2013, 35(2):1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.001 CSTR:
摘要:通过对某体育场刚性模型进行同步风洞试验,得到了环状悬挑屋盖上、下表面的风压时程。考虑了涡旋脱落和再附着的影响,对悬挑屋盖各区域的典型测点进行时域下的相关系数和频域下的相干函数分析,总结了该体育场悬挑屋盖表面的平行来流方向、垂直来流方向排列的测点之间的相关系数及相干函数的规律。对相干函数曲线进行了拟合,得到了该体育场屋盖各区域相干函数公式及参数,与Davenport的经典相干函数相比,建立的相干函数与之形式一致、对悬挑屋盖的拟合精度更高。
2013, 35(2):9-14. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.002 CSTR:
摘要:通过对压力型锚杆锚固段的受力分析,推导出了压力型锚杆锚固段的轴力分布和剪应力分布,以及锚固段长度的计算公式。并在此基础上进一步分析了压力型锚杆锚固段长度与岩土体弹性模量、泊松比、粘聚力以及内摩擦角等参数的关系。结果表明:锚固段长度随岩土体弹性模量、粘聚力和内摩擦角的增大而减小;随岩土体泊松比的增大几乎呈线性增加,但增幅极为有限;随拉拔荷载的增加而增加。
2013, 35(2):15-20. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.003 CSTR:
摘要:通过室内外试验探讨了非饱和粘土路基平衡湿度沿道路横断面的空间分布特征,并基于非饱和土力学基本理论,采用滤纸法测定了不同含水量土样的基质吸力,标定了反映含水量与基质吸力单值函数关系的土水特征曲线模型,建立了大气降水/蒸发影响区以外非饱和粘土路基平衡湿度的预估方法。研究结果表明,近中央分隔带和路肩处的上部路基土的平衡湿度受大气降水/蒸发的影响显著;大气降水/蒸发影响区以外的路基土平衡湿度主要受控于地下水位的影响;Fredlund&Xing模型可较好地表征非饱和粘性路基土湿度和基质吸力的相关关系,模型参数拟合结果具有较高的可靠性;地下水位控制区粘土路基平衡湿度预估结果与试验测试值之间具有较高的一致性,预估方法合理可靠。
林坤 , 刘红军 , Totoev Yuri
2013, 35(2):21-27. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.004 CSTR:
摘要:利用拟静力试验结果和有限元结果对干砌填充墙框架结构的受力机理进行分析。在充分考虑并联模型和等效斜支撑模型后,把钢筋混凝土框架及干砌填充墙抗侧力贡献单独分析,研究填充墙内砌块密度、摩擦系数及砌块层数等对结构抗侧力的影响。研究表明:1) 平面应力单元及界面单元能够模拟干砌填充墙的受力性能。根据该模型,试验对应工况下,无浆填充墙框架最终失效由框架破坏产生;2) 无浆填充墙抗侧力贡献主要源于内部砌块之间的相互摩擦力,且该抗侧力分为恒定段、加强段以及极限承载力3段;3) 提出了无浆填充墙抗侧力分段公式并得到了试验及有限元结果的验证。
2013, 35(2):28-32. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.005 CSTR:
摘要:对带沉渣的单桩在竖向静载作用下的沉降曲线进行分析,将桩的荷载沉降曲线分为3个阶段:开始的弹性直线阶段、中间的沉渣压实阶段以及最后的弹塑性破坏阶段,并分别对3个阶段的沉降特性进行数学描述,总结得出各阶段的数学模型表达式。采用最优化的计算方法进行参数计算,得出满足极限荷载定义的“理论极限荷载”计算公式的参数,结合室内单桩模型试验的结果进行对比,证实本模型的参数计算方法是可行的。
2013, 35(2):33-37. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.006 CSTR:
