冻融循环下含节理类岩石试样剪切破坏特性

为探究冻融循环对节理岩石抗剪力学特性的影响,针对冻融循环前后不同连通率节理岩石试样进行剪切特性试验,探究了节理试样的剪切破坏机制,对比分析了冻融前后节理试样抗剪强度的衰减趋势,分析了黏聚力及内摩擦角随岩石试样剪切破坏面分形维数的变化规律。结果表明：随冻融循环次数的增加,节理试样剪切应力-位移曲线发生显著变化,峰值剪应力出现明显下降,黏聚力及内摩擦角对比冻融前试样出现明显劣化,并且随节理试样连通率的增加,劣化程度加剧;在节理连通率相同时,随冻融循环次数的增加,剪切破坏面的分形维数呈现近指数函数递增的趋势,随分形维数的增加,节理试样的黏聚力损伤因子、内摩擦损伤因子也呈现指数函数增加的趋势;在冻融循环次数相同时,内摩擦角损伤因子随节理连通率的增大呈先减小后增大的趋势,而黏聚力损伤因子在冻融循环次数为30次前后分别呈递增和先减后增的趋势。     

坡面薄层流水动力学特性的实验研究

采用变坡实验水槽研究了坡面薄层水流水动力学特性——流态、流速、水深及阻力系数随流量和坡度的变化规律,实验坡度5°～25°、单宽流量为0.625×10-3～12.5×10-3m3/(s·m).研究结果表明,坡面薄层水流流态与水深密切相关,坡面流的流态基本上呈过渡流和紊流;薄层水流平均流速、水深和Darcy-Weisbach阻力系数主要受流量控制,坡度的影响并不显著,其关系均可用流量和坡度的幂函数形式模拟,相关系数(R2)分别为0.98、0.97和0.95,去掉坡度后相关系数分别下降7%、16%和3%.随着雷诺数的增大,Darcy-Weisbach阻力系数下降.当单宽流量小于0.008m3/(s·m)时,坡度对阻力系数的影响较为显著;当流量大于0.008m3/(s·m)时,阻力系数基本受流量控制.随着流量增大,阻力系数呈幂函数形式递减.     

横山水库除险加固工程的安全论证——土工膜与结构面摩擦试验

土工膜是工程防渗处理的一种主要材料[1]。斜坡面上土工膜与结构面的抗滑稳定直接影响到工程的安全运行。摩擦试验模拟了现场施工和运行情况,得到土工膜与结构面的抗滑剪力和摩擦系数,对工程的安全进行了论证。     

桩-岩摩擦黏着特性的试验与分析

研究桩与岩石的侧摩阻力组成及影响因素,有助于准确地把握桩与岩石的侧摩阻力取值原则。在对桩与岩层的摩擦黏着机制分析的基础上,指出界面力与岩层抗剪力的区别,并提出岩层的极限侧摩阻力由界面强度及岩石强度两者较弱一方决定的观点。进行了中风化岩中4组混凝土短桩的抗压及抗拔极限摩阻力对比试验,获得了相应的极限侧摩阻力值以及抗拔与抗压极限侧摩阻力值的比值。抗拔时由于上部岩层对桩侧岩层的约束作用较弱,会使侧摩阻力相对抗压时有较大降低。通过有限元计算及其与试验值的比较分析,研究短桩与岩层的界面强度条件,发现岩层和混凝土灌注桩间的侧摩阻力中界面黏着力占很大比例。     

热-机碎岩孕镶金刚石钻头的设计及试验研究

为提高钻进效率,合理利用钻进过程中产生的热量,本文采用摩擦热能辅助机械能碎岩（简称：热-机碎岩）的方法,将氮化硅作为摩擦元件引入孕镶金刚石钻头中,以提高钻头工作层的钻进性能。本文通过对钻头水口、摩擦元件的尺寸计算,钻头胎体、结构的设计,制造了一种新型热-机碎岩孕镶金刚石钻头（简称：热-机碎岩钻头）,并与常规六水口钻头和三水口钻头开展了室内钻进试验对比。结果表明,与六水口钻头和三水口钻头相比,热-机碎岩钻头加入摩擦元件后能够因摩擦生热而使岩石产生弱化作用,钻头钻速提高,在相同钻井液流量下最高可比六水口钻头的机械钻速高33.3%。热-机碎岩钻头胎体的磨损程度比三水口钻头小,热-机碎岩钻头可用于强研磨性地层的钻进。     

三峡水库调节典型时段对鄱阳湖湿地水情特征的影响

三峡工程建成运行将改变下游的水文过程,影响通江湖泊湿地生态系统.本文选取水文情势变化大且可能对植被乍长产生较大影响的汛末蓄水和汛前腾空两个时段,运用长江中游江湖耦合水动力模型计算了三峡水库不同凋节流量下湖泊水位变化特征,并结合湖泊高程和面积关系曲线,分析了不同增减下泄流量对洲滩湿地淹没出露的影响.结果表明,三峡水库汛末...     

