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[硕士论文] 韩绪岩
控制工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着建筑电气中自动化技术的快速发展,谐波污染问题也变得日益严重,不但影响了人们的日常生活,甚至还威胁着人们的人身与财产安全。在谐波严重超标的情况下,不仅会导致电能质量下降,而且还会导致功率因数降低。因此,如何检测和抑制建筑电气中的谐波成为当前研究热点。
  考虑到建筑电气中单相负载较多,容易导致三相电压不平衡,而当系统三相电压不对称时,ip-iq检测法不能对谐波电流进行有效的检测,此外低通滤波器的存在会使检测到的谐波电流产生延时,本文采取用与相电压相同的正、余弦信号来代替锁相环PLL,以及采用平均值模块来代替低通滤波器的措施,在ip-iq检测法的基础上得到一种改进的谐波检测方法,以提高谐波检测的准确性和实时性。
  本文采用有源电力滤波器(Active power filter,APF)来开展建筑电气谐波抑制研究,在对APF控制方法的研究基础上,本文采用电压空间矢量脉宽调制(Space vector PWM,SVPWM)方法来控制APF主电路中开关的通断,通过对双闭环PI控制器的设计,以实现APF直流侧电容的平滑充电和主电路电压的稳定,以及对谐波电流的快速跟踪。
  针对建筑谐波的特殊性,基于Simulink仿真软件开展所提谐波分析与检测方法的仿真研究,仿真结果表明,本文所提方法具有很好的检测和抑制效果。最后基于DSP开展APF控制系统的硬件电路设计,包括APF主电路的参数选择,电源电路与复位电路,电压和电流调理电路,驱动电路等部分。
[硕士论文] 谭博文
地理学;地图学与地理信息系统 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:新型城镇化是中国近期实施的一项重要战略,这一重大发展战略的大力推进,势必引起农村居民点利用格局的重大变化。揭示新型城镇化对于农村居民点格局演变的影响,这不仅是一个农村发展的问题,更是涉及整个社会发展的重大变革。本研究对新型城镇化战略的开展具有重要的现实意义。
  本文的主要研究对象是被列为新型城镇化试点区的天津市蓟州区和北京市通州区的农村居民点。通过对两个区域1960年、1980年、2000年和2015年多期高分辨率遥感影像进行人工解译判读,得到土地利用空间分布矢量数据,并在此基础上提取出研究区农村居民点,根据以上成果开展了后续研究工作。
  研究内容主要包括四个方面:
  (1)系统研究了1960s-1980年、1980-2000年和2000-2015年三个时期半个多世纪的土地利用变化,综合分析了各个时期研究区土地利用变化特征和机理,并对两个试点区的土地利用变化特征进行对比分析,总结了相同时期不同时期土地利用变化的异同,进一步分析了两个研究区土地利用变化的主导影响因素;
  (2)从生态景观格局角度对各时期农村居民点面积、数量、形态及空间格局演变过程进行分析,总结各时期农村居民点空间格局演变规律,并对两个试点区同一时期的农村居民点空间格局演变特征作了对比分析。
  (3)运用空间核密度估计方法对各年期研究区农村居民点的空间密度进行计算,根据算得的居民点空间核密度分布图对农村居民点聚散情况的空间分异特征进行分析研究;利用ArcGIS10.5的数据分析工具对各个时期起止年份的农村居民点空间核密度值进行差值运算,得到乡镇尺度上各时期的农村居民点密度变化的强度和空间分布,将其作为未来发展策略制定的重要理论依据;综合分析了两个区域农村居民点空间核密度的变化规律,总结出不同阶段农村居民点的空间演变特征。
  (4)根据上述分析结果,结合国务院先后发布的《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》、《关于深入推进新型城镇化建设的若干意见》及国家重要领导人在多次全国性大会上关于新型城镇化的重要科学论断,有针对性的从研究区镇域尺度上提出了科学而又切实可行的农村居民点新型城镇化发展的调控措施。
  研究结果表明:
  (1)两个试点区域农村居民点土地利用变化过程大致相同。1960s-2000年土地利用主要受当时国家宏观政策和人口变化及迁移情况影响,其中1960s-1980年变化主要发生在农村区域,1980-2000年变化主要发生在城市及周边地区;2000-2015年,城市和农村均有较快发展,但城市发展速率远高于农村。
  (2)通过对居民点空间演变进行系统研究,总结其演变规律可以发现,从居民点自身发展来看,两个试点区农村居民点变化趋势大致相同,在1960s-1980年和2000-2015年两个时期两个区域农村居民点扩张较为明显,而中间的1980-2000年20年间农村居民点发展较缓慢;从居民点空间格局来看,蓟州和通州的农村居民点发展模式完全不同,蓟州主要以居民点增加为主,而通州则以居民点融合为主。
  (3)两个试点区农村居民点总面积在2000-2015年快速增加,且未出现明显居民点消退的情况,由此可知:某一地区农村居民点的扩张融合会引起该区域居民点核密度值显著减小,而新增居民点则会使其所在区域居民点核密度值显著增加。
  据此,地处蓟州区北部山区的下营镇、孙各庄满族乡、罗庄子镇、官庄镇、许家台乡、穿芳峪乡,及南部平原区的邦均镇、侯家营镇和下仓镇的核密度明显增长区域在未来具有更大的发展潜力。
