流态固化土基本物理力学性能试验与应用研究

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作者 王明 刘振忠 +2 位作者 薛泽 叶梓 陈龙 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第4期941-948,共8页

深基坑、管廊肥槽、桥涵台背等工程常需要进行回填作业,流态固化土由于其自密实、自流平、自硬化的优势,近年来得到广泛关注,具备替代传统碾压夯实回填材料的潜力。本文依托宁波西洪大桥某管廊回填工程,研究了不同固化剂配比下流态固化... 深基坑、管廊肥槽、桥涵台背等工程常需要进行回填作业,流态固化土由于其自密实、自流平、自硬化的优势,近年来得到广泛关注,具备替代传统碾压夯实回填材料的潜力。本文依托宁波西洪大桥某管廊回填工程,研究了不同固化剂配比下流态固化土的无侧限强度、渗透系数、压缩特性与流动特性,并且结合现场试验探讨了其工程应用的可行性。结果表明,添加减水剂组流态固化土的强度、渗透性等服役性能指标与施工和易性均显著提升。9%水泥掺量+1%膨胀剂+0.5%减水剂试样相较9%水泥掺量+1%膨胀剂试样的7 d无侧限抗压强度由0.79 MPa提升到1.36 MPa,上升了72%,渗透系数下降了20.6%,压缩模量提升了25.7%;该配比的拌合后含水率为64.6%,拥有180 mm的坍落度。减水剂能有效增加固化土中的水化产物总量,形成网状络合结构链接内部土颗粒,具备良好的支撑效应,提高胶凝材料的聚合度,保证其内部结构更为致密。现场试验发现,流态固化土7 d无侧限抗压强度达0.61 MPa,抗渗性能大幅提高,但较试验室数据性能损失近50%。 展开更多

关键词 流态固化土 废弃土 资源化利用 回填 现场试验

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长期循环温度下能源桩-土热传播特性研究 被引量：1

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作者 胡逸凡 陈龙 +2 位作者 张嘉乐 陈永辉 金格格 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期697-704,共8页

开展了桩长52.5 m、桩径1.05 m的能源桩-土热传导离心模型试验,揭示了三十个周期的冷热循环温度作用下能源桩-土传热规律,基于ABAQUS有限元数值模拟,建立了桩周土体温度场长期数值计算模型,并将其与离心模型试验结果进行了对比验证。结... 开展了桩长52.5 m、桩径1.05 m的能源桩-土热传导离心模型试验,揭示了三十个周期的冷热循环温度作用下能源桩-土传热规律,基于ABAQUS有限元数值模拟,建立了桩周土体温度场长期数值计算模型,并将其与离心模型试验结果进行了对比验证。结果表明:各循环温度区间变化模拟值与实测值整体波动具有很好的一致性,各周期内最大相对误差为5.6%,整体误差较小,验证了模型的合理性;长期冷热循环温度作用下,能源桩整体运行效率存在降低趋势;桩端土体的温度变化滞后于桩体中部区域土体,因此在进行能源桩内管道布设时可以考虑桩端部分区域内适当加密,提高能源桩的换热性能;热循环阶段,模拟值变温区峰值高于实测变温区峰值,而在冷循环末期,模拟值较小,且距桩不同距离位置处实测值相对应的变温时间区间,相较模拟值变温区间均存在一定程度的后延,且循环周期越多时间区间后延效应越明显。 展开更多

关键词 能源桩 离心机试验 冷热循环 温度场 数值模拟

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基于COMSOL的非饱和土中单桩垂直动力特性研究

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作者 叶梓 陈永辉 +3 位作者 孔纲强 陈庚 徐洁 胡楠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期46-52,共7页

浅层地表存在大量的非饱和土,其动力特性与饱和介质或单相介质相比存在明显的差异,而这部分非饱和土常常是与单桩接触的主要材料,对单桩的动力行为影响显著。该文考虑动力受荷单桩周边土体的非饱和特性,基于非饱和多孔弹性介质的波动方... 浅层地表存在大量的非饱和土,其动力特性与饱和介质或单相介质相比存在明显的差异,而这部分非饱和土常常是与单桩接触的主要材料,对单桩的动力行为影响显著。该文考虑动力受荷单桩周边土体的非饱和特性,基于非饱和多孔弹性介质的波动方程、单桩运动方程与边界条件,利用多物理仿真软件COMSOL中的偏微分方程模块构建了非饱和土与单桩动力相互作用的数学模型,并考虑土的成层性、横观各向同性和纵向非均质性。在与现有文献对比验证COMSOL模型正确性后,设计多组数值算例,讨论土体饱和度、地层非均质性等因素对单桩垂直动力阻抗的影响。 展开更多

