多高层钢结构耐火性能的子结构分析模型与分析方法

基于整体钢结构在局部火灾下的反应规律,将高层钢结构的初始倒塌破坏类型进行了分类(中间柱初始倒塌、边柱初始倒塌以及梁柱同时倒塌),根据整体结构约束影响和荷载影响,提出局部火灾下多高层钢结构耐火性能分析的相应子结构分析模型及其分析方法。子结构模型的边界充分考虑周围约束的影响,尤其是周围梁和上层柱构件以及层数的影响。针对不同类型的子结构模型,通过建立相应的具体子结构有限元模型,合理考虑边界条件的影响。最后基于建立的数值模型,研究了子结构的火灾反应规律与破坏机理,并与整体结构的分析结果进行了比较,结果表明:子结构分析模型与分析方法可以合理准确地分析整体结构的耐火性能。     

两种不同的恒载升温方式下的钢材破坏机理分析

通过对我国建筑结构用钢在拉伸和压缩两种方式下的恒载升温试验,进行了5次受拉试件和2次受压试件的对比研究,根据试验中材料的各自变形规律,对其破坏机理进行了理论分析;从材料屈服的定义出发,给出了恒载升温拉伸试验中的参数(对应温度下的临界荷载水平),并与恒载升温压缩试验中的参数项进行了对比,指出受压构件和受拉构件的高温屈服强度是不同的,因此在钢结构建筑的耐火设计中应分别取不同的安全系数。     

复合填料热传导过程数值模拟

复合填料由废铸砂、粉煤灰、聚苯乙烯（EPS）颗粒、水泥和水按一定质量比例混合制成,具有低导热性、抗冻胀和轻质特性。根据热阻力法则和比等效导热系数相等法则,将材料视为由大量正方形单元体组成,其中心为一个球形EPS颗粒,这种单元体与总体的导热系数相等。运用AN SY S软件对复合填料单元体的传热过程进行了有限元模拟,根据瞬态法导热系数测试原理,推求不同EPS掺入比情况下的复合填料导热系数,分析EPS颗粒与导热系数的关系,发现材料导热系数随着EPS掺入比的增加而快速降低。将材料导热系数数值模拟与实测结果作比较,发现有限元模拟值与实测值接近,说明采用有限元方法可以实现对材料传热过程的模拟。     

深冷环境下海水冷冻淡化性能试验研究

提出利用液态天然气(LNG)冷能实现海水冷冻淡化,针对LNG的储运工艺,开展海水在超低温环境下的过冷度、结晶、脱盐等机理研究。试验测试了海水在电导率为20～40 mS/cm、冷冻温度为-30～-80℃冷冻条件下,制冰率、制冰速率、脱盐率等性能指标,并分析了影响各性能指标的因素,得出了超低温工况下系统最优过程参数。该研究结果为基于LNG冷能实现海水冷冻淡化的工程设计提供了必要的技术基础和设计依据。     

自升式平台桩基土体变形规律与破坏机理分析

研究自升式平台桩基土体的变形规律与失稳机理,对合理评价平台桩基的稳定性具有十分重要的意义。本文基于Galerkin数值分析方法,采用网格重绘与插值技术,利用Abaqus/Stand的牛顿求解方法对平台插桩过程进行大变形分析,较为准确地研究了边界非线性对土体变形规律与破坏机理的影响。通过Abaqus二次开发接口,合理地模拟了桩土界面摩擦特性,以及海床土层剪切强度沿深度非均匀变化特性对海床极限承载能力和破坏机理的影响。揭示了插桩过程中桩周土体的变形规律与失稳模式,给出了插桩入泥深度与极限承载力曲线,并将计算结果同Skempton、Hansen等计算公式进行了合理对比。结果表明:本文给出的桩基土体变形规律与破坏机理,能够较为合理地揭示自升式平台插桩过程中海床土体的大变形特性,以及较为合理地评估自升式平台桩基极限承载能力。     

