早期受盐-冻耦合作用下掺玄武岩纤维混凝土耐久性劣化规律

针对西北寒旱区早期受冻混凝土在盐-冻耦合作用下耐久性快速降低等问题,本文基于室内快速冻融试验,以3.5%(质量分数,下同) NaCl+5.0%Na₂SO₄复合盐溶液为冻融介质,研究了不同玄武岩纤维体积掺量下混凝土的耐久性劣化规律,同时采用扫描电子显微镜、超声法缺陷检测和核磁共振孔径检测三种分析手段探究了玄武岩纤维在微观层面上对早期受盐-冻耦合作用下混凝土宏观性能的改善作用。研究结果表明：在早期受冻混凝土中掺加玄武岩纤维能够有效提高抗压强度,减小质量损失;随着纤维掺量的增加,抗压强度、相对动弹性模量呈先增加后降低的趋势;随着冻融循环次数的增加,不同体积掺量玄武岩纤维早期受冻混凝土试块的超声脉冲传播速度逐渐增大,各组试块的总孔隙率与冻融次数呈正相关,且掺加玄武岩纤维能增加无害孔,减少多害孔,从而提高混凝土抗冻耐久性;试验中纤维掺量为0.15%(体积分数)的试块表现最优越。该研究可为寒旱灌区早期受冻混凝土耐久性研究及后期维护提供参考。     

受侵蚀混凝土耐久性衰减影响因素试验研究

针对地处滨海和盐渍区的混凝土建筑物长期遭受干湿循环和有害化学离子侵蚀的双重作用,导致混凝土耐久性衰减的问题,采用现场调查、室内加速试验、理论分析等相结合的研究方法,进行干湿循环下硫酸盐、复合盐(硫酸盐+氯盐)、水三种不同侵蚀条件的对比试验,以试件的相对动弹性模量为评价指标,研究不同侵蚀方式、侵蚀介质、水灰比、及粉煤灰掺加对受侵蚀混凝土耐久性能衰减的影响规律,研究结果表明:干湿循环能够促进硫酸盐对混凝土的侵蚀;干湿循环与硫酸盐侵蚀条件下,硫酸盐的侵蚀作用较复合盐的侵蚀作用明显,掺入20%粉煤灰对于增强混凝土抗盐结晶侵蚀性能有一定的积极效用。     

梯级泵站的提水效率评估模型与方法

针对我国部分梯级泵站存在的流量监测设备不完善、泵站提水效率评估困难的问题,通过分析影响泵站提水效率的主要因素,提出了泵站提水效率评估的模型。将该模型运用于甘肃景泰川电力提灌一期工程的提水效率分析,结果表明,水泵的设计扬程和铭牌扬程匹配良好,模型计算结果和工程实际的运行效率相吻合。     

环境激励下泵站出水塔结构模态参数辨识研究

高扬程提水泵站的出水塔结构在水流的激励作用下易出现剧烈振动甚至由此造成破坏,为研究其振动特性需对其结构模态参数进行准确辨识。以甘肃景电二期工程总干六泵站的出水塔为例,在工作荷载激励下对其振动信号进行现场采集,根据实测的结构振动时程,利用随机子空间法和特征系统实现算法分别对出水塔结构的模态参数进行时域辨识,并将其辨识结果与ANSYS三维有限元模拟结果进行对比验证。结果表明:随机子空间法和特征系统实现算法均能准确辨识出水塔结构模态参数,其模拟结果与实验结果吻合较好。研究成果可为泵站出水塔结构的更新改造设计和安全运行监测提供理论依据,同时能够为灌区水工结构的模态参数辨识提供技术参考。     

干旱区扬水灌溉对区域地下水动态特征的影响分析

受季节性人工灌溉的影响,干旱扬水灌区不同运移带的地下水具有独特的时空动态特性。以甘肃省景电一期灌区为研究区,利用其1982~2011年地下水位实时监测数据,分析灌区地下水时空变化规律,探索干旱扬黄灌区不同地下水运动带的地下水动态特性。研究表明,灌区内的潜水汇聚带与潜水运移带年际地下水位具有明显的上升趋势,地势比较低洼的潜水汇聚带甚至出现地下水出露现象,而灌溉水入渗带与潜水排泄带地下水位处于相对平衡状态;灌区内不同地下水运动带年内的地下水位变化过程具有显著差异性,这种差异主要是受灌溉过程及区域局部开采共同作用影响;灌区地下水空间动态以自西南向东北运移为主。     