  通州区居民点核密度整体上呈减小趋势,农村居民点核密度值减小相对明显的区域主要分布在于家务回族乡中部、永乐店镇中部、漷县镇中西部及西集镇南部区域。这些区域与县域内其他区域相比,在未来具有较大发展潜力,小城镇发展策略在空间上应落实到这些区域。
[硕士论文] 郑干
测绘工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:城市的建设体现了国家的快速发展趋势。近些年来,城市用地呈现出日益紧张的现象,为寻求城市建设的发展空间,不得不向空中或地下延伸,由此促进了基坑工程的快速发展。一方面,基坑工程的兴起加快了城市的建设;另一方面,由于基坑引起的安全事故屡有发生。因此,掌握基坑变形规律,是确保基坑工程及人民生命财产安全的重要环节。
  本文以某市机场基坑周边地表沉降监测项目为例。首先,对测区内采集到的原始监测数据进行预处理,针对监测数据中的奇异值进行探测,对于探测出的奇异值予以舍弃和插补处理,以确保测量数据的准确性;其次,以测区中沉降量最大的DC39-2监测点为例,采用支持向量机回归模型、灰色理论模型及时间序列分析模型三种单一模型对该监测点数据进行预测分析。结果表明,单一模型的数据处理预测精度具有时高时低的不稳定现象,可知仅使用一种单一模型的数据处理预测结果进行决策,定会存有一定的风险。由此,文中提出了组合模型预测的方法,融合以上三种单一模型对数据挖掘的能力,建立基于SVM-GM-时间序列的组合模型。经模型对比分析表明:所建的组合模型有效地克服了单一模型预测中出现的缺陷,不仅提高了模型预测的精度,而且使得预测模型更加稳定、可靠;最后,借助MATLAB和Eviews软件平台,对以上监测数据预处理和预测模型的建立进行编程实现。
  为验证文中结论的可行性,另选取了最大沉降量次之的DC41-2监测点,采用同样方式利用三种单一模型和组合模型进行处理分析,进一步验证了组合模型在数据处理中优越于其他任何单一模型的特点。研究得出的相应结论,可以为相似地质条件下的基坑工程提供一定的参考价值。
[硕士论文] 吕飞
土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:套筒灌浆连接是装配式建筑中混凝土构件之间钢筋连接的一种重要方式,其连接性能直接影响到装配式建筑的质量。通过正交试验研究配制了套筒连接用灌浆料,从灌浆料、钢筋锚固深度和套筒类型方面对半灌浆套筒的连接性能进行了试验与分析,并对试件套筒表面应变的变化规律进行了分析,主要研究内容和成果如下:
  以胶砂比、硅灰、减水剂、HCSA高性能混凝土膨胀剂、粉煤灰为设计因素,进行了正交试验,通过对试验结果进行极差分析,得到了相关因素对灌浆料的流动度、抗压强度、竖向膨胀率的影响规律,经过优化确定灌浆料的最佳配合比。
  以灌浆料、钢筋锚固深度和套筒类型为参数变量设计了半灌浆套筒连接件,进行单向拉伸试验。结果表明:灌浆料的膨胀率一定程度上可以弥补抗压强度的不足;当连接件的钢筋锚固深度为5倍钢筋直径时,试件的极限抗拉强度满足《钢筋机械连接技术规程》JGJ107中的规定,优于《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355中钢筋锚固深度宜满足8倍钢筋直径的要求,说明使用配制灌浆料的连接件具有较大的安全设计冗余;试验中出现了钢筋断裂破坏、钢筋拔出破坏和钢筋滑丝破坏三种破坏模式。
  通过在连接试件的套筒表面贴上纵向与横向应变片,记录了套筒表面的应变变化规律。在同一参数变化下,对试验试件表面应变变化进行了分析。
[硕士论文] 马韩丹
土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:砖作为一种传统建筑材料,在历史向度和地域维度上都有着卓越的成就。砖质材料应用于建筑外装饰由来已久,远从千年以前的城墙、塔楼、宫殿,明清时期的私家园林、民居建筑,近至当前的文化建筑如博物馆、图书馆等,都大量使用了青砖、红砖等材质作为基础结构。而砖质材料结构建筑物使用年限一长,由于砖质材料内部存在着大量微小的连通孔隙,具有较强的吸水性,当其吸水饱和并处于冬季负温状况时,完整的孔隙边壁表面将产生微细裂纹,容易出现粉化、开裂、剥落等病症。因此,如何对砖质结构材料进行防护和加固是工程上所面临的一项重要课题。
  本文以烧结黏土砖为基础,通过不同浓度的氯化钙(calcium chloride,CaC12)和磷酸氢二氨(Diammonium Phosphate,DAP,(NH4)2HPO4)溶液一次循环处理28天后的烧结黏土砖,和0.5mol/L的氯化钙和磷酸氢二氨溶液以不同循环方式处理30天后的烧结黏土砖实验,得出各组试样的吸水率以及抗压强度变化情况。并使用扫描电镜和能谱分析(SEM/EDX)以及X射线衍射图谱(XRD)对试样进行微观形貌、元素分布和晶体组成分析,研究不同浓度DAP和不同循环次数对烧结砖的加固效果的差异及DAP加固烧结砖机理。本文的主要工作及主要结论如下:
  1)以0.5mol/L、1mol/L、2mol/L的氯化钙和DAP溶液浸泡28天之后的烧结黏土砖与普通烧结黏土砖相比,吸水率分别降低了23%、41%、58%。抗压强度分别提高了27%、36%、43%。
  2)用0.5mol/L的氯化钙和DAP溶液以3天循环浸泡的方法循环十次即浸泡30天之后,试样的吸水率降低了65.7%,强度提高了55.9%。用0.5mol/L的氯化钙和DAP溶液以6天循环浸泡的方法循环五次即浸泡30天之后,试样的吸水率降低了22.7%,强度提高了25%。
