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倾斜磁场下梯形腔内Cu-水纳米流体自然对流的数值研究
虎兆燕;马兵善;王刚;对倾斜磁场作用下梯形腔内Cu-水纳米流体自然对流传热进行数值研究。首先根据物理模型建立数学无量纲控制方程,然后对热容、密度、导热系数、动力黏度和膨胀系数等热物性参数进行数学表达,最后利用SIMPLEC算法处理速度场与压力场的耦合。分析磁场倾角(γ=0°~90°)、腔体的上下壁面长度之比(AR=0.5、1.0、1.5)、瑞利数(Ra=103~106)以及纳米颗粒体积分数(φ=0~0.06)等参数的变化对自然对流的影响。结果表明:腔体的上下壁面长度之比AR、平均努塞尔数(Nu_(ave))随着AR的增加而减小,AR=0.5时对流传热效果最佳。而Nu_(ave)数随着纳米颗粒体积分数φ与瑞利数Ra的增加而增加。当瑞利数(Ra=103~105)较小时Nu_(ave)值的增大趋势较小,几乎不变;当瑞利数较大时Nu_(ave)的增大趋势明显,腔体内流体流动强度增强,使得对流传热效果增强。当磁场倾角发生变化时,Nu_(ave)随着磁场倾角的增加先减小后增大;当γ=30°时,Nu_(ave)数值最小且传热效果最差。
基坑开挖对下卧地铁隧道结构的扰动效应分析
王恩波;昝文博;张喆;王强;为准确评估基坑开挖对正下方地铁隧道结构的扰动效应,依托某高速公路明挖基坑与地铁盾构隧道交叉工程,建立三维精细化有限元模型分析基坑开挖不同阶段对地铁隧道结构变形与受力的扰动特征,并结合现场监测结果对比验证“MJS工法+三轴水泥搅拌桩”地基加固、钻孔灌注桩联合水泥土挡墙、门式加固+抗浮板+反压箱和盆式开挖等组合加固措施的变形控制效果。结果表明:(1)基坑底部中间部位的“卸荷效应”最显著,是基坑开挖变形控制的关键部位;地铁隧道纵向中间断面的隆起变形量最大可达4.55 mm,靠近基坑开挖边缘位置的隧道结构隆起变形量一般为1~2mm,处于基坑开挖边界以外的地铁隧道隆起变形不到1mm;(2)受MJS工法、围护桩、立柱桩等施工扰动,基坑加固阶段地铁隧道结构产生微小隆起变形,随着后续基坑开挖的持续卸荷,地铁隧道结构隆起变形不断增大;隧道纵断面隆起变形呈对称分布,隧道横断面隆起变形呈“M”形分布,不同测线的变形曲线形态有所差别,这与隧道轴线与基坑开挖边界斜交角度有一定的关系;(3)左线、右线盾构隧道现场实测隆起变形最大值分别为5.35mm和5.16mm,核心影响区隧道水平收敛表现为向内收缩,非核心影响区隧道水平收敛表现为向外扩张;同时现场巡查未发现地铁隧道出现结构病害,表明采取的基坑变形控制加固措施是合理可行的。研究结果对于基坑开挖近接既有隧道结构的变形控制与加固措施的选择具有重要的参考价值。
长期浸泡环境下复合磷酸镁水泥耐硫酸盐侵蚀性能研究
贾亮;陈岑;为提高磷酸镁水泥(MPC)的耐水性和耐硫酸盐侵蚀性能以及降低施工成本,在MPC中掺入一定量的铁铝酸盐水泥(FAC)制备出新型MPC-FAC复合水泥。通过测试经历标准养护28d,又分别在清水和5%Na_2SO_4溶液中浸泡不同龄期后的MPC-FAC砂浆试件的质量损失情况、抗压强度和抗折强度,与相同环境下的MPC砂浆试件进行比较,借助SEM-EDS分析长期浸泡的MPC和MPC-FAC砂浆的微观形貌和化学元素组成。研究结果表明,FAC质量分数为38%时MPC-FAC砂浆的质量损失率最小,抗压强度和抗折强度最高,耐水性和耐硫酸盐侵蚀性能最强;加入适量FAC使得MPC-FAC砂浆的密实性得到提高,显著提升了MPC-FAC砂浆的耐水性和耐硫酸盐侵蚀性。
渝东北盆缘山区土地利用时空分异特征——以巫溪县为例
李俊;谢晓议;项祥;李?;钱溢;地处盆缘山区的巫溪县,其土地覆被呈现出深山峡谷和低丘平坝相间的地貌展布特征。在全国土地调查年末更新数据分析的基础上,分别将2016年和2021年末的地类划分为草地、城乡用地、耕地、工矿用地、林地、水域和未利用地七大类型。使用土地利用动态度和土地利用转移矩阵方法分析了县域的土地结构类型变化情况,引用土地利用程度综合指数来度量巫溪县土地利用程度的高低。结果表明:巫溪县草地面积在2016—2021年减少最多,且每年动态变化速度最快;耕地虽然受政策保护,但仍在向城乡建设用地转移;县域土地利用程度高的地块已开发为城乡用地,面积约0.021km2;驱动土地利用类型转移的因素中,社会经济因素影响程度最高。
黄土湿陷性物性指标分析与定量预测模型研究
王凯;李向国;李帅;曹晨旭;依托甘肃省通定高速项目,结合某路段典型黄土区域以及现场黄土物性实验结果,研究了黄土湿陷性等级与单项物性指标之间的相关性,确定其中相关性较强的物性指标;应用因子分析理论,消除了各指标间的多重共线性影响,提出了影响判别湿陷性黄土的独立指标,并建立了湿陷性黄土的定性判断标准;在此基础上构建适用于该地区的黄土湿陷系数的BP神经网络定量预测模型。结果表明:黄土湿陷系数与天然含水率、饱和度、孔隙率、孔隙比、干密度、压缩系数的相关性强,与塑性指数、压缩模量相关性较弱;当孔隙比e<0.825、压缩系数a<0.244、天然含水率w>18.2%时,可判定该类土不具有湿陷性;采用BP神经网络能够准确可靠预测湿陷系数,其精度能够满足实际工程应用。研究成果可为精确评价该地区及类似工程的湿陷性黄土等级方面的研究和现场判别提供理论依据,具有很强的理论和实践应用价值。
