基于遇水膨胀橡胶的分层抽水管外止水新方法及其优化

分层抽水试验是水文地质勘探的重要技术内容。针对传统分层抽水管外止水方法效率低、可靠性及可控性差等难题,利用聚丙烯酸钠树脂的高吸水特性,开发了遇水膨胀橡胶,提出一种基于遇水膨胀橡胶的管外止水新方法,并采用响应面法对该新方法进行了优化研究。以吸水膨胀率为响应指标,通过Box-Behnken试验设计构建代理模型,探究不同工艺、工况参数及其交互作用对橡胶吸水膨胀性能的影响,达到优化工艺、预测工况的双重目的。结果表明:遇水膨胀橡胶的最佳工况和工艺参数组合为水溶液pH值7.0、吸水时间136 h、聚丙烯酸钠添加量61份、改性芳纶短纤维添加量4.5份。最后,研制了基于遇水膨胀橡胶的管外止水装置,经试验验证了所提方法的可行性,对地下水资源勘探利用具有工程应用价值。      

橡胶砂应力-应变特性三轴-单剪联合试验研究

橡胶砂作为一种环保的岩土材料有广泛的应用前景。应用三轴和单剪两种试验方法对2种固结压力下、7种配比橡胶砂的应力-应变特性、体变特性和模量衰减特性进行了对比研究,结果表明：随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂模量降低,应力-应变曲线向应变硬化型转变,线性关系增强;随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂剪胀特性减弱,剪缩增大;橡胶砂应力-应变关系可用扩展邓肯-张模型进行模拟,模型参数受橡胶颗粒含量影响的规律明显;随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂的静剪切模量Gs与剪应变? 曲线降低,而橡胶砂模量衰减曲线Gs /G0 -?（G0为初始剪切模量）向大应变方向偏移;三轴和单剪两种试验方法得到的橡胶砂应力-应变特性、体应变-剪应变规律类似,但试验参数明显受应力状态和应力路径的影响,两者的差异主要表现为三轴试验得到的应力-应变曲线和模量曲线高于单剪试验,产生这种差异的主要原因是由于前者的平均应力相对较大。试验还得到了橡胶砂初始模量随橡胶颗粒含量降低的经验关系。     

基于GIS技术的地面塌陷坑体积计算方法研究

本文通过地形测绘、三维激光扫描、无人机航测等方式获取某塌陷区塌陷前、后高程点云数据,利用GIS软件生成塌陷区原始和现状高程DEM数据,运用ArcGIS空间分析获取塌陷区各单元格顶底高差H_i,再乘以单元格面积得到每个以像元为底的小柱体体积V_i,再通过对塌陷区所有以像元为底的小柱体体积求和计算出塌陷坑体积V_Ω,将该技术应用到新疆维吾尔族自治区某地地面塌陷治理工程中塌陷坑体积计算,取得了较好的效果。经实际应用该方法不仅适用于塌陷坑体积计算、同时也适用于土方平衡计算。     

微生物胶结橡胶土性能试验研究

橡胶土都是一种常用的减震材料,但是强度较低.采用MICP技术胶结掺入3％以内的橡胶粉末砂土,试验研究了微生物胶结后橡胶砂土单轴抗压强度、循环加卸载作用特性及其微观结构.研究表明微生物胶结后横波波速和试样密度随橡胶含量增加而增加,其单轴抗压强度变化不大,受橡胶含量影响较小.随加卸载循环次数增加,微生物胶结橡胶粉末砂土阻尼...     

LRB基础隔震结构在极罕遇地震作用下的抗震性能研究

以典型的四层、六层和八层LRB(铅芯橡胶隔震支座)基础隔震结构为研究对象,通过大量的弹塑性时程分析,对极罕遇地震作用下的地震响应特点进行了分析;采用参数化方法,研究了隔震系统的力学性能参数和上部结构屈服强度比的变化对LRB基础隔震结构抗震性能的影响.结果表明:在极罕遇地震作用下,LRB基础隔震结构上部结构首层的层间位移...     