盐冻作用下混凝土力学性能研究及灰色预测

为探究混凝土的劣化规律,对混凝土的力学性能进行了预测,以试验室数据为基础,构建了各项力学性能指标的灰色GM(1,1)预测模型,预测各项指标的劣化规律。结果表明:以盐溶液作为冻融介质会加快试块的破坏,且不同盐溶液对试块的破坏程度存在一定差距;获得的灰色GM(1,1)预测模型精度满足要求,可用于预测灌区内混凝土建筑物的力学性能。研究成果可以为寒旱灌区混凝土建筑的寿命预测与后期维护提供参考,也可为不同类型混凝土的各项性能预测提供研究方法。     

泵站正向进水结构流场特性多目标优化研究

为提高引黄灌区水源含沙提水泵站进水结构流场稳定性,对泵站原型(泥沙淤积前)进水结构设计参数进行耦合协同优化。选取甘肃省景电灌区典型正向进水泵站为研究对象,确定流场特性评价指标与进水结构设计参数,基于仿真智能算法(PSO-BPNN)和多岛遗传算法(MIGA)构建PSO-BPNN-MIGA耦合优化模型,通过Realizable k-ε湍流模型耦合考虑相间滑移的Mixture多相流模型对最优方案进行模拟。由耦合优化模型得到的最优设计方案(OPT)为：扩散角θ=26.30°、总宽度B=26.46 m、底部纵坡i=1∶2.3、悬空高度C=1.05 m、淹没深度h_s=1.38 m、后壁距T=0.57 m; OPT方案评价指标预测值和计算值的偏差率均在10.00%以内;OPT方案下泵站进水结构内未出现明显旋涡回流区,泥沙淤积强度和淤积范围明显减少、水流流速较小、流线较为均匀。优化模型在泵站原型进水结构协调优化中较为可靠,可实现参数区间内的全局连续寻优,所得最优方案整体优化效果较好。本文提出的研究思路与方法可为类似泵站工程设计参数耦合协同优化提供参考方法借鉴。     

超声波平测法在混凝土盐冻损伤检测中的应用研究

为了从损伤层厚度和损伤层平均应力变化的角度研究盐冻作用下混凝土耐久性能损伤劣化规律,将同一配合比的混凝土试块在室内进行快速侵蚀冻融试验后,运用超声波平测法检测并拟合不同冻融次数混凝土的未损伤层、损伤层时-距关系曲线,进而求出混凝土损伤层厚度h_f及损伤层平均应力f_d,并与试块损伤的实际检测结果进行比对。研究表明:应用超声波平测法检测计算得到的h_f、f_d能够反映出混凝土损伤劣化程度,试件随侵蚀时间增长,h_f呈现出逐渐增大,f_d呈现出逐渐减小的规律性变化趋势,不同冻融介质中hf的大小关系为3%NaCl3%NaCl+5%Na_2SO_45%Na_2SO_4清水,f_d的大小关系为清水5%Na_2SO_43%NaCl+5%Na_2SO_43%NaCl,检测计算结果与试验结果相符。相关研究可为寒旱地区混凝土耐久性能损伤劣化规律研究提供有益参考。     

一种新型的微波测距仪

本文介绍了一种新型的微波测距仪,该仪器可广泛应用于大地测量,地形测量,具有测距远,精度高等特点,本文分析了微波测距仪的测距原理,同时给出了测距仪的电路结构,工作过程和技术指标。     

早期受冻损伤混凝土强度预测模型研究及其配比优化

针对严寒地区水工混凝土建筑物在浇筑施工时易受早期冻害，并可能影响后期健康服役的问题，为研究早冻混凝土强度损伤规律并对其配比进行优化，利用RSM响应面法Box-Behnken(RSM-BBD)优化试验设计，并建立以水胶比、粉煤灰掺量、引气剂掺量为变量的RSM响应面模型；同时，构建一种GA-BPNN强度预测模型，实现早冻混凝土强度的精确预测。结果表明，与RSM模型相比，GA-BPNN模型有更精确的预测性能，且能更高效地优化配比设计；GA-BPNN强度预测模型的拟合优度R²和平均相对误差e_MRE分别为0.998 5、2.13%,最优配比强度预测值与试验值的相对误差约为1%,应用该模型可实现混凝土受冻强度推演及其配比的高效优化。