飞来峡水利枢纽库区动态纳污能力计算研究

根据飞来峡水利枢纽库区水流及水质特点,选取不同设计流量,建立二维水流水质模型。通过水槽实验,拟合水质衰减系数与流速的关系曲线,以获取模型水质计算参数。研究结果表明:通过概化排污口排污量与混合带长度响应关系计算,确定各排污口混合带长度在1 300~2 500m之间;在90%最枯月、50%最枯月及多年平均流量水文条件下,飞来峡库区干流水域COD纳污能力分别为162 107.7t、199 220.2t及372 104.3t;NH3-N纳污能力分别为2 757.4t、3 408.4t和6 276.4t;飞来峡库湾的纳污能力远小于库区干流水域,库湾COD纳污能力仅相当于干流的25%,NH3-N纳污能力仅相当于干流的5%;飞来峡库区纳污能力年内逐月差异显著,其中汛期(4~9月)纳污能力较大,COD、NH3-N纳污能力约占全年纳污能力的58%,飞来峡库区年内月纳污能力与月平均流量呈现较好的正相关关系。     

持续变刚度摩擦型阻尼器

文中提出了一种具有持续可变滑移后刚度的摩擦型阻尼器。与传统摩擦阻尼器相比,这种阻尼器的滑移后刚度随变形增加而持续增长,承载能力显著提高。使用者可以根据不同地震水平下的性能目标调整输出力的大小,因此也为不同目标值下的结构控制提供了一种切实可行的方法。阻尼器采用套筒-活塞式结构,摩擦片通过橡胶层固化到活塞上,橡胶层同时为摩擦片提供面压。摩擦片与套筒内壁形成滑移面,该滑移面的内径沿轴向呈曲线变化,理论分析、数值模拟与试验结果表明,抛物线形的滑移面可提供呈三次函数关系的力与位移关系曲线,持续增长的刚度和出力,有利于改善结构的抗倒塌性能。     

设置抗拔型三重摩擦摆隔震支座框架结构地震响应分析

抗拔型三重摩擦摆隔震支座是一种新型隔震支座。以框架结构为例,利用ANSYS软件建立了6层和10层普通抗震结构和带该支座的基础隔震结构模型;通过模态分析,得到了结构的自振周期;通过地震响应分析,提取了6层框架隔震层和顶层的位移、加速度和剪力时程曲线,并提取了不同层数不同结构类型的各层间位移、加速度幅值。结果表明：与抗震结构相比,基础隔震结构周期显著增大;隔震结构的变形主要集中在隔震层,隔震层以上的结构基本为整体平动,结构的地震位移反应得到了有效的减小;采用抗拔型三重摩擦摆隔震支座能降低结构地震加速度反应;设置抗拔型三重摩擦摆隔震支座的多层数隔震结构的能量衰减不如低层数的隔震结构迅速。     

Effects of Temperature and Humidity upon the Entrainment of Sedimentary Particles by Wind

Aeolian transport of sedimentary particles is a well-recognized phenomenon in cold regions, but the effect of low temperature (T) and specific humidity (q) upon particle entrainment has not previously been investigated. This study reports on wind-tunnel experiments (-12 °C T 32 °C, and 1 g kg^-1 q 10 g kg^-1) that suggest the aerodynamic drag required to entrain sand sized particles can be 30% lower in cold or high latitude settings, as compared to hot deserts. For any given regional wind velocity, this effect will increase the wind strength index and thereby the proportion of time a surface is active at low temperature.The influence of air temperature and humidity upon the threshold for particle motion is determined by three physical processes: (1) The effect of air viscosity and density on the fluid drag force acting to dislodge sedimentary particles; (2) the effect of viscosity on the turbulent wake shed from these particles, and the frequency and magnitude of burst-sweep events; and (3) the development of inter-particle cohesion via adsorbed water. This study considers the relative importance of each of these processes. The threshold friction velocity model of Shao and Lu is revised to incorporate the inter-particle force associated with hygroscopic water. It is found to perform well when tested against the experimental data obtained for this study.