橡胶水泥土动力特性的试验研究

通过动三轴试验,研究了橡胶水泥土复合试样的动强度、动弹性模量和阻尼比等动力参数的变化规律,着重研究了橡胶粉掺量、围压和应变3个主要因素的影响并分析了内在机理。在围压不变的情况下,随着橡胶粉掺量的增大,橡胶水泥土复合试样动强度降低。围压越大,动强度越高,受橡胶粉掺量的影响越小。随着围压的增大,动弹性模量增大而阻尼比减小;随着橡胶粉掺量的增加,动弹性模量减小而阻尼比增大。通过数据拟合,得到了橡胶水泥土动弹性模量和阻尼比的计算公式。橡胶粉可以提高水泥土吸收能量的能力,采用橡胶水泥土作为地基处理材料时,能够起到减震的作用。     

基于FBG技术的土体含水率测量方法试验

亲水橡胶是一种水敏性高分子聚合物,具有吸水膨胀、失水收缩的特性,同时其弹性、强度和持水能力保持不变。通过胶黏封装方法,将亲水橡胶与光纤耦合,利用FBG光纤传感技术,精确测量由于亲水橡胶吸水膨胀、失水收缩导致的光纤拉伸和压缩形变,当橡胶与土体含水率达到动态平衡时,可以通过测量光纤形变得到土体含水率。通过试验验证了亲水橡胶体变与其含水率之间的线性相关性,且在反复试验中亲水橡胶吸水、失水的能力基本保持不变,表明亲水橡胶可以作为含水率感测的换能材料;建立了FBG传感器中心波长与亲水橡胶含水率之间的对应关系;通过对黏土含水率的测试,发现该含水率传感器的FBG中心波长与黏土试样含水率呈分段线性关系,表明利用该传感器监测土体含水率的方法具有可行性,不仅可以实现含水率的原位监测,而且还能得到含水率的空间分布及其随时间的实时变化情况,为土体工程性质的评价、地质灾害的预测预报提供依据,具有广泛的应用前景。     

地震作用下隔震简支梁桥碰撞反应的振动台试验

由地震引发的碰撞是影响桥梁地震反应以及造成桥梁破坏的重要因素。本文对地震作用下隔震简支梁桥的碰撞反应进行了振动台试验。设计制作1个两跨简支的隔震梁桥模型,试验研究了梁间隙、邻梁质量比、隔震支座类型等参数对桥梁碰撞反应的影响。试验结果表明邻梁间隙、邻梁质量比、隔震支座类型等参数对桥梁的碰撞反应有着显著的影响。邻梁间隙越大,碰撞次数越少;邻梁质量比越大,撞击力越大。铅芯橡胶支座比板式橡胶支座耗能能力更强,可以有效降低邻梁之间的撞击力甚至避免碰撞发生。从而为桥梁防碰撞设计提供了可靠的试验依据。     

基于GIS的库岸滑坡滑速计算方法

结合GIS(geographic information systems,地理信息系统)的空间数据处理能力,将潘家铮法从二维扩展到三维,提出一个基于栅格柱体单元的库岸滑坡滑速计算方法。建立了基于栅格柱体单元的三维滑坡滑速计算分析模型,给出了模型参数在GIS中的空间计算表达式。其次,通过对计算模型进行受力分析,结合牛顿运动定律,选取了沿滑体滑动方向和垂直方向来建立动力平衡方程,从而求解三维滑坡滑速。在GIS中开发出一个三维滑坡滑速计算扩展模块,并通过实例与潘家铮法所得结果进行对比。结果表明,该方法比潘家铮法计算的最大速度结果大15.2%,比启动加速度结果大32.8%,比达到最大速度的滑动时间短1 s。     

饱和橡胶砂动力特性动三轴试验研究

橡胶质轻、耐磨、渗透性好、减振性能优良,橡胶颗粒与砂土混合作为土工填料可被用于边坡、路基和垃圾填埋场中。通过室内动三轴试验研究了不同橡胶含量混合土的动强度特性及动孔压发展特性。结果表明：橡胶质量含量越高,混合土的抗液化强度越高,且混合土的液化强度曲线符合乘幂函数关系;考虑橡胶质量含量的影响,得到了归一化混合土液化强度曲线;初始应力比和橡胶含量对混合土动孔压比发展具有明显影响,建立了不同试验条件下动孔压比发展模型。试验发现,当初始动应力比超过0.4时,10%橡胶含量的混合土出现明显橡胶颗粒向上迁移现象。基于颗粒细观接触和颗粒运动状态,揭示了橡胶颗粒迁移机制。