  3)微观表征试验表明,氯化钙和DAP溶液浸泡过的烧结砖微观形貌发生明显变化,SEM和XRD证实了烧结砖通过浸泡在氯化钙溶液中,使得表面和内部孔隙裂缝处吸附有游离钙离子,这些钙离子会溶解在水中与DAP发生络合反应,生成含磷的羟基磷灰石(hydroxyapatite,缩写为HA或HAP)沉淀,HAP的生成量和结晶程度随着掺入DAP溶液浓度的增加而不断增加。
  4)通过微观分析得出DAP加固烧结砖的微观机理:烧结砖通过浸泡在氯化钙溶液中,使得表面和内部孔隙裂缝处吸附有游离钙离子,当烘干后附有游离钙离子的砖块在DAP溶液中浸泡时,这些钙离子会溶解在水中与DAP溶液中的磷酸根在碱性条件下发生络合反应,在砖块的表面和内部孔隙裂缝中生成HAP沉淀,填充孔隙,增强缝隙处粘结。并且由于其独特的纳米网络结构,产生互相交错,形成稳定的加固结构,从而增强烧结砖的抗压强度。
  综上所述,使用DAP作为加固剂、氯化钙作为补充钙源,处理烧结黏土砖可以使烧结黏土砖表面生成HAP,从而填充孔隙,增强缝隙处粘结。使吸水率减小,增强抗压强度,从而提高耐久性,对黏土砖的加固和保护起到有利的作用。
[硕士论文] 王若男
建筑与土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:由于静态破碎剂的主要原料成本低、来源广、施工简单,应用过程中无噪音、无飞石等优点十分明确,因此其应用广泛,对于某些破碎工程,尤其是一些局部破裂的工程,要求静态破碎剂能获得良好的破裂效果。
  文章总结分析了国内外的研究,理论分析静态破碎剂破碎机理和导向装置的作用原理,测定静态破碎剂的膨胀性能,并进行混凝土梁的定向静态破裂试验,分析混凝土梁的破裂形态和应变变化,研究混凝土梁的破裂规律。
  试验使用两种不同水温、气温进行静态破碎剂膨胀性能试验。其中气温为6.2℃水温为24.2℃的温度-时间曲线变化最缓慢,但体积膨胀率为最大3.91,而气温为12.5℃水温为303℃的温度-时间曲线变化最快;气温为12.5℃水温为24.2℃的试验最高温度为最大,达241.9℃。试验中,气温或水温的增大均发生喷孔现象。
  混凝土梁定向破裂试验中,混凝土梁的尺寸均为1100mm×250mm×200mm,设置为无导向装置和有定向切缝钢管两组试验,每组试验分别采用全部孔均灌药和隔孔灌药两种方式进行混凝土梁定向破裂试验。试验表明,梁的初始裂缝总是在混凝土梁的最外侧发生;对于无导向装置、隔孔灌药的梁,部分灌药孔周围裂缝与单孔混凝土试块裂缝扩展相似,梁最终生成多条不同向的主裂缝并将其破裂成多个分离体;而有定向切缝钢管或者全部孔均灌药的三个梁,一般生成一条横向的贯穿药孔的主裂缝和2条纵向发展的次裂缝,梁最终破裂成不完全分离的3、4块;其中,全部孔均灌药的方式下,不使用导向装置的梁的主裂缝宽度为最大,达41.6mm,使用定向切缝钢管的梁的主裂缝宽度为最小,达30.1mm。
  由应变曲线分析,距离裂缝开裂位置较远的应变片数值一般趋于水平,变化值较小,较近的应变片一般受拉力作用,应变值会快速增加后降低;其中无导向装置、隔孔灌装药的梁的纵向测点应变值变动最多,与裂缝的发展对应。
  试验结果表明,无导向装置、隔孔灌药的混凝土梁裂缝方向是无法预见的,其破裂效果最差,而有定向切缝钢管或者全部孔均灌药的梁的主裂缝的方向是可以预见的,次裂缝数量少宽度较小,定向破裂效果较好。其中,全部孔均灌药的梁比隔孔灌药的梁定向破裂效果好,有定向切缝钢管的梁比无导向的梁定向破裂效果好。
[硕士论文] 杨润奇
测绘工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:在中国社会经济,科技飞速发展的今天,各种大型工程项目设施的建设大量增加。此外,人口的增加和城镇化进程的加快,使得交通设施的建设尤为重要,但是,由此造成的地表塌陷现象屡见不鲜,威胁着建筑人员以及周边居民的人身安全。为了及时发现和防止这种现象的发生,需要在工程施工阶段对其周边地表进行安全性检查,还需要建立一种沉降监测机制,用来监测和预测地表沉降趋势,以便能够及时的采取相应的措施,避免工程灾害的发生,确保建筑物(构筑物)和人员的安全。
  本文以某市地铁三号线(在建)的临泉西路站基坑周边地表沉降数据为例,选取两个最具有典型代表性的监测点DBC14-2和DBC5-2来进行研究,它们的最大下沉量分别为-17.01和-16.80mm。对灰色模型、卡尔曼滤波模型以及BP神经网络模型进行Matlab程序实现和验算。用降噪前后不同维度灰色模型对第一个监测点进行预测,分析比较得出最优灰色模型;综合卡尔曼滤波模型和BP神经网络模型对该监测点进行预测,分析比较得出结论。采用上述相同方法对第二个监测点进行预测计算,验证三种预测模型在该工程地质条件下的优劣情况。
  对比预测和验证结果表明,经过降噪处理的灰色模型的预测效果优于未降噪处理的灰色模型,且降噪4维灰色模型的预测精度最高;综合卡尔曼滤波和BP神经网络的预测结果表明:利用降噪4维灰色模型预测得到的结果优于卡尔曼滤波模型的,利用BP神经网络模型预测模型得到的结果优于降噪4维灰色模型的;该课题的研究对地表沉降的预测以及相似工程施工和灾害预防具有重要意义。
[硕士论文] 吕祥新
