影响也是正相关的,即弹性模量随基质吸力增大呈递增规律。根据试验结果,得出抗剪强度参数与基质吸力的关系式及不同基质吸力下土体的弹性模量表达式。     

干湿循环作用对昔格达土体抗剪特性的影响

昔格达土体涉水填方土压力计算时需查明抗剪参数(如黏聚力与内摩擦角)受干湿循环作用的影响。通过真空饱和增湿及自然风干脱湿模拟干湿循环过程,基于固结慢剪试验得到湿化及干湿循环作用下昔格达土体剪应力-位移曲线,分析峰值剪应力、黏聚力及内摩擦角随干湿循环次数变化规律;采用平行粘结接触模型探讨了宏观与微观参数的联系,揭示了干湿循环作用对微观颗粒间粘结及摩擦特性影响的差异性。试验结果表明:湿化作用降低昔格达土体黏聚力及内摩擦角;随干湿循环次数增加,昔格达土体应力-位移曲线从应变硬化过渡至应变软化,峰值强度、黏聚力及内摩擦角均减小并趋于稳定;黏聚力以前3次循环降幅(55.42%)较大,内摩擦角以第2-第4次循环降幅(11.04%)较大,干湿循环对黏聚力影响显著大于对内摩擦角的影响,对内摩擦角的劣化效应存在滞后性。建议工程中可从微观颗粒间粘结作用的角度削弱干湿循环对昔格达土体力学特性的影响。研究结果可为昔格达土涉水工程安全提供参考。     

闽东地区含砾花岗岩残积土的细观剪切特性研究

通过数字图像技术细致描述了闽东地区花岗岩残积土中砾石的颗粒形状特征,并通过簇颗粒在ＰＦＣ数值平台上实现了砾石颗粒的二维重构。进而建立含砾花岗岩残积土的离散元数值模型,对现场大型直剪试验全过程展开细致的数值模拟,探讨了含砾花岗岩残积土的细观剪切特性。从细观颗粒的统计结果上看,球颗粒／簇颗粒的平均相对水平位移和平均转动量,均沿试样高程大致呈正态分布;对其进行正态曲线拟合,发现其剪切带中心并不在剪切面位置,而是略向上发生偏移;同时通过定义上下一个标准差精确计算剪切带宽度;上述剪切带中心偏移量和剪切带宽度均随竖向压力的增大而逐渐减小。另一方面,颗粒间接触力链的分析表明,强力链主要集中在砾石颗粒间;而细颗粒则填充试样孔隙,使得各颗粒间咬合更加充分;二者共同作用有利于形成较为稳定的强力链,增强了含砾花岗岩残积土的抗剪强度。     

饱水-风干循环作用下砂岩力学性质劣化规律

水库在建成运营过程中,水库内水位反复升降对库岸边坡安全性产生影响。为探究饱水-风干循环作用下水库边坡岩体力学性质的劣化规律,以某水库边坡水位变幅带砂岩为试验对象,进行岩石三轴压缩试验。引入劣化率概念探究水岩作用对砂岩力学性质的影响,并借助电镜扫描技术分析了砂岩在水岩作用下的劣化机理。研究表明:水岩作用程度相同时,砂岩峰值抗压强度随围压增大而变大;相同围压条件下,随饱水-风干/循环次数增多,砂岩峰值抗压强度、黏聚力、内摩擦角变小,且三者数值与循环次数N之间的变化规律符合指数分布。当水岩作用增强时,峰值抗压强度劣化率最小值为31.35%,黏聚力、内摩擦角劣化率分别为30.61%和15.37%;水库水位升降对砂岩峰值抗压强度、黏聚力影响较内摩擦角大,三者劣化率与循环次数N之间的变化规律同样符合指数分布。在砂岩三轴压缩试验基础上,对水岩作用下岩石劣化机理进行了研究。研究成果对于受水位反复升降影响的水库边坡安全性治理具有一定参考价值。     

岩石混凝土界面抗剪强度劣化研究进展

综述了影响岩石混凝土界面抗剪强度劣化主要因素,包括化学侵蚀、温度效应和荷载作用,归纳了现有的岩石混凝土界面抗剪强度宏观和细微观试验方法,并总结了考虑岩石与混凝土力学性能、界面粗糙特征、界面初始黏聚力、外加正应力的界面抗剪强度劣化模型。针对水利工程中的岩石混凝土界面在高水力梯度作用下易发生溶蚀劣化的现象,提出了渗透溶蚀作用下的岩石混凝土界面抗剪强度劣化机理、劣化模型和溶蚀劣化的岩石混凝土界面损伤开裂裂缝扩展等有待进一步研究的问题。     