摘要:为了探讨h型抗滑桩加固滑坡体的作用机制,利用专门设计的物理模型试验装置,在室内进行了不同锚固深度、不同前后桩间距的抗滑桩模型试验。试验结果可以看出:粘聚力较大地层中h型抗滑桩前桩前侧抗力和后侧推力呈三角形分布,后桩的前侧抗力呈矩形分布,对于后桩的后侧推力试验中有抛物线、重心偏上的抛物线、矩形3种分布形式。由此可知,在确定粘聚力较大地层中h型抗滑桩结构计算图式时,前桩前侧抗力和后侧推力都可以按三角形分布计算,后桩前侧抗力按矩形分布计算,后桩后侧推力分布不仅要考虑滑体力学性质,还应根据抗滑桩锚固深度及前后桩间距具体分析。
2013, 35(2):38-45. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.007 CSTR:
摘要:为研究配置了细晶粒高强钢筋混凝土梁的受弯性能,制作了HRBF400、HRBF500级钢筋混凝土矩形截面梁各4根进行静力抗弯试验。研究表明HRBF筋混凝土梁在短期荷载作用下的最大裂缝宽度实测值满足规范要求,但计算值不满足。HRBF400级钢筋混凝土梁在正常使用条件下的挠度能满足规范要求,HRBF500级钢筋混凝土梁不能够满足规范要求。推导了HRBF筋混凝土梁在裂缝/挠度控制条件下的承载力计算公式,提出了构件承载力利用系数的概念,分析了钢筋强度、钢筋直径、混凝土强度、配筋率、混凝土保护层厚度、高跨比对构件承载力利用系数的影响。在经济配筋率范围内,HRBF筋混凝土梁的延性基本满足要求。HRBF筋混凝土梁的耗能能力在较低配筋率时与普通钢筋混凝土梁相近,但随着配筋率的提高,其耗能能力较普通钢筋混凝土梁降低的快。同配筋率下,HRBF筋混凝土梁在弹性阶段的耗能能力较普通钢筋混凝土梁要高,且随着配筋率的增大而提高。
2013, 35(2):46-51. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.008 CSTR:
摘要:基于带缝钢板剪力墙的基本受力特点和变形特征,提出了一种弹塑性简化分析模型,并分别定义了模型的几何参数与非线性参数。为验证简化模型的正确性,分别对带缝钢板剪力墙以及钢框架带缝钢板剪力墙结构进行Pushover分析。分析结果表明:简化模型计算得到的荷载位移曲线与试验及有限元分析结果较为接近,可反映带缝钢板剪力墙的主要受力特征;简化模型可较为准确地反映协同工作时墙板对周边框架的附加作用力。
2013, 35(2):52-60. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.009 CSTR:
摘要:针对梁端翼缘扩翼型节点抗震性能,在试验研究基础上通过建立有限元分析模型衍生设计了2组16个试件,采用Ansys有限元分析方法深入探讨了梁端翼缘扩翼型节点的扩大宽度、扩大长度等参数对节点极限荷载、延性性能等抗震性能影响。根据试验及有限元模拟的试件破坏结果,对容易导致节点断裂发生的薄弱环节的开裂可能性进行了评估,通过引入等效塑性应变指数,从理论上分析了梁端翼缘扩翼型节点的断裂机理。介绍了梁端翼缘扩翼型节点扩翼参数的设计方法。
2013, 35(2):61-65. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.010 CSTR:
摘要:针对大变形条件下承受水平荷载的单桩基础,采用沿深度线性增加并能较好的反映上部土体抵抗侧向变形能力的地基反力系数,及简化的土体弹塑性本构关系,推导出桩身变形和内力的计算公式,并用FORTRAN语言编制了计算程序。算例表明:桩的水平位移和弯矩随水平力和力矩的增加而非线性增大;桩身位移随距离地面的距离的增加而减小,距地面的距离超过10倍桩径时桩身响应极小,可忽略不计;桩顶约束是桩身响应沿桩身分布的重要影响因素;随着桩周土体力学性质的改善,桩的最大位移和最大弯矩均明显减小。计算值与现场实测值吻合度很高,且比已有解计算结果更优,所得解及程序是可靠的。
2013, 35(2):66-72. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.011 CSTR:
摘要:在研究玻璃幕墙热传递特点的基础上,基于一维稳态热传导理论,以中空玻璃为例建立了玻璃系统传热系数计算模型;基于二维稳态热传导理论和有限单元法,采用三节点三角形单元对二维温度场进行了离散,推导了单元热传导矩阵和温度载荷列阵,并推导了热对流、热流密度、辐射以及各种边界条件耦合作用下对单元热传导矩阵和温度载荷列阵的修正公式,建立了玻璃幕墙框及附加线传热系数计算模型。利用Visual C++和ObjectARX对AutoCAD进行了二次开发,研发了玻璃幕墙传热系数计算软件TJCW,并通过算例与LBNL系列软件计算结果进行比较,验证了所编软件的正确性和有效性。最后对某工程实例中玻璃幕墙传热系数进行了节能验算。研究结果表明:建立的传热系数计算模型能够正确的计算玻璃幕墙传热系数,基于该计算模型开发出的软件能够应用于实际工程的节能分析和计算中。
2013, 35(2):73-78. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.012 CSTR:
摘要:以住宅建筑火灾安全为研究背景,根据多室实体住宅建筑模型室内火灾升温及高温烟气流动影响的试验结果,重点讨论了起火房间尺寸、门洞尺寸及枢纽空间等3个主要空间构造因素对室内高温烟气流动影响。以质量守恒等相关热力学和流体力学基本概念建立了住宅空间单室尺寸与高温烟气分布的几何关系模型;利用动量守恒控制体法建立了开敞空间的开口尺寸与烟气扩散的关系模型。分析表明,住宅建筑火灾安全应充分考虑空间构造形式的影响;通过对烟气流动模式的独立房间尺寸设计和房间连通形式设计,可以有效地控制室内温度分布和烟气流动路径。
2013, 35(2):79-85. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.013 CSTR:
摘要:采用流体计算软件建立三维湖体模型,模拟设计日下湖体自然水温,用实测水温进行修正作为初始条件;根据别墅群全年逐时负荷的模拟结果,采用动态取排水温和水量作为边界条件;以典型气象年数据为基础,通过用户自定函数输入水面换热边界;分别对某别墅群水库水源热泵系统的排放水管网采用与雨水排水管网相结合的散点排水以及采用传统的集中排水方式进行了动态数值模拟,得到供冷季逐时排热工况下湖体温度场的分布情况,分散排水优势明显。分析模拟结果表明:集中排水方案水体周温升0.33 ℃,分散排水方案水体周温升0.16 ℃;水体水道狭长体积有限的区域在连续排水的情况下,有明显热累积现象。连续运行条件下,散点排水取水口水温的模拟结果表明:7~10月,位于常年水位4.6 m水深下的取水口取水温度在27~23.5 ℃之间,可实现热泵系统高效运行。
2013, 35(2):86-91. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.014 CSTR:
摘要:西藏地区太阳能资源非常丰富且冬季温度低,该地区非常适合大面积推广太阳能采暖系统,以达到节能减排的目的。但是由于实际大部分太阳能采暖工程,忽略了建筑围护对太阳能主动式采暖系统初投资与运行费用的影响,造成了太阳能主动式采暖系统初投资过高、太阳能保证率低。为了分析建筑热工性能对太阳能主动式采暖系统的影响,笔者利用数值模拟方法,将建筑热工性能与主动式太阳能采暖系统作为一个整体进行计算分析,利用初投资费用最低与全寿命周期总费用最低两个目标函数,对主动式太阳能采暖建筑热工性能的保温性能进行优化。结果表明,提高建筑围护结构热工性能,不仅可以降低太阳能采暖建筑的采暖运行费用,而且可降低整个系统的初投资。
2013, 35(2):92-99. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.015 CSTR:
摘要:以夏热冬冷地区某实际地埋管地源热泵系统为分析对象,对夏季采用冷却塔供冷而仅冬季采用地埋管和消防水池联合供热的系统运行参数进行了6 a测试。建立了地埋管三维管群模型,通过数值计算方法对地埋管周围岩土的温度分布进行了热平衡分析和计算。通过测试数据与理论计算结果进行对比分析,得到了影响大地自调节能力的影响因素。
2013, 35(2):100-104. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.016 CSTR:
摘要:根据实验研究结果,分析了屋顶绿化在被动式室内热环境状态下的热流特点。研究结果表明,不能采用等效热工参数评价其隔热性能。采用屋顶绿化实验方法,证明了屋顶绿化在室内人体可接受的热环境范围内存在着不向室内传热的临界温度状态。通过屋顶内表面热流与室内外温差的相关性分析,得出屋顶绿化的传热临界温度低于室外平均气温1.5℃。
