列车振动荷载作用下单洞双线水下隧道动力响应数值研究
黄毅;杨桂伦;李梓亮;侯守栋;陈超峰;陈心怡;我国水下隧道的建设方兴未艾,然而高水压赋存环境和服役期内高速列车荷载无疑将导致管片结构和隧道周围土体面临更严峻的灾变风险。鉴于此,在COMSOL Multiphysics有限元软件中建立基于金塘海底隧道工程的三维数值模型,系统分析隧道结构及周围土体在正弦荷载、扫频荷载及列车荷载作用下的动力响应。结果表明:隧道衬砌加速度呈周期性“M”形波动,空间分布不均,轴力和弯矩的最大值分别出现在拱脚和拱腰;周围土体加速度响应呈“M”形波动且随距离衰减,孔隙水压力在隧道上下与左右侧土体中变化趋势相反;土体加速度峰值随车速增加而显著增强,近荷载源区域响应更剧烈。
煤基固废与冶金渣协同制备地质聚合物
焦晓飞;刘永明;为缓解山西省粉煤灰(FA)、煤气化渣(CGS)和钢渣(SS)等大宗工业固废长期堆存带来的环境压力,实现工业固废的高值化利用,以FA-CGS-SS三元体系制备地质聚合物,并探究不同废渣复配比例、碱激发剂模数和养护制度等因素对地质聚合物强度、凝结时间及体积安定性的影响。试验结果表明:当配比为FA∶CGS∶SS=60%∶20%∶20%,碱激发剂模数为1.5,采用80℃热养护24 h时,所制备的地质聚合物28 d抗压强度可达48.5 MPa,优于普通水泥砂浆。基于生命周期评价(LCA)方法初步测算,该地质聚合物比同等强度的普通硅酸盐水泥生产减少约44.5%的CO2排放。
不同品质粉煤灰和矿渣粉复配对混凝土性能的影响
郭恒沙;选取三种不同品级的粉煤灰与矿渣粉,将其按固定比例进行多组复配,研究不同复配组合掺合料的活性以及对混凝土性能的影响。结果表明:粉煤灰和矿渣粉复配后的活性受矿渣粉品质影响较大;粉煤灰品质对混凝土工作性能影响更为显著,品质较差的粉煤灰和矿渣粉复合对混凝土工作性能影响较大;Ⅱ级粉煤灰和S105矿渣粉、Ⅰ级粉煤灰和S95矿渣粉两种组合的混凝土强度相当;高品级的粉煤灰和矿渣粉可以有效降低混凝土各龄期收缩率和碳化深度;当Ⅲ级粉煤灰和S75矿渣粉复配时,混凝土各项性能最差。
高温后偏高岭土基地聚物强度变化与损伤机制研究
陈艳;董伟强;地聚物凭借其优异的耐高温性能,在高火灾风险建筑领域展现出巨大应用潜力。以偏高岭土为前驱体,以水玻璃与NaOH为复合激发剂,重点探究不同矿粉(GGBFS)掺量对偏高岭土基地聚物耐高温性能的影响规律与内在作用机制。通过高温试验结合抗压强度测试、热重分析、XRD、FT-IR及MIP等表征手段,系统分析地聚物在高温环境下的宏观性能演变与微观结构损伤过程。试验结果表明:在200℃保温2 h条件下,掺加5%、10%和15%矿粉的地聚物抗压强度较常温分别提升8.4%、13.5%、5.7%,其中10%矿粉掺量组力学性能最优;当温度>200℃后,所有试件抗压强度均呈下降趋势,且下降幅度随矿粉掺量增加与温度升高而显著增大;800℃时,15%矿粉掺量组试件发生爆裂,丧失整体抗压性能,而5%与10%矿粉掺量组仍保持52.8%和52.1%的强度保留率;10%矿粉为最优配合比掺量,该掺量地聚物在中低温环境下兼顾高温强度、结构稳定性和微观结构的完整性,实现了宏观力学性能与微观结构热稳定性的协同提升。
镦粗工艺对稀土镁合金组织和性能的影响
刘斌;镁合金材料已成为航空航天、国防及新能源汽车领域轻量化的核心支撑。研究以Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金为对象,采用固溶和时效预处理结合镦粗工艺制备大尺寸试样,通过微观组织研究及拉伸试验分析其组织与性能。结果表明:经过预处理的稀土镁合金材料,初始组织为平均尺寸195.8μm的等轴晶,含块状和层状LPSO相及Mg5(Gd,Y)相,织构呈随机分布。镦粗后试样形成具有粗大变形晶粒和细小动态再结晶晶粒的双峰结构,其中1/2R区域应变最大,动态再结晶率最高达到9.9%,平均晶粒尺寸最小为83.26μm;Center区域DRX率最低为6.2%,平均晶粒尺寸为119.20μm。在镦粗变形后,由于受到变形量的影响,Edge处位错多、易滑移及小角度晶界占比高;1/2R处再结晶充分、晶界角度大、织构最强;Center处位错少、难滑移、织构最分散。经测试不同区域的力学性能可知,镦粗工艺使得试样性能显著提升,1/2R区域表现最优,屈服强度、极限抗拉强度、延伸率分别达168.5 MPa、242.2 MPa、2.8%。