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着国家经济和科技的发展,城市空间利用率亟需提高,摩天大楼拔地而起,高楼外墙需要喷漆装饰,但传统人工手动喷涂的方式工作效率低、劳动强度大、易受环境干扰并且容易引发工作人员坠落等安全事故,因此,利用机械智能化粉刷喷涂代替人工手动喷涂已经是高空外墙喷涂行业发展的一大趋势。
  针对目前高空外墙喷涂存在的问题,本文提出了一种高空外墙智能喷涂装置,主要研究内容如下:
  (1)制定高空外墙智能喷涂装置的总体设计方案,具体包括该装置的机械结构、控制方法、工作流程、运动形式及该装置完成每一个动作的具体实施方式;
  (2)完成高空外墙智能喷涂装置机械结构的设计,具体包括悬挂提升移动机构、吊篮机构、粉刷喷涂机构及吸附避障机构的设计;
  (3)完成高空外墙智能喷涂装置电气控制系统的设计,具体包括控制方式的选择、可编程控制无线网络通讯的设计、电气元件的选型、PLC控制程序的编写;
  (4)完成上位机组态界面的设计,用于监控高空外墙智能喷涂装置的运行状态;
  (5)完成物理样机的搭建与实验,验证了该装置在各种复杂墙面下工作的可行性,试验结果证实了该装置设计合理,性能可靠。
  本文提出的高空外墙智能喷涂装置可以适应于各种复杂的工作环境,可以极大地提高高空外墙的喷涂质量与喷涂效率,可有效解决了目前人工喷涂危险系数大等问题。
[硕士论文] 陈庭威
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:针对目前装配式结构梁柱节点在安装时需要进行后浇混凝土并且损坏后难以修复的情况,本文提出一种新型梁柱连接器。
  这种连接器在罕遇地震作用下,其承载弯矩超过预定值,材质为软钢的阻尼装置随之发生较大变形,使连接器转动。这种转动变形能够吸收地震能量,使结构的内力重新分布,达到保护节点,提高建筑结构抗震性能的目的。
  本文开展的研究工作及成果如下:
  (1)连接器构件阶段的数值模拟共计算36种工况。结果表明连接器的耗能效果好,可以应用于抗震结构中。套筒等效直径和套筒有效长度分别取12mm和30mm是较为合适的,连接板间距能够满足连接器顺畅的围绕转轴转动即可,软钢套筒的牌号建议取LY160。
  (2)实验室的模型试验结果表明:在荷载作用下,新型梁柱连接器滞回曲线饱满,耗能能力强,设计思路合理可行,能够应用于抗震结构中。模型试验和数值模拟的滞回曲线最大荷载吻合度较高,数值模拟结果基本能够揭示连接器的性能特点。
  (3)结构阶段进行多组对比计算。计算表明:在多遇地震作用下,新型连接器使结构抵抗变形的能力增加,构件内力增大;在罕遇地震作用下,使结构变形增大,构件内力减小。因此,连接器在实际应用时应当设置更多使用套筒连接的纵向钢筋,并且在结构设计时采用动力时程分析法进行复核。
  (4)此外,本次研究将方案设计阶段、数值模拟阶段、传感器布置图、加载系统图、模型试验结果、结构阶段模拟分析结果、构件阶段模拟分析结果、加工图和明细表以树型图的形式在一个BIM文件内进行相互联动的统一管理,达到了提升效率的目的。
[硕士论文] 逯家林
土木工程;结构工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:二十一世纪以来,世界经济水平高速发展,人类社会财富日益增加,在追求和平与发展的同时,避免不了恐怖主义所进行的袭击,对社会和人们的生命财产安全造成很大的威胁,与此同时近年来全球自然灾害频繁发生,其所带来的次生灾害也对人们的生命以及财产安全造成巨大的影响。由于这些因素的影响,结构及构件的抗冲击性能与防护越来越受到国内外学者和工程设计人员的关注,并且因为构件局部受损而导致承载力不足以至于结构连续倒塌使得人们对于构件局部的抗冲击性能与防护愈加重视。另一方面,随着我国人口不断增长,耕地面积却日益减少,这两者之间已然出现矛盾,如何合理利用土地资源已成为我国一个重要问题。在此背景下,国内城市规划逐渐向山地转移,开发山地建筑,节约耕地资源已经成为发展的主流。然而山地建筑则会更多的面临泥石流、滚石等自然灾害,所以对于建筑结构和构件的抗冲击性能对与山地建筑的设计以及施工都有着积极的指导意义。
  本文利用自行设计的简易落锤冲击装置,对三种不同轴压比,两种不同长细比共计4组钢筋混凝土柱试件进行了落锤冲击试验,采集得到柱中截面和支座附近截面钢筋、混凝土的应变,以及柱中位移和试件在冲击作用下的加速度响应等数据,分析得出钢筋混凝土柱在侧向冲击作用下的破损机理及轴压比、长细比对其的影响。
  本文运用高级非线性有限元分析软件ABAQUS对试验试件在冲击作用下的动态响应进行了数值仿真模拟,研究了轴压比及长细比对钢筋混凝土柱在冲击荷载作用下抗冲击性能的影响。
  针对钢筋混凝土柱在侧向冲击作用下的破损情况,本文提出了采用聚氨酯涂料和碳纤维布对钢筋混凝土柱进行防护施工,并进行落锤冲击试验,将试验结果与未做防护的试件组进行对比,同时建立有限元模型进行计算对比,得出了这两种手段对于钢筋混凝土柱抗冲击性的影响。
  本文通过试验及有限元分析对侧向冲击作用下的钢筋混凝土柱进行分析,得出的结论可为结构在冲击荷载作用下的分析和防护提供一定的参考。
[硕士论文] 赵渊
交通运输工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:透水混凝土具有良好的透水性能以及生态环保优势,可有效推动“海绵城市”的发展。再生骨料作为建筑垃圾的衍生物,在透水混凝土领域的推广运用,对于节约资源、保护环境和城市的可持续发展具有重要意义。再生骨料透水混凝土自身多孔隙,强度偏低成为制约其发展的瓶颈,本文在国内外相关理论研究的基础上,基于研制强度和透水性能均满足工程应用条件的再生骨料透水混凝土为目的,通过正交试验对其配合比设计、强度和透水性能进行了相关试验研究和分析,主要研究内容和成果如下:
  (1)结合再生骨料透水混凝土的特点,选择与之相适应的搅拌、成型、以及养护工艺,选择自制的透水仪进行透水系数测试。比较分析透水混凝土的配合比设计方法,通过对比相关优缺点,本文采用质量法进行试验配合比计算。
  (2)通过正交试验法进行再生骨料透水混凝土的配合比设计,选用骨料粒径、水灰比、集灰比三个因素,每个因素设三个水平,研究各因素对再生骨料透水混凝土抗压强度、抗折强度、孔隙率以及透水性能的影响规律。
  (3)试验结果极差分析,得出各因素对透水混凝土强度和透水系数影响的主次顺序,试验数据的拟合得到孔隙率与强度,孔隙率与透水系数,透水系数与强度,抗压强度与抗折强度之间的拟合关系式,综合考虑强度和透水性能满足要求,确定了三因素组合条件下再生骨料透水混凝土的最佳试验组合。
  (4)通过再生骨料的掺量变化,成型及养护工艺改善,配合比调整,掺加硅灰或增强剂等方式进行透水混凝土性能优化研究。硅灰及增强剂的掺入,对再生骨料透水混凝土的强度都有较大提升,但需要严格控制掺量水平,保证透水性能在可控范围之内。硅灰掺量6%最佳,28d抗压强度31.17MPa,28d抗折强度3.60MPa,透水系数4.18mm/s;增强剂掺量2.8%最佳,28d抗压强度23.90MPa,28d抗折强度3.05MPa,透水系数4.52mm/s。
  (5)再生骨料透水混凝土实际应用的探索,通过实体工程案例表述了透水混凝土的施工工艺流程以及质量控制指标,与普通混凝土路面的成本进行相应对比,再生骨料透水混凝土综合效益较高,具有较好的应用价值,随着相应政策的制定,对其进一步的发展具有一定的推动作用。
[硕士论文] 黎攀
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:城市轨道交通车站深基坑支护结构安全稳定性是施工与环境安全研究设计的重要内容。同时,基坑工程也向着更深、更宽、更大的方向发展并且基坑周边的坏境也越来越复杂。这便为基坑的安全稳定性提出了更高的要求,因此支护结构的变形控制成为了深基坑设计、施工、监测的主导因素。
  本文依托重庆轨道交通两路口站深基坑工程,运用理论分析、数值模拟计算、实测数据与模拟数据对比分析的方法对本深基坑的变形进行了研究。本文主要研究内容和结论如下:
  ①首先针对土岩组合区深基坑开挖地表变形特性,采用偏态分布函数对本深基坑坑周实测沉降曲线进行分析,给出了适用于本工程的地表沉降估算简化方法,并运用简化方法计算了坑周地表沉降值。计算的沉降值与模拟值相吻合,验证了模型的正确性。
  ②接着结合重庆两路口深基坑工程实例,采用MIDAS/GTS有限元软件,分析基坑稳定性,并对计算结果的挡墙水平位移、锚杆轴力、基坑地表沉降、房屋建筑基础与结构进行分析,得出其变形规律。其次设计模拟了增大开挖步距与之进行对比分析,得出开挖步距的设置能有效的控制基坑变形。最后模拟分析了上覆土厚度分别为3m、5m、7m时对地表沉降的影响。
  ③通过收集整理并分析实测数据与模拟数据对比分析,得出实测与模拟相吻合。验证了模型的正确性。最后,通过理论分析知道施工是基坑变形产生和发展的阶段,要想控制基坑变形就必须从变形源头和变形的发展过程入手。因此,本文最后讨论了深基坑在施工过程中开挖方法选择和施工工艺对基坑变形的控制措施方法。
[硕士论文] 谭海星
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:随着地面建筑和交通空间的日益饱和,城市地下空间的开发和利用逐步被人们重视,城市地铁作为一项地下公共交通工程为缓解和解决地面交通压力做出了极大的贡献。经过近150多年的发展,地铁车站不断刷新特大断面的纪录,大拱脚地铁车站就是一种新型的特大断面形式。地下工程长期处在一个相对封闭、地质环境复杂、高应力地区,任何微小的不确定因素的改变都会对结构的应力状态产生较大影响,从而引起结构的开裂。
  本文以断裂力学为理论基础,结合ABAQUS软件中的扩展有限元板块分析大拱脚地铁车站拱盖结构在局部偏压荷载、不均匀沉降、不同侧压力系数变化和拱盖结构厚度变化几种因素下结构的开裂、扩展及破坏时裂纹的分布位置及形态。
  (1)文中将日本隧道衬砌模型试验与利用ABAQUS扩展有限元法的数值模拟结果相对比,得出模拟结果与模型试验的裂纹位置基本一致,充分论证了XFEM法模拟衬砌结构开裂的可行性和适用性,为模拟大拱脚拱盖结构的开裂提供了理论依据。
  (2)在局部偏压作用下,拱盖结构产生的裂纹与破坏形态随着偏压范围的变化而出现不一致的情况。局部偏压范围越大,结构越容易产生裂纹;结构起裂时首先在偏压区域所对应的拱盖结构内表面产生受弯张口型裂纹;裂纹面上部结构的环向位移大于下部的结构环向位移;同一荷载作用下结构的裂纹扩展速率随着偏压范围的增大而加快;偏压范围较小时,随着荷载的增加,偏压范围外侧的结构混凝土被压溃;偏压范围较大时,主要是以主裂缝的贯穿以及外侧混凝土压溃而破坏,此时,偏压范围上下外表面及左拱脚外表面会产生拉裂纹区;结构在偏压角度一定的条件下,随着纵向偏压长度的增加,裂纹的扩展长度随之增加,在空间形态上表现出两端向拱顶微弯曲的现象。
