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基本信息
- 項目名稱：
- 橡膠阻滑板與拋石基床摩擦系數(shù)特性分析
- 小類：
- 機械與控制
- 簡介：
- 橡膠阻滑板的應(yīng)用作為一項提高軟土地基上碼頭和防波堤抗滑穩(wěn)定性的新技術(shù)，具有很大的發(fā)展空間。但由于目前國內(nèi)僅有一次應(yīng)用，且此方面的研究成果十分有限，因此限制了這項技術(shù)在工程中的推廣。本文對其工作機理、摩擦系數(shù)的影響因素和摩擦系數(shù)在其他工程中的設(shè)計值等問題進(jìn)行初步分析探討，從而發(fā)現(xiàn)了新規(guī)律，并由分析結(jié)果提出了一系列能夠影響橡膠阻滑板工作性能的因素。
- 詳細(xì)介紹：
- 本文利用長江口深水航道治理工程進(jìn)行的橡膠板摩擦系數(shù)測試數(shù)據(jù)，先后完成了對橡膠阻滑板摩擦系數(shù)的概率分布類型、小范圍（40-80kPa）豎向荷載對摩擦系數(shù)的影響，以及橡膠板摩擦系數(shù)特性的分析，最終得到了一系列結(jié)果。結(jié)果表明: 1.橡膠板摩擦系數(shù)在荷載為40kPa-80kPa范圍內(nèi)近似正態(tài)分布,其中均值取值范圍0.8958≤μ≤0.9175（平均可取0.9081），方差取值范圍0.0782≤σ≤0.1031(平均可取0.0833); 2.在40kPa-80kPa范圍內(nèi)摩擦系數(shù)不隨豎向荷載的增加而減少。這一規(guī)律與混凝土底板與拋石基床的摩擦系數(shù)變化規(guī)律（隨豎向荷載增大而減小）不同; 3、由于橡膠板變形后與拋石基床的咬合作用，橡膠板的摩擦系數(shù)會大于1。因此底部布設(shè)花紋的橡膠板摩擦系數(shù)高于相同條件下的其它同類樣品； 4、采用與混凝土一起澆筑的方法所得到的樣品的摩擦系數(shù)要高于直接粘接于混凝土底板的方法，并且能增大橡膠板的可靠性（減小變差系數(shù)）; 5、橡膠板的均值達(dá)到0.9，在有質(zhì)量保證的前提下，工程設(shè)計值可取到0.8，并仍留有安全儲備； 6、對比日本的研究成果，橡膠板可用于重力式碼頭等大荷載水工結(jié)構(gòu)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 重力式碼頭與防波堤抗滑穩(wěn)定是此類建筑物安全的控制因素，此類建筑物底板與拋石基床之間的摩擦系數(shù)是驗算抗滑穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)。采用橡膠阻滑板提高重力式碼頭與防波堤抗滑能力是一項新技術(shù)，這方面的研究成果十分有限。對橡膠板的摩擦系數(shù)特性進(jìn)行分析，可以加強對橡膠板的認(rèn)識，使其在今后的工程中得到廣泛應(yīng)用，并使其充分發(fā)揮抗滑能力，節(jié)約工程造價。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 完成了對橡膠阻滑板在40kPa-80kPa應(yīng)力范圍內(nèi)的統(tǒng)計特性分析和研究，發(fā)現(xiàn)了新規(guī)律。并由分析結(jié)果提出了一系列能夠影響橡膠阻滑板工作性能的因素。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 1.在今后的設(shè)計過程中，根據(jù)本文給出的規(guī)律，結(jié)合現(xiàn)場測量或?qū)嶒災(zāi)M得到的波浪力的數(shù)據(jù)，可以計算出建筑物抗滑的失效概率； 2.本文給出的摩擦系數(shù)影響因素對于工程中選用橡膠板具有導(dǎo)向作用； 3.對比于日本在這一領(lǐng)域的研究成果，簡要探討了我國在大荷載水工建筑物上應(yīng)用橡膠板的可能性。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 1.