热湿作用下三峡库区典型砂岩劣化效应研究

针对取自三峡库区范家坪滑坡砂岩,采用室内模拟高温季节环境条件,研究砂岩在“烘干-吸水”循环作用下的热湿效应,包括砂岩的质量劣化和抗剪强度参数的变化。结果表明①经历“烘干-吸水”热湿循环作用后,岩石质量劣化速率和吸水率是非线性波动变化的,其波动特征体现出了岩石内部裂隙的动态发育;②砂岩的抗剪强度参数黏聚力c和内摩擦角φ随着“烘干-吸水”热湿循环次数的增加而不断降低,在循环初期参数折减幅度较大,后期变缓并逐渐趋于稳定,这与岩石质量劣化规律具有相似性;③提出通过岩石直剪破坏裂纹延伸角度,定性判断岩石强度的方法。研究成果对昼夜温差大且气候潮湿的华中地区岩石劣化预测具有实际意义。     

冻融循环作用对黄土强度影响的试验研究

以陕西杨凌黄土为研究对象,基于静三轴试验,研究了不同初始含水率、不同低温温度及不同冻融循环次数条件下黄土强度参数的变化情况。不同低温温度对冻融作用改变黄土强度参数从机理上做出解释,为进一步研究冻融循环作用对强度的影响效应提供理论支持;冻融循环试验结果表明,黄土强度参数随冻融循环产生劣化,黏聚力在经过一定次数的冻融循环之后降到最低值,随后趋于稳定,内摩擦角总趋势上略有增大,规律性不明显。     

环境温湿度对大体积混凝土影响的数值模拟分析

环境温湿度的变化及其在大体积混凝土结构中产生的影响不容忽视,对于温度场、温度应力场、湿度应力场,尤其是整体结构应力场的分析,是工程中非常关注的问题。为此,选取理想的球形大体积混凝土结构,仅考虑环境温、湿度的影响,用ANSYS软件依次对该结构的温度场、温度应力场及湿度应力场进行数值模拟,然后将模拟得到的温度应力场与湿度应力场叠加,得到整体应力场,并对模拟结果进行分析和总结。通过对应力场的数值模拟分析,可对大体积混凝土浇筑后裂缝的开展有一定的预见性,对制订温控措施有一定的指导意义。     

抚仙湖水温与气象因子的关系研究

结合抚仙湖水温观测资料,探讨了水温与气象因子的相互关系。通过研究水温与自然环境因子的关系,发现其与气温、相对湿度、风速等气象要素关系密切,最终建立了三者之间的函数方程式,提出了一种利用气象因子估算抚仙湖表层水温的公式。     

龙滩水电站地下厂房通风空调系统设计

由于龙滩水电站地下厂房洞室庞大，通风空调系统复杂且容量大。为此系统设计时在热负荷计算、气流组织、设备选择上采取了有针对性的措施，充分利用天然冷源，尽量减少总通风量，采用特殊节能空调设备，在满足电站温湿度要求的情况下，以达到节能的目的。     

乐滩水电站厂房通风空调设计

乐滩水电站全厂采用机械送、排风的通风方式,气流组织为直流式;副厂房的一些重要场所设置集中空调系统.该设计方案较好地满足了设备运行对环境温度的要求、人员的卫生要求和安全要求.总体设计方案简捷、有效,节省工程造价和运行费用,具有较好的经济性.     

水工结构聚脲防渗涂层的力学性能与寿命预测研究

聚脲防渗涂层材料力学性能的耐久性对保障水工结构工程长久安全运行意义重大,目前缺乏考虑聚脲材料化学构成对防渗涂层使用寿命预测的理论及公式。本研究基于聚脲材料化学键构成、水解老化机理及Arrhenius老化模型,考虑聚脲材料的脲键、氨酯键含量的影响,提出了聚脲防渗涂层的老化寿命预测理论及公式,该理论能够反映不同聚脲材料的氨酯键、脲键含量与水解老化寿命的关系。根据聚脲防渗涂层中氨酯键、脲键含量定义了聚脲涂层力学性能,通过湿热加速老化试验确定了氨酯键水解老化参数,确保了聚脲材料寿命预测公式的可靠性。实现了在不同温湿度运行环境条件下,不同聚脲防渗材料的使用寿命预测及材料设计方法,对水工建筑物聚脲防渗涂层的设计及应用具有指导意义。     