百色昌盛九矿“9·26”溃水事故机理及防治措施

文章对昌盛九矿溃水事故机理进行了分析,分析认为此次事故表面上看是暴雨形成的洪水致地面塌陷所致,实则成因复杂,既有历史原因,也有地层结构和管理措施缺失的原因,并提出防止类似事故发生的防治措施。     

山东省平邑左庄石膏矿区非采空致塌机理与治理方法

平邑左庄石膏矿区曾发生过3次地面塌陷,但井下实地调查发现,该矿区地面塌陷并非地下采空塌陷波及地表后而引发的地面塌陷。根据矿区地质环境条件、采矿方法及井巷工程布置等因素,分析认为地面塌陷原因是矿山布置的第一开采中段未预留出足够的顶柱厚度,致使井下回采时揭穿矿房顶柱接触到上覆第四纪松散盖层,第四纪孔隙水携带泥砂泄入矿坑发生潜蚀作用,在矿房顶柱与第四纪松散盖层之间形成"天窗式"砂漏,第四纪松散盖层中逐渐形成土洞,土洞扩大并塌陷后引发地面塌陷。     

季节性冻融对盐荒地水盐运移的影响及调控

季节性冻融是干旱区土壤盐碱化形成的主要驱动因子,但冻融过程中土壤水盐耦合关系及热量调控机理仍不清楚。通过分析2009年11月～2010年5月新疆玛纳斯河流域典型盐荒地季节性冻融过程中土壤剖面160 cm以内的水分、盐分和温度动态变化,探讨了不同土层冻融过程中水热盐的耦合关系。结果表明：土壤最大冻结深度为150 cm左右,表土层（0～40 cm）温度与气温关系密切;土壤剖面水分呈现“C”型垂直分布,表土层和底土层（100～160 cm）含水量较大,而心土层（40～100 cm）含水量不足10%,土层平均含水率在冻融前期增加了12.91%,而在初蒸期减少了10.01%;土壤剖面盐分在冻结期和初蒸期表聚作用明显,心土层和底土层含盐量稳定,土壤剖面含盐量表现为“积盐-脱盐-再积盐”的变化过程。水热盐之间具有高度协同性,心土层和底土层表现为水盐相随、而表土层为水去盐留的耦合特征,热量传输是调控水盐运移的关键因素。     

珠江河口咸潮问题之我见

咸潮只是河口偏于向陆一侧盐度较低（0.5~10）的那一部分盐淡混合或冲淡水体,不宜将河口“咸水”和海洋“盐水”等同或混为一谈;视“咸潮上溯”为“盐水入侵”欠当。咸潮上溯为河口自身物质的随潮运动,基本上是一种被动的行为。咸潮上溯之动力机理,与河口水、盐物质于一年、一月和一天中随潮在河口的进出、“排”“蓄”循环运动过程有关。小潮向中潮变化时期（一月中）及其初落时段（一天中）,河口正处于由“蓄”（进）转“排”（出）阶段,其时表“排”（淡水）、底“蓄”（咸水）,水体高度呈层,受异重流的影响,底部咸潮进一步上溯“冲刺”达盐度最大值。大潮向中潮变化时的压咸效果最佳。     

单层土体结构岩溶土洞的形成机理

岩溶土洞是岩溶区工程路基施工中的主要地质灾害。本文首先对广西桂林阳朔高速公路雁山段、西气东输二线工程广西贵港段两个典型工程路基单层土体结构的岩溶土洞进行详细剖析,然后通过室内模型试验、崩解试验的验证,研究岩溶土洞的形成机理。结果表明:单层土体结构的岩溶土洞发育是先从基岩面逐渐往地面发展,在发展过程中,对于较厚的土层,岩溶土洞的发育与扩展分为3个阶段:(1)基岩面附近的土洞形成与地下水位的承压状态和地下水位初始下降速度密切相关,土洞的形态主要以缝(洞)的形式出现,规模较小,多形成于土体中的裂隙面或非均质部位;(2)在地下水包气带(季节变动带)土洞的扩展以崩解为主,规模较大;(3)近地表(垂直渗入带)土洞扩展机制以上部降雨入渗、洞顶剥落为主,崩塌块体较大。