基于流固耦合的南水北调渠道结构动力破坏机理研究

以南水北调中线渠道工程为研究对象,建立了水体-结构-地基耦联体系的渠道模型,运用Fluid 30单元实现水工结构流固耦合计算,计算了地震工况下的渠道结构的破坏情况。计算结果与Westergaad传统方法进行对比,验证了Fluid 30单元方法的正确性。研究结果表明,Fluid 30单元耦合方法计算的结构频率均值较传统方法增加10.93%,渠道结构进行地震分析时,水体的流固耦合效应不容忽视;渠道衬砌板分缝处为最薄弱部位,且出现了应力集中,每个纵缝处下表面均出现了较大的拉应力;衬砌结构在地震中可视为做整体移动,衬砌上表面比下表面所受的压应力更大,而在接近分缝处这一情况恰好相反。     

黄河下游河道平衡输沙的沙量阈值研究

考虑黄河未来可能的水资源条件,以及生态保护、经济社会发展多目标对水量年内过程分布需求,根据黄河下游水沙资料、河道冲淤资料,采用实测资料分析、公式计算、数学模型模拟等多种方法研究了有利于黄河下游河流生态良性维持的平衡输沙的沙量阈值。未来进入黄河下游的年来水量为250亿m~3左右,实测资料分析和公式计算表明,未来较小的平衡输沙阈值为2.0～2.2亿t。数学模型计算在小浪底水库等现有工程联合调控作用下黄河下游平衡输沙的临界沙量为2.5亿t。中游古贤水库建成后和小浪底水库联合调度,可以进一步提高汛期的输沙效率,平衡输沙的沙量阈值可进一步提高。研究成果对黄河下游治理具有重要意义,可为黄河泥沙处置措施优化提供技术支撑。     

超厚水泥稳定碎石基层室内试验及数值模拟分析

为了研究细观层次下碎石混合料中裂纹的产生发展及应力应变分布情况,以水泥碎石基层为研究对象,依托望谟至贞丰公路超厚宽幅水泥稳定碎石基层施工项目,进行原材料选择与检测。首先利用规划求解法进行混合料配合比设计得出最优配比;然后进行室内击实试验获得最大干密度与最优含水量,并进行无侧限压缩试验获得无侧限抗压强度,再利用灰色关联法获得原材料对混合料7 d无侧限抗压强度的关联度大小;最后利用有限元分析软件ANSYS对水泥碎石试件在单轴受压及抗折情况下碎石混合料中裂纹的产生、扩展及贯通的全过程以及应力分布情况进行模拟,通过与无侧限抗压强度试验结果对比,证明了此数值模拟方法的可靠性和合理性。结果显示:随水泥剂量的增加,水泥稳定级配碎石混合料最佳含水量及最大干密度随之增加;混合料水泥剂量与水泥碎石基层混合料7 d无侧限抗压强度之间的关联度4.75 mm碎石集料筛孔处的通过率混合料含水量;竖向受压过程中随着水泥剂量的增加,混合料试件破坏时的最大位移逐渐增加,且应力集中更加明显,骨料的破坏程度随之增大;混合料抗折破坏过程首先始于大粒径碎石骨料的水泥与碎石骨料界面过渡区,然后逐渐扩展,水泥剂量越大,混合料抗折能力越强,但应力集中越明显。     

多溶洞地层桩端极限承载力下限有限元法分析

为计算多溶洞地层桩基的极限承载力,通过MatLab平台编制了用于分析多溶洞地层桩端极限承载力下限的有限元法计算程序。采用平面应变模型,并假定材料符合Mohr-Coulomb准则和塑性关联流动法则。定义无量纲参数N来衡量各参数对桩端极限承载力的影响。根据桩与溶洞间的相对位置关系,详细探讨了6种工况下桩端极限承载力的变化规律,并分析了嵌岩深度h_r、上覆土层自重q_s和溶洞直径D的影响程度。分析结果表明:桩端极限承载力随h_r的增大而增大,随D的增大而减小,而q_s的影响基本可忽略不计。此外,还对不同工况下桩端的极限破坏模式进行了分析。最后,通过考虑无溶洞、有溶洞下的2种桩基算例,验证了本文方法的正确性。     

脱湿过程中红黏土热导率的变化试验研究

自然状态下岩土体中的三相组成处于动态变化之中,对土体热传导性能的准确测试造成困难,通过热导率脱湿曲线(TCDC)可间接获取土体的传热性能。为此,以桂林红黏土为研究对象,采用压力板仪和KD2 Pro土壤热特性分析仪,研究了红黏土在脱湿过程中热导率的变化规律。试验结果表明:在进气值之前,土体饱和度不变,3种干密度的土体热导率都有小幅度增加,此阶段主要与吸力变化引起的土体密实度变化有关;当吸力超过进气值后,热导率随饱和度减小逐渐减小,此阶段含水率为影响热导率的主要因素。基于热导率试验结果,采用Lu模型和William模型对红黏土脱湿过程中热导率变化曲线进行拟合,整体上2模型对试验结果拟合较好,可以用于红黏土脱湿过程中热导率变化的模拟。     