关键词 非饱和土 单桩基础 动力阻抗 COMSOL软件

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砂土中能源桩承载力受热冷循环影响的离心机试验

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作者 陈龙 胡逸凡 +2 位作者 陈永辉 朱蕾 张体浪 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第1期83-92,共10页

为研究砂土中能源桩在热冷循环温度作用下的承载能力,开展不同密实度奉浦砂土中细长能源桩的离心机模型试验.试验中进行20次热—冷温度循环作用,获得能源桩轴力、侧摩阻力、单桩承载力等的变化规律,并进行对比研究.试验结果表明:随着温... 为研究砂土中能源桩在热冷循环温度作用下的承载能力,开展不同密实度奉浦砂土中细长能源桩的离心机模型试验.试验中进行20次热—冷温度循环作用,获得能源桩轴力、侧摩阻力、单桩承载力等的变化规律,并进行对比研究.试验结果表明:随着温度循环次数增加,能源桩桩身轴力均逐渐衰减并趋于稳定,且中密砂中能源桩最大轴力衰减值远高于密砂中能源桩;在热冷温度循环过程中,中密砂中能源桩桩身中下部存在中性点,在冷循环过程中中性点以上存在正的附加侧摩阻力,下部存在负的附加侧摩阻力,而在热循环过程中中性点以上存在负的附加侧摩阻力,下部存在正的附加侧摩阻力;密砂对能源桩下部存在明显的约束作用,使其在冷循环过程中全桩身相对桩周土体存在向下的位移趋势,产生全桩身正的附加侧摩阻力,而热循环过程中产生负的附加侧摩阻力;长期循环荷载作用使得能源桩的桩基承载力发生折减,与相应原型桩相比,埋设于中密砂和密砂中的能源桩承载力分别减小了7.3%和15.6%;密砂中的原型桩及能源桩承载力均高于中密砂中原型桩约11%;当实际工程中能源桩处于不同密实度的砂土层中时,需采取合理的措施,以满足能源桩的承载要求. 展开更多

关键词 能源桩 离心机试验 承载力 温度循环 密实度

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钢纤维分布与UHPC流变性的流-固耦合互馈机制

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作者 黄琤 田正宏 +1 位作者 沈雷 李路佳 《水电能源科学》 北大核心 2025年第7期114-118,共5页

鉴于UHPC是一种不透明的非均质流体,其内部钢纤维分布不可见,局部流变性能差异大,无法通过试验手段直接研究其内部钢纤维分布与UHPC流动性间的互馈关系。为此,基于光滑质点化流体力学-离散元方法(SPH-DEM)与非牛顿流体流变理论,建立了... 鉴于UHPC是一种不透明的非均质流体,其内部钢纤维分布不可见,局部流变性能差异大,无法通过试验手段直接研究其内部钢纤维分布与UHPC流动性间的互馈关系。为此,基于光滑质点化流体力学-离散元方法(SPH-DEM)与非牛顿流体流变理论,建立了精度高于96%超高性能混凝土(UHPC)数值模型,研究了钢纤维分布与UHPC流变性的互馈机制。结果表明,当钢纤维掺量小于0.6%时,钢纤维促进UHPC流动;当钢纤维掺量大于0.6%时,钢纤维阻碍UHPC流动;UHPC的粘附性则随钢纤维掺量的提高一直降低。同时,UHPC的流变行为也直接影响着钢纤维的分布模式,当UHPC流速小于某一特定剪切速率时,钢纤维呈网状分布;当UHPC流速大于该速率时,钢纤维朝向平行于UHPC流向,呈线性分布,该速率与钢纤维掺量的关系为y=-49.5x+129.9,R^(2)=0.92。 展开更多

关键词 超高性能混凝土 钢纤维 流变性能 分布 SPH-DEM 粘附力

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塑料排水板外土体淤堵的试验与固结计算方法研究 被引量：6

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作者 苏若宾 陈庚 +1 位作者 林民国 孙贝贝 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第12期5210-5216,共7页