和田绿洲水循环要素变化特征

应用距平及差积曲线分析和坎德尔(Kendall)秩次相关检验表明，和田绿洲气温存在着递增趋势，处于变暖期；受气温影响，蒸发能力、空气湿度也呈增加趋势，但不显著；降水年际变化较大，年内分配趋于集中，有降水异常现象出现；由于人类活动，河流径流减少十分显著。     

Cold-humid effect of Baiyangdian wetland

Data support for wetland protection function evaluation can be provided by quantitatively analyzing the ability of regulating the regional climate of the wetland ecosystem. In this study, the cold-humid effect of the Baiyangdian wetland was analyzed by comparing the meteorological conditions of the Baiyangdian wetland and its surrounding areas. Meanwhile, the regulatory functions of the Baiyangdian wetland for the processes and magnitudes of temperature and relative humidity from August to October 2008 were evaluated. The results show that daily mean temperatures in the Baiyangdian wetland were lower than in the surrounding areas, and that temperature differences mainly occurred in the daytime but were not obvious at night. Diurnal temperature ranges in the Baiyangdian wetland were lower than in the surrounding areas, and the higher the diurnal temperature range in the surrounding areas was, the stronger the regulation ability of the Baiyangdian wetland. Compared with the surrounding areas, the decline of the daily minimum temperature in the Baiyangdian wetland was gentler, and the mean relative humidity there was higher. The present findings indicate that effects of the Baiyangdian wetland on climate and humidity regulation are significant.     

浅析200MW发电机密封油系统存在的问题

对中国华电集团富拉尔基发电总厂6台200MW发电机密封油系统存在的油中含水引起氢湿度超标和因密封油流量过大导致的密封油系统工作异常的原因进行了分析，结合实际情况提出了治理方法，以提高发电机运行的安全性和经济性。     

Mesocosmic study on autogenous shrinkage of concrete with consideration of effects of temperature and humidity

A study on the autogenous shrinkage (AS) of concrete from a mesocosmic perspective was carried out using numerical simulation technology. The temperature history and the autogenous relative humidity (ARH), two factors that have been shown to have occasional influence on this process in previous studies, were introduced into this study. According to these concepts, a program for simulation of the temperature field, humidity field, and stress field based on the equivalent age method and a fully automatic aggregate modeling tool were used. With the help of these programs, the study of a small concrete specimen provided some useful conclusions: the aggregate and the matrix show distinct distribution properties in the temperature field, humidity field, and stress field; the aggregate-matrix interface has a high possibility of becoming the location of the initial cracking caused by AS of concrete; the distribution of random aggregates is extremely important for mesoscopical analysis; and the temperature history is the main factor affecting the AS of concrete. On the whole, inherent mechanisms and cracking mechanisms of AS of concrete can be explained more reasonably and realistically only by considering the different characteristics of material phases and the effects of temperature and humidity.     

考虑温度-湿度联合控制的三轴仪研制及初步应用

为研究复杂环境作用下土石坝筑坝材料的力学特性,研制了一种考虑温度-湿度联合控制的三轴仪。此装置通过在内压力室中安装螺旋铜管,连接制冷加热温度循环系统,且设置上、下温度传感器实现对试样温度的控制;通过在内外压力室壁间施加与围压相等的气压,同时在压力罩外壁设预应力卡箍,提高试样体变量测精度;通过增设恒温湿度控制系统,实现温度与湿度的联合控制。对装置的温控系统进行了测试,并给出了温度为5℃和45℃时的体变-围压校核曲线。在此基础上,进行了不同温度下的沥青混凝土三轴试验以及在不同湿度下堆石料的三轴试验。结果表明:该装置控温效果较好,且体变受围压和温度影响较小;所测得的不同温度和湿度下沥青混凝土与堆石料的应力应变关系与现有的类似试验结果基本一致,验证了该装置的可靠性。此外,利用该温度-湿度联合控制三轴仪可进一步开展土石材料在复杂环境变化条件下长期变形特性的研究。