- 苏凯;周小阳;杨风威;耿波;王美斋;
在TBM输水隧洞衬砌管片拼装过程中,管片结构形式对于施工效率及难度的影响显著。作为一种新型管片,平行四边形管片能使衬砌达到自然错缝的效果,保证施工进度;但由于管片间接缝与隧洞轴线存在楔角,在拼装过程中可能承受较大压力,进而导致管片损坏。因此,考虑在单护盾模式下衬砌拼装过程中增加千斤顶推力,建立三维地层-衬砌数值模型,分析平行四边形管片的受力特点。研究发现,管片接缝附近应力集中,且应力值较大;接缝开度和压力与管片所承受千斤顶推力以及接缝位置有关。将接缝面分为P面和A面(P面为与其同一管片上千斤顶推力作用面夹角为锐角的接缝面,A面为夹角为钝角的接缝面)。对于同一接缝,当A面所属管片千斤顶压力与P面所属管片千斤顶压力之比不大时(P面承受千斤顶推力),接缝靠近千斤顶一端闭合,远离一端张开;当P面所属管片没有承受千斤顶推力、A面所属管片承受千斤顶推力时,接缝靠近千斤顶一端张开,远离一端闭合。
2020年06期 v.53;No.279 471-482页 [查看摘要][在线阅读][下载 3642K] [下载次数：261 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：112 ] - 雷青松;涂志英;李志敏;李敏讷;谭均军;金志军;孙双科;石小涛;
鱼类通过流速障碍的能力是鱼道设计的关键因素,鱼类游泳行为对鱼类克服流速障碍起着重要作用。以马口鱼为对象,在开放水槽中放入不同长度的阻流体,制造不同的特征流场,研究马口鱼在3种不同工况及特征流场条件(竖缝流速分别为工况Ⅰ62.40 cm/s,工况Ⅱ84.55 cm/s,工况Ⅲ71.49 cm/s)下的自主上溯游泳能力与行为,并分析了其流场偏好。实验结果表明:3种工况条件下,马口鱼游泳速度分别为工况Ⅰ0.72～1.62 m/s、工况Ⅱ1.00～2.51 m/s、工况Ⅲ0.89～2.29 m/s;工况Ⅰ中马口鱼通过的成功率最高,为72.73%,工况Ⅲ最低,为45%,工况Ⅱ与工况Ⅰ相近,为71.43%;工况Ⅲ条件下的竖缝长度超出了马口鱼的耐力范围,导致大多数实验鱼多次尝试通过,造成能量大量消耗而疲劳。这表明游泳速度和障碍物长度均是鱼类能否成功上溯的重要因素。在成功通过的鱼中,3种工况下分别有83.33%、76.92%、77.78%选择从近壁处低流速区进入竖缝。上溯过程的流场偏好分析表明,3种工况下马口鱼有共同的偏好流速范围,为0.30～0.35 m/s。将开放水槽内水力因子与鱼类运动轨迹相叠加,确定马口鱼上溯过程的偏好流速,发现马口鱼在应对流速障碍时选择低流速场上溯的流场利用策略,为过鱼设施设计及评价提供研究的新思路。
2020年06期 v.53;No.279 483-491页 [查看摘要][在线阅读][下载 1645K] [下载次数：500 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：107 ] - 陈甜甜;赵明登;张颖;
对淹没树状植被水流速度分布规律进行研究,建立了流速解析解模型,模型先将植被水流划分为树干层、树冠层和自由水层,然后将树干层再细分为近床面区和掺混区。研究结果表明,近床面区纵向速度垂向上接近定值;掺混区处于与树冠段交界处,水流紊动剧烈,纵向流速表现为随水深增加而降低。基于Boussinesq涡流粘度理论,采用二阶变系数线性微分方程求解方法,得到树冠层纵向流速垂向分布公式;该层流速与植被直径紧密相关,当植被直径增加时流速减少,当植被直径减少时流速增加。自由水层则直接引用经典对数律流速公式,流速与水深是对数关系。实验结果表明,模型计算值与实验测量值吻合良好,表明模型是合理有效的。
2020年06期 v.53;No.279 492-497+526页 [查看摘要][在线阅读][下载 975K] [下载次数：193 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：92 ]
- 梁旭宇;池寅;曾彦钦;吴方红;陈景;
研究玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced plastic,GFRP)管约束超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)单轴受压力学性能,通过对4个无约束对比试件和11个GFRP管约束UHPC试件进行轴心受压试验,分析了GFRP管壁厚、UHPC中钢纤维掺量对约束试件应力-应变关系的影响规律。试验结果表明:GFRP管约束条件下,UHPC试件的极限强度和极限应变显著提升,管壁越厚,极限强度提高幅度越大,呈线性增长关系。在UHPC中掺入钢纤维能够提高未约束UHPC试件的强度和韧性,降低约束试件的脆性,避免破坏时核心UHPC的碎裂。钢纤维掺量为1%时,对约束试件的极限强度提高效果最好。基于试验结果,拟合得到GFRP约束条件下UHPC的极限抗压强度计算公式和极限应变计算公式,与试验结果吻合较好,能够为GFRP约束UHPC的实际工程应用提供参考。
