碱性材料对红土结构的侵蚀及危害

水泥等碱性物质大量用于加固岩土工程,但红土结构在使用碱性材料加固后经济寿命反而明显缩短,其相关机制亟待明确。基于材料的化学分析和加速寿命实验原理,采用不同浓度的过饱和碱液恒温浸泡红土,模拟碱性加固材料对红土侵蚀的不同时长;然后检测红土被侵蚀后渗液中有效离子的浓度变化,显微观测红土颗粒和孔隙的劣化趋势,揭示碱性物质对红土结构的缓慢破坏机理。对比试验表明:碱性加固材料加速了红土中倍半氧化物、硅酸根等支撑物质的变异和流失;土颗粒的胶结物、包裹层、填充物均遭受了明显破坏,颗粒级配严重失衡。碱性物质还逐渐改变了倍半氧化物的表面电性,使硅溶胶、氧化铝等粘结成分变质,导致酸碱接触带附近的红土分崩离析。化学反应的生成物被压力渗水带出后,在土工结构中形成了大量的微架空和细观通道,并导致红土的工程指标劣化,诱发渗透破坏和溃塌灾难。     

海洋原油外输软管拉伸刚度影响参数研究

海洋原油外输软管广泛用于海上FPSO和油轮的原油外输,软管在海洋环境作用下会受到轴向拉力,拉伸刚度是影响轴向受力的关键结构性能参数。根据《API SPEC 17K》标准和《GMPHOM2009》规范的要求,需要确定软管的拉伸刚度。基于Rebar方法定义海洋原油外输软管的帘线增强层,利用有限元软件ABAQUS建立某国产海洋原油外输软管的轴向拉伸模型,并计算不同结构参数条件下的软管拉伸刚度。计算结果表明：帘线增强层是海洋原油外输软管的主要抗拉伸结构层,帘线铺设角度越小其拉伸刚度越大,软管抗拉伸能力对帘线层数比较敏感,帘线层数越多软管抗拉伸能力越强;螺旋钢筋层的钢筋直径和螺距在一定程度的拉力范围内与软管的拉伸刚度保持良好的线性关系,软管的拉伸刚度随着钢筋直径的增大而增大,随着螺距的增大而减小。研究结果可为海洋原油外输软管的结构设计和实际应用提供参考。