塑料排水板(prefabricated vertical drain,PVD)处理深厚软基的固结计算是工程设计中的关键问题。为改进现有固结理论未能考虑长期排水固结过程中滤膜周围附土淤堵作用的不足,通过室内模型试验得到了塑料排水板长期固结过程中淤堵区渗... 塑料排水板(prefabricated vertical drain,PVD)处理深厚软基的固结计算是工程设计中的关键问题。为改进现有固结理论未能考虑长期排水固结过程中滤膜周围附土淤堵作用的不足,通过室内模型试验得到了塑料排水板长期固结过程中淤堵区渗透系数的自然对数与时间的线性关系,并在此基础之上推导了考虑密切影响区及普通影响区渗透系数随时间变化的等应变固结解。最后基于现场实测的固结度数据,对比了传统计算方法和改进方法的计算结果,发现改进方法的计算值的精度在固结后期比传统方法高了11.16%,论证了改进方法的有效性。 展开更多

关键词 深厚软基 塑料排水板(PVD) 长期排水固结 室内模型试验 淤堵作用

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基于锥角控制的下风向风力机功率调节策略 被引量：6

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作者 许波峰 石腾 +3 位作者 李振 肖航 马远卓 蔡新 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期747-753,共7页

针对中小型下风向风力机开展了功率调节策略研究.首先,对100 W下风向风力机进行了仿真计算和风洞实验,探究了下风向风力机的气动性能;然后,分析了风轮锥角对风力机输出功率和叶根载荷的影响机制,归纳出输出功率与锥角余弦值的三次方正相... 针对中小型下风向风力机开展了功率调节策略研究.首先,对100 W下风向风力机进行了仿真计算和风洞实验,探究了下风向风力机的气动性能;然后,分析了风轮锥角对风力机输出功率和叶根载荷的影响机制,归纳出输出功率与锥角余弦值的三次方正相关,叶根载荷与锥角余弦值的平方正相关;最后,形成了一套基于锥角控制的下风向风力机功率主/被动调节策略.研究结果表明:采用主动调节策略可在超额定风速运行时有效控制风轮输出功率,并可使叶根载荷极值降低14.2%;较控制前,采用被动调节策略可使得在超额定风速运行时,输出功率与额定功率的平均偏差减小20.84 W.两种调节策略皆可实现超额定风速运行时下风向风力机输出功率的有效控制. 展开更多

关键词 下风向风力机 气动性能 风轮锥角 功率调节 风洞实验

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基于图像处理的风电叶片损伤识别定位系统

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作者 石腾 许波峰 +3 位作者 汪亚洲 张金波 赵振宙 蔡新 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期565-571,共7页

设计一套基于图像处理的风电叶片损伤识别定位系统。首先,耦合图像滤波、分割和形态学处理等图像处理算法实现损伤区域的检测识别;然后,基于多边形拟合结果,结合质心定位算法和外接矩形的位置坐标实现叶片损伤的精确定位;最后,依据提取... 设计一套基于图像处理的风电叶片损伤识别定位系统。首先,耦合图像滤波、分割和形态学处理等图像处理算法实现损伤区域的检测识别;然后,基于多边形拟合结果,结合质心定位算法和外接矩形的位置坐标实现叶片损伤的精确定位;最后,依据提取到的基础几何特征、形状因子和长短径之比等图像特征实现叶片损伤类型的准确判断;通过对比不同光照条件下的叶片损伤检测效果,验证了本系统具有一定的自适应能力。试验表明,本系统的平均检测准确率为90%,具备一定的可靠性和稳定性。 展开更多

关键词 风电叶片 图像处理 损伤检测 识别定位系统

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滩涂地区预压作用下人工硬壳层对桥梁桩基的影响分析: 以浙江省十一塘高速为例

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作者 李赟 陈龙 +2 位作者 谢晨雷 陈永辉 黄磊 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第12期5088-5095,共8页

滩涂地区深厚的软土地质条件给现浇箱梁的施工带来了较大挑战,依托浙江省十一塘高速公路一期工程,研究预压荷载作用下人工就地固化硬壳层对桥梁桩基的影响。基于土体硬化模型建立三维数值计算模型,对比不同硬壳层深度下桩身轴力、侧摩... 滩涂地区深厚的软土地质条件给现浇箱梁的施工带来了较大挑战,依托浙江省十一塘高速公路一期工程,研究预压荷载作用下人工就地固化硬壳层对桥梁桩基的影响。基于土体硬化模型建立三维数值计算模型,对比不同硬壳层深度下桩身轴力、侧摩阻力和水平位移的变化规律,结果表明:当硬壳层厚度为2 m时,桩身轴力减少约16%且硬壳层的厚度会改变负摩阻力的传递深度,表现为硬壳层厚度越厚桩侧阻力中性点越往上移。此外,在一定深度影响范围内,硬壳层能够有效控制桩顶和不同深度处桩身水平位移,硬壳层厚度越大,桩顶水平位移越小。最后通过分析土体模量对桩身水平位移的影响发现,桩身水平位移会随该层土压缩模量的增大而减小且土体卸载/再加载刚度模量E_(ur)的影响高于土体偏量加载刚度模量E_(50)及土体侧限压缩刚度模量E_(eod)的影响。 展开更多