  (3)拱盖结构产生横向不均匀沉降时,结构首先在左拱脚外表面产生张拉裂纹,随着沉降量的增加,裂纹逐渐贯穿,表现为压剪裂纹,与此同时,左右拱腰外表面以及拱顶内表面产生拉裂纹区,且右拱腰外表面的裂纹区域比左拱腰的范围大;产生纵向不均匀沉降时,起初沉降值较小,拱顶外表面产生对称的双裂纹,随着沉降值的增大,拱底沉降处产生竖向裂纹,主裂纹以接近45°扩展,扩展速度逐渐加快,达到破坏沉降时,结构沉降处表现出张拉裂纹,另一端表现出剪切破坏。
  (4)不同侧压力系数结合拱盖结构存在空洞产生的裂纹不同:当空洞位于拱顶区域时,随着侧压力系数的增大,拱项空洞区外表面首先产生受弯张口型裂纹,结构接近破坏时,拱顶空洞区域、左右两侧拱腰内表面、拱脚外表面会产生拉裂纹区;当空洞位于拱腰时,拱腰外表面混凝土首先会随着侧压力系数的增大被挤出变形,出现“V”形受弯张口型裂纹,随着侧压力系数的继续增大,空洞区外表面、左拱腰内表面、左拱脚外表面以及右拱脚内表面会产生拉裂纹区。
  (5)随着拱盖结构厚度的增加,结构的起裂荷载逐渐增加,裂纹的扩展速度逐渐减缓。
  (6)将数值模拟的裂纹以形态、位置等进行归纳分类:①拱盖结构在受到偏压及不同侧压力系数作用下首先产生受弯张口型裂纹,主要表现为纵向裂纹,随着荷载的增大在环向迅速扩展;②纵向不均匀沉降主要产生斜向和环向裂纹,沉降处裂纹表现为受弯张口型裂纹,随着沉降值的增大会在另一侧产生受剪错台型裂纹;③横向不均匀沉降起初在拱脚位置产生受弯张口型裂纹,随着沉降值的增大,结构会发生剪切破坏,产生受剪错台型裂纹。
  (7)对病害及裂纹的相互对应关系进行总结和描述,得出拱盖结构的拱腰内表面和拱脚外表面是拱盖结构裂纹较易产生的区域,初步得出裂纹位置与病害的对应表格,为实际工程中裂纹的产生及判断提供借鉴。
[硕士论文] 张文文
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性破坏的主要元凶,基于电化学原理的电化学修复技术是提升混凝土结构耐久性的重要手段。混凝土在电化学修复过程中存在非均匀电迁现象,非均匀电迁对修复后混凝土劣化特征的影响有待研究。本文通过室内试验研究混凝土非均匀电迁修复后对劣化特征的影响,同时基于双向电迁和外防腐涂料进行非均匀电迁影响控制试验。利用COMSOL Multiphysics软件对混凝土非均匀电迁过程中的内部电势及氯离子分布特征进行模拟,通过模拟探究均匀化电迁方法,并进行混凝土电化学修复均匀化电迁试验,验证均匀化电迁方法有效性。本文主要研究内容如下:
  (1)通过设计养护期浸泡加速侵蚀、电化学修复、室内人工模拟加速劣化三个试验阶段,人工模拟实际工程中混凝土结构从初始氯离子侵蚀、电化学修复、劣化再侵蚀三个阶段。设置不同耐久性损伤程度、不同钢筋间距两组试验变量,进行电化学修复非均匀电迁影响试验。跟踪检测电化学修复后混凝土在不同劣化阶段的氯离子浓度及钢筋腐蚀电位,研究非均匀电迁对混凝土非均匀劣化过程中氯离子空间分布特征及钢筋腐蚀电位的影响。
  (2)为控制非均匀电迁对混凝土劣化过程中氯离子分布及钢筋腐蚀电位的影响,从防止外部离子侵入及钢筋防腐角度出发,基于外防腐涂料和双向电迁技术进行非均匀电迁影响控制试验,探究非均匀劣化的防治措施。通过室内试验研究双向电迁对电化学修复后混凝土劣化过程中钢筋腐蚀电位的影响。同时联系工程实例,对实际工程中的电化学修复桥墩进行钻芯取样,将芯样试件表面进行不同工况防腐处理。将处理后的芯样进行室内高低温循环加速劣化试验,研究对比不同工况下芯样表面防腐层劣化特征、氯离子侵蚀深度及范围、以及芯样内部氯离子分布特征。
  (3)利用COMSOL Multiphysic软件建立混凝土电化学修复非均匀电迁数值模型,对预掺氯盐试件非均匀电迁过程中内部电势及氯离子传输数值模拟。基于模拟方法通过改变阳极位置、对电迁面设置不同区域及不同电压等方式探究混凝土均匀化电迁方法,同时进行试验验证均匀化电迁方法有效性。
[硕士论文] 陈红川
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)具有抗腐蚀性强、抗拉强度大等特点,在实际工程中被广泛应用于混凝土结构加固。预应力碳纤维板加固技术作为一种主动加固方法,具有高效、经济的特点,应用前景广阔。本文以预应力夹片式锚具和预应力波形锚具为基础,并对其工作原理及受力特性进行理论分析,研发出一种新型的针对10cm宽碳纤维板的楔形夹片式锚具,并对其受力特性进行有限元模拟及静力张拉试验研究,主要内容有:
  (1)对国内外的预应力碳纤维板锚具进行调研,总结国内外现有锚具的样式,并对比分析夹片式锚具和波形锚具的工作原理、受力情况及工作性能,在此基础上设计楔形夹片式锚具的关键尺寸。设计锚具的锚固长度为200mm,锚杯厚度为70mm,三种夹片厚度分别为6.15mm、8.15mm、10.15mm;
  (2)运用ansys软件模拟了预应力碳纤维板楔形夹片式锚具在预紧阶段和张拉阶段的受力过程,分析锚具整体和楔形夹片的变形及受力情况。模型中采用面——面接触方式模拟锚杯与夹片、夹片与碳纤维板之间的接触,并将碳纤维板与锚具楔形夹片视为一体。理论结果表面:锚具中部的向上变形最大,并由锚具尾端向前端递减;锚具尾端区域的等效应力最大;
