土工格栅加强下有砟铁路道床动力特性的离散元-有限元耦合分析

本文提出了一种可用于分析土工格栅与道砟颗粒间相互作用的离散元-有限元耦合方法。道砟颗粒采用镶嵌单元模拟,土工格栅采用梁单元计算,并在接触面上实现了离散元和有限元域间力学参数的传递。通过循环载荷作用下的计算,对比分析了土工格栅对道砟颗粒的加固性能。通过加筋后道砟颗粒的直剪试验进一步揭示了土工格栅加固作用的内在机理。结果表明：土工格栅可有效地降低有砟道床横向位移以及顶部沉降量,加筋后道砟材料的内聚力和摩擦角都有所提高。由此可见,土工格栅能够增加道砟颗粒间的自锁作用,提高道砟材料的强度,并有效地阻止剪切带从上部道砟箱向下部道砟箱贯穿。     

油罐地基加筋处理的一种近似分析

本文提出一种理论解配合参数调整的近似分析方法，对土工织物垫层处理油罐地基的变形特性进行理论分析，探讨其对油罐的影响，并分析土工织物加筋垫层的变形和应力，可供设计应用，具有一定实用价值     

土工织物加筋垫层处理油罐软基的双参数分析

结合大型油罐工程，本文提出一种理论解配合参数调整的近似分析方法，对土工织物垫层处理油罐地基的变形特性进行理论分析，探讨其对油罐的影响，并分析土工织物加筋垫层的变形和应力，可供设计应用，具有一定实用价值。     

聚合物注入能力的实验研究

聚合物驱油作为一种重要的三次采油方法,在国内外油气田开发中得到了广泛应用.聚合物驱油效果的好坏取决于多种因素,其中很重要的一个因素是聚合物的注入能力,这一因素直接决定了聚合物驱油的成败.本文利用实验方法研究了聚合物的分子质量、岩样的渗透率以及注入速度等因素对聚合物注入能力的影响.结果表明,聚合物溶液具有粘弹性,注入速度增大,注入性变差.同时聚合物分子量越大,岩心渗透率越低,聚合物注入性越差.对于孤岛中一区,平均孔隙半径与聚合物分子折算半径之比大于10时,聚合物可顺利注入地层.研究结果可用于指导现场聚合物的选取,从而有效保证聚合物的注入能力,使聚合物驱油达到预期效果.     

边坡变形的分布式光纤监测模拟试验研究

布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)作为一项新型光电传感监测技术,因其具有良好的抗干扰、长距离、可植入性和分布式监测的特点而被广泛应用于结构工程健康监测中。而直接将光纤布设在土体中则存在变形协调性差、易折断及空间定位难等问题。本次研究通过室内小比例尺模型试验,分别将光纤植入土工布和土工格栅等柔性复合材料中并一起铺设在边坡模型不同深度处,利用BOTDR监测边坡在外荷作用下的变形特征。试验结果表明,布设在土工格栅中的光纤稳定性最好; 土工布中的光纤变形协调性和敏感性优于土工格栅; 通过合理布置光纤能够对异常应变进行较为准确的识别和定位。试验初步验证了该方法应用于土质边坡变形监测的可行性。     

柔性桥台合理加筋间距的力学模型试验

桥头跳车是公路工程中普遍且复杂的问题，加筋土结构的柔性桥台的应用，可能在根本上避免错台的出现和桥头跳车的产生。然而，其加筋间距的确定具有较大的盲目性。对土工织物加筋柔性桥台进行了4组大模型结构力学试验，对不同加筋间距下柔性桥台的工程特性进行了详尽的对比分析。试验结果表明，土工织物加筋柔性桥台的合理间距为30—50cm。     

土工格栅路堤加筋效果的影响因素分析

土工格栅作为一种新型的土工合成材料,由于具有高强度、低延伸率等特点而被选作主要的路堤加筋材料,在路堤中适当位置加入土工格栅能有效地减少路堤的沉降和侧向变形。本文采用通用非线性有限元程序ABAQUS分析了加筋前后的路堤底部的竖向位移、堤址点垂线下地基深度的水平位移和地表的水平位移,计算中采用D rucker-Prager模型和C lay p las-tic ity模型模拟土体的非线性,土工格栅采用一维杆单元来模拟。通过对加筋层数、筋材模量、软基模量、填土高度和软土层厚度等影响加筋效果的因素进行对比分析,从计算结果分析可知,路堤加筋虽然对软土地基的竖向位移影响不大,但加筋能有效抑制侧向位移的发展,这样增大了路堤边坡的稳定性,分析结果与大多数实际工程的实测资料相吻合。     