季铵型稻草木质素的合成及其对\[PdCl4\]2-的吸附性能

为经济高效和无污染提取钯,采用硫酸法从稻草中提取木质素,经3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHMAC)化学改性后合成季铵型稻草木质素,并利用其从溶液中吸附[PdCl_4]~(2-).利用扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)和差热-热重分析(TG-DSC)对木质素及其衍生物进行表征,同时考察pH值、[PdCl_4]~(2-)初始浓度和吸附时间对季铵型稻草木质素吸附性能的影响,并对[PdCl_4]~(2-)的选择性进行研究.实验结果表明,季铵型稻草木质素为表面多孔且不规则的块状体,在200℃内具有良好的热稳定性,1 469 cm~(-1)处出现季铵离子的弯曲振动特征峰.最佳吸附pH值为2,吸附平衡时间为8 h,在[PdCl_4]~(2-)初始浓度为4 mmol·L~(-1)时,季铵型稻草木质素对[PdCl_4]~(2-)的吸附达到饱和,饱和吸附容量为1.120 mmol·g~(-1),吸附过程遵循准二级动力学方程,吸附等温模型与Freundlich方程拟合较好,表明吸附过程为单分子层非均质化学吸附,盐酸浓度低于1 mol·L~(-1)时,季铵型稻草木质素对[PdCl_4]~(2-)具有良好的选择性.降低盐酸浓度,提高[PdCl_4]~(2-)初始浓度和延长吸附时间均有利于提高季铵型稻草木质素对[PdCl_4]~(2-)的吸附容量和选择性.     

稠油火驱二次点火主控因素及点火策略

为了实现火驱开发过程中熄火油层再次燃烧,保障火驱开发效果,通过一系列室内物理模拟实验和油藏数值模拟计算,开展包括点火温度、通风强度、地下含油饱和度分布、结焦带等影响二次点火的主控因素的研究,给出了合理的二次点火温度和通风强度的范围,同时结合注气井地下空气腔规模给出了不同条件下启动油层二次燃烧的点火策略.结果表明,电点火温度应控制在450 ℃以上,点火期间通风强度应维持在10 m³/(m²·h)以上,对于需要注燃料油进行二次点火的注气井,燃料油的用量不低于已燃区空气腔体积的2/7.     

多腔钢管混凝土分叉柱力学性能有限元分析

为研究异形截面多腔钢管混凝土分叉柱的力学性能及设计方法,以北京某超高层建筑异形截面多腔钢管混凝土巨型分叉柱为原型,在已进行的低周反复荷载试验基础上,对异形截面多腔钢管混凝土分叉柱抗震性能进行有限元分析,研究了不同构造措施、不同钢材及混凝土强度等级等参数对钢管混凝土分叉柱抗震性能的影响.结果表明:基于本文提出的有限元建模方法,所得有限元分析结果与试验结果吻合较好;适当增加腔体数,设置肋板、角钢和钢管能够有效提高异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能;在等用钢量下,增加腔体数量比增加钢板厚度能更有效地提高分叉柱抗震性能;不同材料强度对异形截面钢管混凝土分叉柱抗震性能有较大影响,在进行其抗震设计时,宜选用强度等级匹配的钢材与混凝土.     

异构无线网络接入选择算法综述

移动互联网和无线通信技术的发展形成多种无线网络共存、覆盖范围重叠的异构无线网络,各种无线接入技术的差异和单一网络技术无法满足用户的全部需求使异构无线网络融合成为必然,接入选择作为异构无线网络融合的关键技术之一已成为研究热点.在简述异构无线网络基本架构和接入选择概念的基础上,对接入选择算法进行分类总结与详细对比分析,深入剖析各算法采用的方法和特点,同时对存在的问题进行总结归纳,并展望了未来的研究方向.     

水质条件对厌氧氨氧化颗粒污泥EPS含量的影响

为研究水质条件对厌氧氨氧化颗粒污泥EPS含量的影响,采用16个SBR反应器研究同周期内基质利用阶段与基质匮乏阶段EPS含量的变化以及总氮质量浓度、IC/TN、COD/TN对于厌氧氨氧化颗粒污泥EPS含量的影响.结果表明,同周期内,基质利用阶段的EPS含量不断升高,基质匮乏阶段EPS含量不断降低;总氮质量浓度为35~280 mg/L时,提高总氮质量浓度可以提高EPS的含量,总氮质量浓度280 mg/L时EPS含量有所减少;IC/TN为0.01~0.2时,EPS及其各组分含量随无机碳质量浓度的升高而增加,IC/TN0.2时,无机碳质量浓度对于EPS及其各组分含量无明显影响;COD/TN0.5时,有机物对于EPS含量具有促进作用,COD/TN0.5时,有机物的提高对于EPS含量有抑制作用.在厌氧氨氧化颗粒污泥工艺的实际运行过程中,应避免过长的基质利用阶段与基质匮乏阶段,总氮质量浓度应保持在150~210 mg/L,无机碳质量浓度应保持在IC/TN为0.1~0.2,有机物质量浓度应保持在COD/TN0.5.