2013, 35(2):105-112. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.017 CSTR:
摘要:对粤东地区农村住宅进行了448人次的热舒适现场调研,实测了室内空气温度、相对湿度、黑球温度和风速等热环境参数,并记录了热感觉、热可接受度、热期望。居民服装热阻与ET*呈二次多项式的关系。居民的热感觉与空气温度(ta)、操作温度(top)、新有效温度(ET*)呈较好的线性关系,由此建立了粤东地区农村居民的热感觉模型。模型显示,粤东地区农村居民夏季的中性温度分别为26.4℃(ta)、26.7℃(top)、28.5℃(ET*),80%可接受温度上限为29.0℃(ta)、29.4℃(top)、31.2℃(ET*)。此外,研究结果表明“灰空间”中的期望温度比“绝对空间”高0.6℃,说明使用者在灰空间比在绝对空间有更低的期望基准,现代农村住宅应保留传统建筑中设置适量灰空间的建筑特色。
2013, 35(2):113-117. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.018 CSTR:
摘要:以富含90%±2%纯度聚磷菌(PAOs)的强化生物除磷系统(EBPR)为研究对象,考察了10℃厌氧、10℃好氧、20℃厌氧、20℃好氧4种运行条件下PAOs的衰减特征。结果表明:温度越高对应衰减速率越快,4个系统在1~9 d里衰减速率的平均值分别为:10℃厌氧:0.053/d;10℃好氧:0.050/d;20℃厌氧:0.072/d;20℃好氧:0.145/d。其中4个系统由于细胞死亡引起的活性衰减速率分别为:10℃厌氧:0.019/d;10℃好氧:0.017/d;20℃厌氧:0.019/d;20℃好氧:0.03/d,占总活性衰减的比例分别为:35.8%、34%、26.4%、20.7%。在9 d饥饿衰减期间,污泥中所含PHA与糖原的量总体呈下降趋势。相同温度下,糖原在厌氧衰减过程中降解速率大于好氧;在同样的厌氧、好氧衰减条件下,温度越高糖原降解速率越快。
2013, 35(2):118-123. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.019 CSTR:
摘要:研究了低温下多点交替进水阶式A2/O(CMICAO)工艺阶段运行时间对污染物去除率的影响,探讨了DO、ORP以及pH状态参数与污染物去除率之间的关系。结果表明,水温8~10 ℃,泥龄13 d,水力停留时间16 h,污泥浓度2 680~3 560 mg/L,污泥回流比30%,阶段1至6的运行时间为3、2.5、2、3、2.5、2 h时,工艺出水TN、氨氮、NO3--N和TP浓度的平均值分别为10.1、1.1、7.4和0.8 mg/L。硝化反应结束时,pH由下降转为上升,ORP上升趋于平缓,DO上升趋缓;反硝化结束时,ORP曲线明显跌落,pH由上升趋于平缓并略有下降;释磷结束后ORP曲线由下降趋于平缓。降低前好氧池DO浓度,有助于同步硝化反硝化作用的发生,从而提高脱氮效率,节省能耗。
2013, 35(2):124-128. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.020 CSTR:
摘要:利用高钙粉煤灰研制地聚合物来固化/稳定重金属,采用静态和动态浸出试验研究了高钙粉煤灰地聚合物对重金属的固化/稳定效果,并进一步探索了重金属的迁移机制和长期安全性。研究表明:高钙粉煤灰地聚合物分别固化/稳定0.025%的铅,0.025%的铬和0.01%的汞后,经静态浸出试验,重金属浸出浓度远低于规定的上限值,且固化率均在98%以上。经动态浸出试验,重金属的实时浸出浓度低于规定的上限值,累积浸出浓度在72 h后趋于稳定;固化体中重金属的径向分布相似;重金属的有效扩散系数和浸出率非常低,长期安全性优良。
2013, 35(2):129-134. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.021 CSTR:
摘要:通过坍落扩展度、T500、U型仪和L型仪等测试方法探讨了不同水胶比、砂率及不同钢纤维掺量条件下,钢纤维自密实高强混凝土的制备技术,研究了不同条件下制备的钢纤维自密实高强混凝土力学性能。结果显示,在试验条件下,适宜水胶比及砂率条件下钢纤维混凝土满足自密实混凝土工作性能要求;随着钢纤维掺量的增加,钢纤维自密实混凝土的强度提高,混凝土流动性降低。研究制得的钢纤维高强混凝土在满足自密实性能要求条件下,抗压强度达到CF90技术要求,抗折强度>11.0 MPa。
2013, 35(2):135-140. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.022 CSTR:
摘要:采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、显微硬度和氮吸附等微观测试方法研究了再生细骨料及其混凝土的微观结构特征。研究结果表明:再生细骨料是一种组成复杂的、具有一定水化活性的和高渗透性的人造骨料,其主要矿物相为SiO2、CaCO3以及少量的C2S。再生细骨料混凝土内部水泥石孔隙较多,结构密实性较差,同时其与再生细骨料间存在较为明显的界面过渡区,该界面过渡区宽度较大,且界面过渡区两侧的骨料和水泥石的显微硬度均较低。再生细骨料的多孔结构,以及再生细骨料混凝土内部水泥石和界面过渡区微观结构缺陷是导致其大孔增多的主要原因,大孔的增多会对混凝土抗渗性产生不利影响。
2013, 35(2):141-146. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.023 CSTR:
摘要:采用响应面法对由硅藻土制取水玻璃的工艺进行优化,进而选择最佳工艺参数在常压干燥下成功合成了SiO2气凝胶材料。试验结果表明:当碱硅比为3∶10,NaOH溶液浓度为10%,反应温度为90℃时,水玻璃模数测定值与SiO2溶出率的加权平均值达到最大值79.91%;利用N2物理吸附、FESEM、TEM、FT-IR、TG/SDTA对气凝胶的基本性能和形貌结构进行了研究。结果表明,制备得到的气凝胶密度为0.132~0.143 g/m3,比表面积达755.5 m2/g,形貌为不规则纳米晶粒堆积而成的海绵状结构,孔径分布集中,经改性后的气凝胶的疏水性可保持到400℃左右。
2013, 35(2):147-152. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.024 CSTR:
摘要:以泡沫混凝土为高吸水性基体,研究了薄层纤维素醚改性水泥浆体在快速失水条件下的水化规律。从水泥浆体表面至与基体界面处,将水泥浆体平均分为3层,利用失水速度、含水率、XRD、FTIR和TG DSC DTG等测试方法对每层6 h、12 h、1 d和3 d的试样进行分析。结果表明:水化时间小于6 h时,各层水泥浆体快速失水,只在第2和第3层中检测到Ca(OH)2的特征衍射峰。当水化时间大于12 h时,失水速度显著降低,在3层水泥浆体中均可检测到Ca(OH)2的特征衍射峰,且从浆体表层至与基层界面处,水化产物衍射峰的强度不断增大,水化产物C-S-H凝胶中硅氧四面体的聚合态发生变化。随着水化时间延长,水化产物Ca(OH)2的衍射峰和振动峰不断增强。
2013, 35(2):153-158. DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.025 CSTR:
摘要:采用等温量热仪、热分析、扫描电镜等测试手段,研究了3种聚羧酸系超塑化剂(PCs)对硅酸三钙(C3S)水化行为的影响;采用总有机碳测定了不同分子结构的PCs在C3S颗粒上的吸附动力学。结果表明:PCs的掺入大大增加了C3S的诱导期;减缓了C3S的早期水化,但对水化后期发展有利,其中主链为马来酸酐的PC1对C3S水化3 d的减缓作用最强;共聚物大部分残留在孔隙液中,其所含的羧酸根含量与对C3S的减缓作用呈线性关系;对C3S诱导期的增加可能是改变了氢氧化钙的临界饱和度。
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