2020年06期 v.53;No.279 498-506页 [查看摘要][在线阅读][下载 1997K] [下载次数：424 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：137 ] - 王毅红;赵一迪;牛行行;姚圣法;刘喜;
通过对48个400 N/mm2级普通钢筋和630 N/mm2级高强钢筋与混凝土粘结锚固试件进行中心拔出试验,分别从试件破坏形态、粘结锚固强度、粘结滑移性能等方面进行对比分析,在统计回归的基础上给出了630 N/mm2级高强钢筋粘结强度的计算公式,提出锚固长度的设计建议。研究表明:普通钢筋与高强钢筋试件的破坏形态类似,粘结-滑移曲线变化规律相近;在相同条件下,高强钢筋粘结强度高于普通钢筋;与普通钢筋类似,高强钢筋与混凝土的粘结强度随混凝土强度的提高、锚固长度和钢筋直径的减小而增大;混凝土强度和钢筋锚固长度变化对高强钢筋的粘结强度影响比普通钢筋更为显著;《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)锚固长度计算公式适用于630 N/mm2高强钢筋.
2020年06期 v.53;No.279 507-512+526页 [查看摘要][在线阅读][下载 1159K] [下载次数：734 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：124 ] - 高山;周林强;王社良;张影;傅少君;
采用ABAQUS有限元软件分别建立了3层和9层钢-混凝土组合框架的有限元模型,对其进行动力拆柱分析,重点分析了间接影响区对直接影响区的边界约束作用,提出了多层组合框架动力拆柱分析简化模型,并对简化模型进行了验证。分析结果表明:在楼层荷载和梁截面尺寸相同的情况下,当关键柱拆除后,各楼层框架梁独立承担各自的荷载,各层间并无明显的相互作用;与直接影响区相连的构件同样受到复杂的内力;间接影响区内的构件虽不直接参与内力重分配,但对结构在振动中的能量耗散起到一定作用。
2020年06期 v.53;No.279 513-518页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K] [下载次数：197 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：86 ] - 陈辉;
针对武汉长江一级阶地岩溶塌陷区或类似地质条件下的地铁车站结构设计,分析长江一级阶地岩溶地质特征以及溶洞分布规律,提出岩溶塌陷区地铁车站概化分析模型,对车站范围岩溶塌陷机理进行分析。据此进一步建立三维有限元模型,对不同岩溶塌陷空腔程度下车站结构受力及变形进行对比研究。结果表明,车站底板处于塌陷扰动区时,其受力和变形受塌陷坑尺寸影响较大;塌陷区易造成结构相对位移差或土体承载力不够,可能影响车站的结构安全;采取适当的基底处理措施阻止岩溶的继续塌陷,辅以一定的结构跨越承托措施,有利于预防不确定因素引起的岩溶塌陷。研究结果可为此类地质条件下地铁车站设计及选择合适的岩溶处理方案提供参考。
2020年06期 v.53;No.279 519-526页 [查看摘要][在线阅读][下载 2286K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：145 ]
- 唐佳;刘士齐;刘静雯;刘启胜;赵诣;连张翔;
采用一种改进的向量式遗忘因子最小二乘法(vector forgetting factor-least square,VFF-LS)作为城轨列车储能元件参数辨识的方法。首先,对比分析了典型储能电池相关等效电路模型,选取Thevenin等效电路模型降低参数辨识过程复杂度;其次,在传统最小二乘法(least square,LS)参数辨识原理的基础上推导出VFF-LS的储能元件参数辨识方法;最后,采用上述方法对2种典型的城轨列车典型储能元件电池组及单体进行了参数辨识。结果表明,通过VFF-LS方法得到的参数辨识误差均小于15 mV,低于传统LS方法。所采用的方法在充分降低辨识过程复杂性的基础上,能够对不同类型的电池进行精确参数辨识,这将为城轨列车电池管理系统(battery management system,BMS)的设计提供有力支持。