  (3)预应力碳纤维板楔形夹片式锚具的静载张拉试验方案设计,主要包括楔形夹片式锚具静载试验的试验内容、设备、测点布置方法以及试验加载制度。进行锚具静载试验,测试锚具楔形夹片厚度对锚具极限张拉力的影响。由试验可知:XMJ10-3组的试验结果较为良好,锚具的极限张拉力达到380.3KN,锚固效率为79.2%。试验结果表明:锚具夹片需要具有一定的刚度才能夹持住碳纤维板,提高锚具的极限张拉力,减少因碳纤维板滑移造成的预应力损失。
[硕士论文] 陈鑫
桥梁与隧道工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:钢绞线是预应力混凝土结构及缆索支承体系桥梁的主要承重构件,其健康状况直接影响到结构的耐久性和安全性。在服役过程中,钢绞线极易受水、空气及腐蚀性介质侵蚀而产生腐蚀,造成其静力性能和疲劳性能急剧退化,进而导致单根钢丝断裂甚至整根钢绞线破坏,造成重大安全事故。因此,及时、有效进行钢绞线健康状况的检测与评估,是保证预应力结构安全性及耐久性的关键问题之一。
  本文从时频域研究了超声导波在钢绞线中的传播规律,并基于导波传播特征进行了钢绞线张拉力识别,为复杂波导结构中导波传播特性研究提供一种有效方法,也为超声导波在钢绞线无损检测中的应用提供理论支撑。首先采用小波变换提取导波时频分布,提出了基于单点波动信号的导波模态分析方法,并分析了腐蚀、张拉力等因素对导波传播模态及时频能量特征的影响;然后,将信息熵与导波时频能量结合,提出了抗噪能力强的导波能量熵谱;最后,将导波能量熵谱作为特征向量,构建以特征向量距离为指标的钢绞线张拉力识别模型,考虑了传播距离和传感器布置策略的影响,得到以下结论:
  (1)基于单点波动信号的时频能量分布可以有效进行导波多模态识别。通过提取高强钢丝单节点波动时程信号进行小波时频变换分析,可以识别导波多模态分布,有限元仿真计算及实验结果均与理论模态曲线吻合良好,高频段的模态识别需要更高的网格划分。
  (2)导波时频能量分布特征随钢丝腐蚀程度增加而改变。高强钢丝经腐蚀之后,其L(0,1)阶能量占比逐渐上升,L(0,2)阶能量占比逐渐下降,截面损失10.84%之后,L(0,1)阶能量占比提高了52.1%,总体能量逐渐向低频转移。
  (3)导波能量熵谱可以有效反映钢绞线张拉力变化。基于小波时频变换结果的导波能量熵谱随钢绞线张拉力而变化,且在特定尺度范围内谱值变化明显,而即使在信噪比为0dB的强噪环境下,能量熵谱仍呈现良好的规律性。
  (4)基于能量熵谱建立的钢绞线张拉力识别指标与钢绞线张拉力之间符合线性变化关系,确定系数大于095,有限元模拟与试验结果一致性良好。随导波传播距离增加,张拉力识别指标的敏感性更好。
  (5)采用无耦合布置策略进行钢绞线张拉力识别效果更优。较耦合布置策略相比,采用无耦合布置策略进行钢绞线拉力识别,有限元和实测结果K值分别上升了24%和602%。推荐采用无耦合布置策略进行现场测试。
[硕士论文] 刘灿亮
建筑与土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:随着科技的不断进步,越来越多的大跨度结构和高耸建筑物不断涌现,钢管混凝土因其优越的工作性能越来越广泛地被应用于这些大型工程中。然而现代社会中仍存在着诸多不稳定的因素,例如瓦斯爆炸、交通工具撞击、自然灾害及恐怖主义袭击等,这些偶然作用产生的动荷载将会对结构产生一定的影响。因此,钢管混凝土的动力学特性开始被越来越多的专家和学者进行研究。本文是以钢管混凝土材料为研究对象,通过SHPB实验和有限元数值模拟主要研究其在多次连续冲击作用下的动力学特性。本文的主要内容如下:
  介绍了钢材和混凝土两种材料的动力学特性、SHPB实验系统的基本原理和实验装置。本文试验分别选取C30和C45两种不同强度的混凝土作为试件的核心混凝土,钢管型号为Q345,厚2mm。选择4组不同的加载气压并对试件进行在同一加载气压下的连续加载的SHPB试验,直至试件破坏。试验结果表明当加载气压不变时多次连续冲击试件,随着冲击的次数增加,入射波波形不变,反射波峰值应变不断增大,透射波峰值应变逐渐减小,钢管混凝土试件的承载力在不断下降;由三波法计算得到的动态应力-应变曲线表明,一次冲击时加载气压越大,其动态抗压强度越大,表明钢管混凝土具有明显的应变率效应;多次连续冲击时随着冲击次数的增加,其动态抗压强度逐渐降低;通过耗能分析也可得出,多次连续冲击时随着冲击次数的增加,试件内部损伤逐渐累积,耗能能力逐渐降低。且随着加载气压的增大,入、反及透射能都随应变率的增大而增大,然而当应变率达到一定值时,吸收能反而下降。
  通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟,钢管采用塑性随动模型,核心混凝土采用K&C模型。在一次冲击作用下,其应力波原始波形、试件破坏情况和动态应力-应变曲线都与试验结果较为吻合。在多次连续冲击作用下,钢管混凝土试件的破坏过程与试验结果也较为吻合。
[硕士论文] 刘槟豪
建筑与土木工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:本文依托实际工程郑州到阜阳客运专线,以试验为基础详细探究了CRTSⅢ型轨道板用高性能混凝土,对轨道板用高性能混凝土的原材料进行试验探究,以选出适合实际工程需要的原材料。根据选择的原材料进行高性能混凝土配合比设计。因龄期为16h的混凝土抗压强度直接影响轨道板产量,龄期为28d的混凝土抗压强度影响轨道板验收,所以试验选取16h和28d两个龄期进行高性能混凝土抗压强度试验探究,根据试验数据详细分析了影响高性能混凝土抗压强度的因素。同时在最优配比下探究了影响高性能混凝土耐久性的一些因素。