单向连续竹纤维增强聚合物的拉伸性能

描述了一种单向连续竹纤维增强聚合物试件的制作工艺过程:研究了该型竹纤维增强复合材料的拉伸力学性能。将该性能与单向连续玻璃纤维增强聚合物的拉伸力学性能进行了比较,发现竹纤维增强聚合物的拉伸模量要明显高于玻璃纤维增强聚合物的对应值,而其拉伸强度和玻璃纤维增强聚合物的相当。同时发现竹纤维增强聚合物的纵向延展性较小,呈现一次性单界面脆性断裂状况,相对地,连续玻璃纤维增强聚合物的拉伸断裂是多次多界面分段断裂。     

两性离子聚合物润滑的研究进展

两性离子聚合物是指高分子链上含有相同数量阴、阳离子的有机高分子材料,其因强亲水性和反聚电解质效应而在润滑方面得到广泛研究. 一方面,两性离子聚合物可通过静电相互作用将润滑体系中的游离水吸附在材料表面,提高其润滑性能;另一方面,两性离子聚合物表面水合程度易受到润滑体系中盐离子类型和浓度影响,改变其润滑行为. 本文中首先介绍摩擦过程中存在的润滑形式,然后总结并分析两性离子聚合物结构及典型两性离子聚合物(例如磺酸根阴离子型两性离子聚合物、磷酸根阴离子型两性离子聚合物和羧酸根阴离子型两性离子聚合物)的润滑行为和机理,最后阐述和展望两性离子聚合物在润滑方面的研究存在的问题和前景.      

利用三维网络模型研究滞留聚合物微观分布规律

再利用地下滞留聚合物是聚合物驱之后进一步提高原油采收率的新途径。基于油水两相流网络模拟模型,综合考虑聚合物渗流机理建立起聚合物驱微观模拟模型。用微观数值模拟手段研究了地下滞留聚合物分布规律及影响因素,为有效地开采聚合物驱后剩余油、合理利用滞留地下聚合物提供必要的依据。模拟结果表明,由于吸附和捕集作用将引起大量聚合物滞留在孔喉中,滞留聚合物占注入聚合物的61.7%。总体上看,大孔喉中聚合物滞留量较大,但滞留聚合物浓度较小。孔喉半径和形状因子为聚合物滞留的主要影响因素,孔喉滞留聚合物浓度与孔喉半径和形状因子平方根的乘积成反比。     

微尺度泊肃叶流的高阶连续模型分析

分别从分子运动论及连续流理论出发,对体积力驱动的微尺度平面泊肃叶(Poiseuille)流的横向分布特征进行了分析. 分子水平模拟采用直接模拟蒙特卡罗(direct simulation Monte Carlo, DSMC)方法;连续流理论则主要考察了伯内特(Burnett)及超伯内特(Super-Burnett)等高阶连续模型,在平行流假设下,获得一组高阶非线性常微分方程,补充完整的边界条件,并应用龙格-库塔(Runge-Kutta)方法求解. 结果表明,即使对于过渡领域流动,高阶连续模型可以给出与DSMC 结果完全相符的压力分布,而速度分布当努森(Knudsen)数约为0.2时即在壁面开始出现偏差;对于温度的横向分布,伯内特模型回复到纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)水平,不能得到与DSMC一致的双峰结构,而超伯内特模型在滑移流动领域与DSMC定性相符,在过渡领域却仅能正确预测主流区温度分布,壁面附近差异明显;横向热流与纳维-斯托克斯模型预测接近,但机理上存在本质区别. 本文结果提示选用连续模型时,不仅要根据流动参数来判断,还可以根据所关注的物理量来进行调整,适度扩大连续模型的适用范围. 但即使采用高阶本构关系,连续模型仍然不能完全描述壁面附近区域的非平衡效应(如努森层效应),这是试图扩大连续模型适用范围时必然会遇到的困难.     