关键词 滩涂 就地固化 满堂支架 桩身侧移 压缩模量

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基于非线性气弹模型的风力机长柔性叶片优化方法

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作者 张祯 许波峰 +3 位作者 李振 范星星 李奎 汪亚洲 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第6期642-648,共7页

当前大型风力机叶片朝着更长更柔的方向发展,其气动、结构综合性能优化对机组降本增效尤为关键。针对长柔性叶片的非线性特点,采用变步长变形差分法对线性欧拉-伯努利梁模型进行了非线性修正,基于修正的非线性结构模型与叶素动量理论耦... 当前大型风力机叶片朝着更长更柔的方向发展,其气动、结构综合性能优化对机组降本增效尤为关键。针对长柔性叶片的非线性特点,采用变步长变形差分法对线性欧拉-伯努利梁模型进行了非线性修正,基于修正的非线性结构模型与叶素动量理论耦合建立了一种兼顾仿真精度与效率的非线性气弹模型。以单机年发电量最大和叶根挥舞弯矩最小为优化目标,采用快速非支配排序遗传算法第二版对DTU 10 MW风力机叶片进行气动-结构一体化优化。通过分析得出非线性气弹模型作为评价函数比线性气弹模型作为评价函数的优化结果综合性能更优,在提升年发电量的基础上,叶根挥舞弯矩均有所降低。 展开更多

关键词 长柔性叶片 优化设计 非线性 气弹模型 遗传算法

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矿渣掺量对热养护粉煤灰基地聚物收缩和抗压强度的影响及机理分析 被引量：1

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作者 郭红丽 白鹏翔 +3 位作者 洪淼 朱飞鹏 胡丰 雷冬 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第12期4389-4398,4426,共11页

本文通过数字图像相关(DIC)方法研究了0%、10%、20%、30%、40%、50%六种矿渣掺量(质量分数,下同)对粉煤灰基地聚物(FAGP)混凝土热养护过程中收缩的影响,测试了热养护后混凝土和净浆的抗压强度,并且结合同步热分析(TGA-DSC)、X射线衍射(X... 本文通过数字图像相关(DIC)方法研究了0%、10%、20%、30%、40%、50%六种矿渣掺量(质量分数,下同)对粉煤灰基地聚物(FAGP)混凝土热养护过程中收缩的影响,测试了热养护后混凝土和净浆的抗压强度,并且结合同步热分析(TGA-DSC)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对微观机理进行了分析。结果表明:随着矿渣掺量的增加,FAGP的收缩量和收缩速率均先减小后增大,抗压强度先增大后减小,水化程度增大,微裂缝数量增加;当矿渣掺量为40%时,FAGP混凝土的收缩量最小,抗压强度最大;当矿渣掺量较低时,地聚物水化程度小,微裂缝少,地聚物收缩的主要原因是热养护初期的弹性模量较低;当矿渣掺量较高时,地聚物水化程度大,微裂缝较多,地聚物收缩主要由较强烈的化学反应引起。 展开更多

关键词 数字图像相关方法 矿渣 粉煤灰基地聚物 热养护 收缩 抗压强度

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基于FPGA的船舶污水集成化处理系统 被引量：1

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作者 徐宽 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第15期181-184,共4页

船舶污水处理对于保护水环境具有非常重要的作用,传统的船舶污水处理系统缺乏集成化功能,不能和其他系统联动。船舶污水集成化处理系统可以对污水参数进行测量,同时还可以控制风机、污泥泵等对污水进行处理。本文提出一种基于FPGA的船... 船舶污水处理对于保护水环境具有非常重要的作用,传统的船舶污水处理系统缺乏集成化功能,不能和其他系统联动。船舶污水集成化处理系统可以对污水参数进行测量,同时还可以控制风机、污泥泵等对污水进行处理。本文提出一种基于FPGA的船舶污水集成化处理系统,根据船舶污水处理的基本原理,设计系统的整体结构,重点阐述了传感监控模块实现的原理,最后对系统进行了测试。测试结果表明,经过处理后的船舶污水COD值和BOD值均符合船舶污水排放标准。本文设计的系统具有良好的实时性和集成性。 展开更多

关键词 FPGA 污水处理 集成化 船舶 传感器

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