  (1)根据实际工程需要选择原材料,并进行试验,参考铁路混凝土标准和技术条件选出适合轨道板生产需要的高性能混凝土原材料。以试验数据为基础分析了优质原材料对高性能混凝土的重要性。详细分析了水胶比、砂率、矿物掺合料对高性能混凝土的影响及其原因,并提供了大量试验数据对其他高性能混凝土工程原材料的选择提供参考。
  (2)根据选择的原材料进行基准配合比设计,并进行重要参数的验算,以验证其是否符合工程要求。设计正交试验,选取水胶比、砂率、矿物掺合料三个因素来探究最优配合比,通过方差分析研究在不同龄期下三个因素对高性能混凝土抗压强度影响的显著性,并得出最优配合比为水泥∶粉煤灰∶细骨料∶粗骨料∶减水剂∶水为403∶45∶705∶1151∶5.82∶139。
  (3)在最优配合比下利用试验探究了新型轨道板所用高性能混凝土的弹性模量、电通量、抗氯离子扩散系数、抗裂性、抗冻性等对耐久性有重大影响的特性,分析它们对耐久性影响的原因。通过具体的试验数据来验证最优配合比是否符合实际工程需要。
  所配置的高性能混凝土已经用于郑阜客专7000余块轨道板的生产,效果良好,有效的保证了本标段轨道板的质量,各项试验数据也为后续轨道板用高性能混凝土的优化提供了指导意义。
[硕士论文] 俞楠
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:环向预应力钢绞线加固可有效提升混凝土柱的承载能力,且大幅改善其变形性能,是一种主动约束混凝土以提高构件抗压强度,并在一定程度上阻滞受压混凝土轴向裂缝产生与发展的加固方法,具有较好的应用前景。已有的研究成果大部分建立在小尺寸圆形柱以及方形柱的基础上,而关于构件尺寸及截面形状与加固效果的相互关系研究甚少。
  本文围绕以环向预应力钢绞线网加固的钢筋混凝土柱结构的轴压承载力和破坏形态,通过三种不同尺寸柱结构在相同侧向约束力的条件下的轴压试验研究,探讨了构件尺寸与柱结构加固效果的影响关系;并开展了不同长宽比矩形截面柱结构加固的轴压试验研究,探索了截面长宽比对加固柱的加固效果影响;最后基于Mander理论,提出了适用于环向预应力钢绞线网加固柱的核心混凝土计算公式以及轴向承载力计算公式。本文的主要研究成果如下:
  (1)尺寸效应研究结果表明,在相同的侧向约束力下,小尺寸、中等尺寸和大尺寸混凝土方形柱的强度比以及应变比几乎是相等的,表明构件尺寸对加固柱加固效果的影响不大,同时综合分析主筋应变、混凝土应变、箍筋应变以及钢绞线应变与轴向力的关系,论证了环向预应力钢绞线网加固柱强度提升机理是核心混凝土强度的增强。
  (2)截面形状效应研究结果表明,环向预应力钢绞线网对矩形截面混凝土柱同样具有明显的约束作用,大幅提升了构件的开裂荷载以及有效约束了裂缝的发展,同时发现加固构件承载力提升幅度随着长宽比的增加而下降。
  (3)破坏全过程非线性有限元分析结果表明,数值分析结果与试验结果在破坏形态、轴向承载力以及应力-应变曲线是基本吻合的,经参数分析得到,环向预应力钢绞线网的加固效果与钢绞线加固间距、预应力水平以及截面形状直接相关,并验证了在相同侧向约束力下,构件尺寸对于加固柱加固效果影响不大。
  (4)在此基础上,提出了HPSW加固柱轴压承载能力计算公式,并与试验结果对比,两者差值在5%以内。
[硕士论文] 李晓帅
建筑与土木工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:预应力碳纤维板加固技术结合了普通粘贴碳纤维材料加固与体外预应力加固两种加固技术的优点,具有耐腐蚀性强,延缓构件开裂,大幅度提升承载力等优点,在工程加固领域得到了快速的发展与应用。但是,相较于成熟的采用钢绞线、钢丝束等传统材料的预应力加固技术,在预应力碳纤维板张拉控制应力方面的研究还缺乏足够的经验与数据,相关的规范中对于预应力碳纤维板的张拉控制应力的规定不明确或没有给出具体要求。因此,本课题就预应力碳纤维板张拉控制应力对混凝土梁加固效果方面的影响展开相关研究,以期得到一些有价值的结论。
  为探索合理的张拉控制应力,本课题设计了不同的预应力水平的碳纤维板加固梁,并进行了混凝土构件的加载试验。通过加载试验和数据分析,得出以下主要结论:
  1、通过对不同加固条件下T梁的静力加载实验,研究了张拉控制应力对加固梁的受力特性、破坏形态、承载能力以及裂缝发展等性能的影响,通过试验分析了预应力碳纤维板加固技术对混凝土梁构件的开裂荷载、构件挠度和裂缝发展的影响,分析了张拉控制应力对碳纤维板的材料利用率的影响。
  2、在试验的基础上,对不同加固条件下的混凝土梁受力性能和破坏模式进行了理论分析,通过理论分析表明:以传统的平截面假定为基础的力学模型,可以较好的预测经过预应力碳纤维板加固的受弯构件的工作性能;同时根据假定条件,推导了构件正常使用阶段的消压弯矩、开裂弯矩的公式,并且针对不同破坏模式下推导构件钢筋屈服荷载以及极限承载力的公式,并在直接双线性法为基础上分析了加固梁的荷载挠度关系。
  3、针对采用预应力碳纤维板加固混凝土梁与钢筋混凝土梁在力学性能性能上的差别,现有评估方法的局限性,“引入基本承载力安全储备”与“等效承载力安全储备”的概念,与现有评估方法进行对比分析,避免因单一评价标准造成加固混凝土梁安全储备不足以及避免盲目提高构件的设计荷载造成安全性可靠性的不足。
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