橡膠板摩擦系數(shù)在荷載為40kPa-80kPa范圍內(nèi)近似正態(tài)分布,其中均值取值范圍0.8958≤μ≤0.9175（平均可取0.9081），方差取值范圍0.0782≤σ≤0.1031(平均可取0.0833); 2.在40kPa-80kPa范圍內(nèi)摩擦系數(shù)不隨豎向荷載的增加而減少。這一規(guī)律與混凝土底板與拋石基床的摩擦系數(shù)變化規(guī)律（隨豎向荷載增大而減小）不同; 3、由于橡膠板變形后與拋石基床的咬合作用，橡膠板的摩擦系數(shù)會大于1。因此底部布設(shè)花紋的橡膠板摩擦系數(shù)高于相同條件下的其它同類樣品； 4、采用與混凝土一起澆筑的方法所得到的樣品的摩擦系數(shù)要高于直接粘接于混凝土底板的方法，并且能增大橡膠板的可靠性（減小變差系數(shù)）; 5、橡膠板的均值達(dá)到0.9，在有質(zhì)量保證的前提下，工程設(shè)計值可取到0.8，并仍留有安全儲備； 6、對比日本的研究成果，橡膠板可用于重力式碼頭等大荷載水工結(jié)構(gòu)。
獲獎情況
- 天津大學(xué)挑戰(zhàn)杯競賽特等獎
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- 《橡膠阻滑板在我國水運工程中的首次應(yīng)用》，謝善文，李炎保，《水運工程》2006年S2期。 《重力式鋼結(jié)構(gòu)底面與拋石基床頂面問摩擦系數(shù)的測定》 ，舒寧，李炎保，《中國港灣建設(shè)》2005年第2期。
同類課題研究水平概述
- 1．重力式碼頭和防波堤的抗滑穩(wěn)定性 重力式碼頭和防波堤的抗滑穩(wěn)定性是保證工程安全的重要指標(biāo)。而沉箱底板與拋石基床的摩擦系數(shù)則是抗滑穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)。傳統(tǒng)的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)底板與拋石基床的摩擦系數(shù)分別為0.6和0.46。這就需要通過加大豎向荷載提供足夠的水平摩擦力來保持抗滑穩(wěn)定性。而對于軟土地基，過大的荷載必然會導(dǎo)致地基的沉降。為防止沉降，在減小豎向荷載的同時保證摩擦力，人們采用了橡膠阻滑板，從而可將沉箱底面與拋石基床的摩擦系數(shù)提高到0.8以上。 2．國內(nèi)外工程中橡膠阻滑板的應(yīng)用現(xiàn)狀 日本在20世紀(jì)70年代首先使用了橡膠阻滑板，目的主要是在減輕建筑物的自重的同時保持結(jié)構(gòu)的抗滑穩(wěn)定性。因此日本對橡膠板強度、老化特性、設(shè)計值等研究也較充分。 我國在于2004年在長江口深水航道治理工程中成功使用了這項工藝，用以解決超軟地基上保證建筑物穩(wěn)定的一個新方法。這也是國內(nèi)唯一一次使用橡膠阻滑板的工程實例。目前為止，國內(nèi)文獻(xiàn)檢索中也僅有《橡膠阻滑板在我國水運工程中的首次應(yīng)用》一篇文章對此次橡膠板的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。闡明了橡膠板的設(shè)計情況，摩擦系數(shù)實驗方法及主要實驗結(jié)果，同時也介紹了橡膠板投入使用后的工作狀況。 3．國內(nèi)對橡膠阻滑板研究水平 《橡膠阻滑板在我國水運工程中的首次應(yīng)用》一文中給出了全部合格檢測樣品共37塊的摩擦系數(shù)統(tǒng)計特征值（平均值、變異系數(shù)、最小值），以及摩擦系數(shù)大于0．85和0．90樣品所占比例等數(shù)據(jù)。但并沒有對橡膠阻滑板摩擦系數(shù)統(tǒng)計特性的分析，也沒有涉及橡膠板摩擦系數(shù)特性的分析。我國對橡膠阻滑板的研究僅處于起步階段，并不像鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)那樣有一套完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。這也是限制橡膠阻滑板在水運工程中廣泛應(yīng)用的原因之一。