基于不同试验方法的裂隙岩体渗透系数取值研究
徐杰;黄勇;裂隙岩体渗透系数的确定方法有许多,每种方法都有其相应的特点和适用条件,因此选用合适的渗透系数对水利水电工程渗流分析至关重要。以泽雅水库泄放洞工程为例,在3个勘探孔中采用注水试验、压水试验和连通试验分别对渗透系数进行计算分析。结果显示,不同试验方法计算的渗透系数相差较大,可达到1~4个数量级,表明裂隙岩体具有强烈的非均质各向异性。各方法均适用于裂隙岩体的渗透系数计算,但针对实际工程,尺度越小则岩体非均质性越明显,采用连通试验结果较好;尺度越大则岩体均质性越好,选择注水试验和压水试验比较合适。研究结果可为渗流定量计算提供参考依据。
热处理对Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)热电薄膜形貌及性能的影响
李燕怡;李晓龙;邸友莹;陈凤英;贾欣欣;为研究热处理对三元Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3)热电薄膜形貌和性能的影响,采用恒电位沉积的方法制备了两个热电薄膜,通过X射线衍射、场发射扫描电镜(FE-SEM)对其物相、形貌进行表征;通过台阶仪和霍尔效应测试系统对薄膜的膜厚和性能进行测试。研究结果表明,采用电化学沉积法制备的三元膜为纯相Bi_2Te_(2.7)Se_(0.3),在(110)晶面有择优取向;扫描电镜观察结果表明,热处理显著改变了薄膜的微观形貌,使得三元薄膜从“白菜叶”形貌变为由纳米片相互交叉组成的微球;霍尔效应测试结果表明,热处理后薄膜的电导率得到了提高,载流子浓度则轻微降低。
夹桩基条件下双线隧道盾构施工沉降特性研究
王武超;范磊;倪嵩波;魏继红;乐慧琳;盾构法具有适用范围广、施工速度快、施工质量好等优点。为探究双线隧道盾构施工引起的地表沉降对隧道间既有桩基变形的影响特征,以无锡地铁某区间隧道盾构开挖工程为依托,采用有限元法构建数值计算模型,对比了双线异步掘进(方案1)、右线隧道先施工(方案2)和左线隧道先施工(方案3)3种盾构施工方案的地面沉降和桩基变形,通过现场监测数据与模拟计算数据的对比分析,验证所建立数值模型的合理性。结果表明:方案1具有最小的地表沉降和桩基变形,方案2地表沉降和桩基变形最大,方案3的地表沉降和桩基变形比方案2小。研究结果可为类似拟建和在建盾构隧道工程提供理论指导与参考。
风云四号闪电成像仪在浙东地区探测效果评估
刘威;欧阳霖;徐璐;许可;庞乐;基于全国地基闪电探测数据,对风云四号闪电成像仪(FY-4ALMI)在浙东地区的探测效果进行评估,利用LMI高时空分辨率非模式变量资料提高对流性天气过程的雷电监测、预警准确率和时效性。对浙东地区强对流天气过程闪电探测数据进行对比,并对闪电落点与云顶亮温显著性检验及天气过程进行验证。结果表明:LMI探测到的“事件”产品主要发生在强回波区,回波强度35dBZ以上,云顶高度8~10km;探测数量与地基闪电探测数量之比为0.16~0.45,均值0.323;空间分布上,仅考虑闪光落点位置的情况下,同时段LMI高闪密度区更偏东南;LMI对云闪探测效果较好,在时间上云闪提前于地闪45min以上发生,对初生对流和较弱期对流监测预警具有优势;夜间探测效率明显优于白天,高闪密度区和TBB亮温之间小时变化相关性较好,90%以上闪光信号位于低于230K(<-40℃)范围内,且通过了基于单总体t值显著性检验。总体来看,LMI在浙东地区探测效率及闪电落点定位略有偏差,但能够弥补雷达观测及地基闪电定位系统在时空分辨率上的局限性,可为雷电监测和预警提供较长的“提前量”(45min以上),为科学防御雷电等自然灾害提供帮助。
某大底盘双塔楼偏置超限高层建筑结构设计与分析
王江龙;高扬;赵冬;王丽梅;张晨;以某城市综合体实际工程为背景,研究扭转不规则等超限工程的破坏机理和应对措施,并基于抗震性能提出工程设计方法。该工程为大底盘双塔楼偏置超长复杂高层建筑,存在扭转不规则、楼板不连续、竖向体型收进、局部穿层柱、双塔楼结构及塔楼偏置等不规则项,采用基于动力非线性性能的抗震设计方法,利用多种软件进行了小震下的反应谱分析和弹性动力时程分析、中震弹性和不屈服的承载力复核,以及大震下的弹塑性动力时程分析。结果表明:该结构抗震性能良好,结构体系合理可行,能够达到小震弹性、中震可修、大震不倒的抗震性能目标。由于该结构超长,通过温度作用间接效应分析,计算超长结构在温度影响下产生的温度应力,并根据温度应力计算配筋,与结构荷载效应组合,解决了超长混凝土结构温度应力影响等问题。