湍流边界层中马蹄形涡的形成方式

本文使用一种新的流动显示方法——激光片光运动法和几种实验技巧对湍流边界层中的马蹄形涡进行了观测,发现并描述了其形成的四种方式:二次不稳定式、组合式、变形式和突发式。对这四种马蹄形涡的形成及发展进行了研究和比较。实验结果表明,这些马蹄形涡在尺度、运动速度和变形上是有差别的。     

瀑布沟水电站库首右岸深部裂缝成因分析

水电工程常常建在高山峡谷地带,其天然岸坡通常由坡面向内有一个强卸荷带和弱卸荷带以及相应的强风化和弱风化带,内侧则为完整新鲜的岩石。对涉及的工程岸坡在正常卸荷带以内发育的一系列张性破裂或破裂带,称之为“深拉裂缝”。瀑布沟水电站库首右岸存在两个拉裂变形体,通过对其岸坡深部拉裂缝空间发育分布、变形特征的考察,综合分析造成深部裂缝发育规律与变形特征的因素。在此基础上提出,库首右岸深部拉裂缝是岸坡快速卸荷条件下浅表生改造的产物,其形成时期相当于河谷由宽谷深切为峡谷这一转换时期。     

纳米级变形的扫描隧道显微镜测量研究

提出了应用扫描隧道显微镜及利用物质原子结构测量纳米级变形的新方法，对高定向裂解石墨、单晶硅材料的纳米级变形进行了测量研究，得到了强激光辐照石墨的残余应变场，对拨原子后单晶硅形成的纳米裂纹附近区域的残余变形进行了分析     

INTERACTION MODEL OF THE ENCLOSED AIR AND THE OUTER MEMBRANE

将充气膜结构内充气体假定为势流,推导得到速度势表示的内充气体小幅波动方程,并采用Galerkin法离散得到内充气体的有限元动力学方程。引入界面协调条件,建立了内充气体结点速度势与外部膜材结点位移的关系,然后联立薄膜动力方程和气体动力学方程得到充气膜系统内充气体与外部膜材的共同作用理论模型。在该理论模型基础上,建立了两类典型充气结构的数值模型进行分析,通过将数值结果与试验结果对比,验证了共同作用理论模型的准确性和合理性。     

金沙江乌东德水电站区热水塘断层活动性研究

乌东德水电站预可行性研究阶段,陆车林、尖山包、河门口、白滩、三台子、乌东德六个比选坝址中,热水塘断层穿过其中河门口和白滩两个坝址。为了查明该断层规模、性状、活动性,作者在航片解译的基础上,经过野外验证和地质追踪调查,分析了沿断层带的地形地貌、地层岩性、岩溶发育特征,确定了该断层的性质。通过取岩样测年及显微构造等多种方法对断层的活动性进行了深入研究,认为该断层在中更新世前有一定的活动性,但后期活动性明显减弱,晚更新世后没有活动。综合地震资料分析,该断层不是工程活动断层,为坝址比选提供了重要依据。     

利用重正化群方法推导湍流二阶矩封闭模型

Rubinstein和Barton在他们的原始工作中，利用Yakhot-Orszag湍流重正化群方法对雷诺 应力输运方程中的速度-压力梯度项和各向同性回归过程进行了模拟. 文中分析了 其在理论推导过程中存在的数学物理上不自洽的问题及计算错误，并且利用重正化 群方法重新系统地对雷诺应力输运方程进行了模拟，计算得到的湍流常数理论值和 经验值相接近.     

由两组模态及相应频率构造Enler梁

本文以悬臂梁和两端铰支梁为例,讨论了由部分频率及相应的位移模态或应变模态确定Euler梁的截面物理参数这类问题,建立了解存在唯一的充要条件,提出了一种算法并做了算例,分析和计算都表明,求解这一问题用应变模态比用位移模态有利得多。     

旋翼尾流与地面干扰时地面涡现象的研究

用Ｎ－Ｓ方程对近地飞行时旋翼尾流与地面干扰时产生的地面涡现象进行了数值计算旋翼对流场的作用由分布在特定区域内的动量源项模拟结果表明，旋翼尾流撞到地面后的卷起和轴向流动的拉伸作用是形成地面涡的原因；地面边界层形成的二次分离涡向地面涡内输入（与尾流所携带的涡量）相反的涡量，而使地面涡保持平衡；地面涡的存在和运动使旋翼附近流场大大改变     

渤、黄海的底摩擦系数

利用伴随法，根据32个验潮站的水位观测资料来优化渤、黄海的底摩擦系数．所作的一系列数值模拟实验表明；利用伴随方法优化渤、黄海的底摩擦系数能够有效地减少数值模拟结果与观测结果的差异．