2020年06期 v.53;No.279 527-533页 [查看摘要][在线阅读][下载 1703K] [下载次数：301 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：106 ] - 黄建明;李晓明;瞿合祚;
针对现有谐振接地系统故障选线准确率低等问题,提出一种基于综合小波奇异距离的自适应权重故障选线方法。将各线路零序故障电流进行归一化处理,分别提取其各尺度下的平稳小波奇异信息矢量,计算同一尺度下各出线平稳小波奇异信息矢量间的标准欧式距离相对系数矩阵,作为相应频段各出线故障奇异信息差异性的度量,通过自适应权重综合测度函数实现多尺度故障奇异信息的融合,从而选出故障线路。在不同过渡电阻、故障位置、噪声干扰和运行工况等情况下分别对所提方法进行仿真验证,结果表明,所提出的算法选线可靠、准确,适应性强。
2020年06期 v.53;No.279 534-541页 [查看摘要][在线阅读][下载 1068K] [下载次数：205 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：99 ] - 周剑;徐光虎;邱建;张建新;朱成亮;朱丹蕾;马恒瑞;
云南异步联网后出现的超低频振荡现象长期影响着电力系统安全稳定运行,解决和缓解这一问题的首要任务是进行超低频振荡辨识,因此对基于矩阵束法的超低频振荡识别方法进行了研究。首先详细分析了常用的超低频振荡模态识别手段,然后基于超低频振荡的特点,在基本矩阵束算法的基础上进一步提出了可用于广域超低频震荡识别的基于主成分分析定阶的改进矩阵束算法,最后在相同算例条件下,分别与ITD(Ibrahim time domain)方法和自回归滑动平均模型方法进行时域仿真校核和比较,仿真结果证明了所提出方法的有效性和准确性。
2020年06期 v.53;No.279 542-549页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K] [下载次数：253 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：103 ]
- 李正贵;彭笙洋;魏显著;李凤臣;潘诗洋;李博;徐子轩;
为了研究贯流式水轮机中涡结构、涡演化和涡的相互作用,基于RNG k-ε湍流模型和涡动力学诊断方法的正则化螺旋度、边界涡量流(boundary vorticity flux,BVF)诊断等,对贯流式水轮机某工况下的涡旋运动进行数值研究。研究发现:水轮机转轮正面叶片进水边和轮毂靠近出水边处存在旋转方向和水流流动方向相反的涡旋,背面处轮毂靠近进水边存在旋转方向和流动方向相同的涡旋,水轮机转轮叶片上存在流动分离区以及BVF峰值区。涡动力学诊断在贯流式水轮机上的应用为水轮机转轮优化提供了全新的视角,为改变水轮机内流动情况提供了新的思路。
2020年06期 v.53;No.279 550-558页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K] [下载次数：270 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：103 ] - 李云强;陈卓烈;许成;张鹏伟;吴斌;邢嘉琦;黄钰期;
为探究润滑油在外部加热条件下的润滑能力以及油膜形态的变化情况,采用玻璃盘和金属旋转轴组成存在一定温差的摩擦副系统,搭建了使用激光位移传感器进行油膜厚度测量的可视化试验装置。通过观测不同参数影响下的油膜形态以及摩擦力大小发现,润滑油温度、转速等参数对于润滑油膜的形成及摩擦力有着重要的影响:当润滑油温度升高时,油膜厚度降低,摩擦力急剧增加;当转速增大时,油膜厚度增大,摩擦力减小,但是若转速持续增大,油膜厚度会逐渐趋于一个最大值,摩擦力的减小趋势减缓,甚至最后略有增加。应用这一实验系统,还可拍摄油膜气穴,气穴形态与文献所示非常相似。
2020年06期 v.53;No.279 559-564页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K] [下载次数：92 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：119 ] 下载本期数据