基于强度折减法的海底隧道强震破坏机理

将强度折减法引入强震作用下的海底隧道衬砌结构安全稳定性研究,利用FLAC3D软件建立了海底隧道-岩土体-海水相互作用的强度折减法数值模型,综合考虑海底隧道衬砌在强震作用下的位移、剪应变增量和塑性区变化,确定了海底隧道衬砌局部破坏的极限平衡状态和整体破坏的极限平衡状态,分析了海底隧道衬砌在强震作用下的破坏机理。结果表明:海底隧道衬砌在水平地震波的作用下,主要是围岩变形导致隧道衬砌破坏;隧道衬砌破坏位置发生在右侧侧墙中部,破坏形式为剪切破坏;隧道衬砌局部破坏的极限安全系数为1.47,整体破坏的极限安全系数为1.8,2种安全系数的极限状态可对应结构设计中的正常使用极限状态和承载力极限状态。研究成果可为海底隧道衬砌设计提供理论依据。     

近场爆炸作用下简支钢筋混凝土梁冲剪破坏的预测方法

爆炸作用下钢筋混凝土梁会呈现多种破坏模式,针对近场爆炸载荷作用下钢筋混凝土梁的冲剪破坏,联合等效单自由度模型和临界剪切裂纹理论,提出一种预测钢筋混凝土梁冲剪破坏的方法,并通过开展两发球形梯恩梯装药近场爆炸试验,观察了钢筋混凝土梁的破坏形态,验证了冲剪破坏的预测方法.结果表明:提出的预测方法可用来评估钢筋混凝土梁在近场爆...     

水中爆炸作用下隧道毁伤效应研究

为研究隧道在水中爆炸荷载作用下的毁伤机理和破坏形态,选取典型管节,建立隧道管节的耦合Lagrange-Euler(CLE)三维数值模型,通过水下爆炸试验验证了CLE方法和材料模型的准确性。开展隧道管节的毁伤效应数值模拟,分析冲击波作用过程、管节损伤演化过程和管节破坏机理;进行参数分析,比较不同炸药当量和爆炸距离对管节毁伤程度和破坏模式的影响。结果表明：在水中爆炸作用下,隧道管节的损伤过程超过冲击波的作用时间。在同种炸药当量下,管节前壁的损伤程度随爆炸距离的增加而降低;后壁的损伤程度主要受炸药当量影响,爆炸距离对其影响较小。以位移变形为损伤指标,拟合得到函数关系式,并给出不同破坏程度的临界曲线,可用于评估隧道管节的破坏程度。     

脆性材料中的裂纹对组合梁剪切件滑移的影响

组合梁的承载能力受多种因素的影响,工程中通常采用强度条件进行设计,这种方法的实质是假定剪切联接件具有无限大的滑移能力。实际上,剪切联接件的超量滑移会引起梁的破坏。假设组合梁由脆性材料和韧性材料组合而成,在考虑脆性材料产生拉伸裂纹的情况下,用等效刚度法计算了剪切件的滑移量,进而得出组合梁的极限弯矩。     

均布压力下T型连接极限承载特性试验研究

针对复合材料舵翼骨架与蒙皮连接,设计了两种T型连接结构,并对其在波浪砰击载荷作用下的极限承载特性进行了试验研究。根据结构承载特点,提取典型局部试验缩比模型,给出了均布压力下T型连接试验载荷等效方法。试验比较了两种T型连接的承载特性差异,研究了跨距对T型连接初始刚度、极限破坏载荷以及极限承载弯矩的影响规律。试验结果表明:构型A存在明显的初始破坏,但极限破坏载荷大于构型B;极限承载弯矩基本不随跨距改变,可作为不同跨距、不同构型T型连接优劣衡量标准。最后,基于试验结果、载荷等效与缩比原则,提出了T型连接承载特性评价方法。     

剪刀撑水泥砂浆网薄层加固砌体墙体拟静力试验

主拉应力破坏是砌体结构在地震荷载作用下最常见的一种破坏形式,剪刀撑水泥砂浆网薄层加固法就是针对砌体结构抵抗主拉应力不足的一种加固方法。为了考察该方法加固砌体墙体的受力性能及加固效果,对6片砂浆强度不同、加固方法不同的墙体试件进行了拟静力试验。试验结果表明：剪刀撑水泥砂浆网薄层加固法能够明显提高砌体墙体的抗剪承载力;该方法更适合于加固砂浆强度较低的砌体墙体;采用该方法加固后的砌体墙体破坏形式以剪切滑移破坏为主;加固面层能够与原有墙体较好地共同工作。目前剪刀撑水泥砂浆网薄层加固法是一个崭新的课题,该拟静力试验给出的试验分析结果和建议可供相关研究和加固工程设计参考。     

加肋轴对称组合壳塑性极限分析 专用软件LAFEMAT的研制

基于轴对称截锥壳单元,建立了加肋轴对称组合壳塑性极限分析的有限元计算方法;应用Fortran语言编制了LAFEMAT专用软件.该软件通过分步加载,计算每一载荷步作用下组合壳单元的应力状态,采用一系列弹性计算方法模拟弹-塑性计算,直至组合壳达到极限状态,从而求得极限载荷.实例证明:该专用软件具有较高的计算效率和精度.     

多边形均布荷载下钢筋砼板的极限分析

通过对多边形钢筋砼板受均布荷载作用下的受力分析,提出了多边形钢筋砼板在均布荷载作用下的极限分析方法,给出了其简易的计算公式.     

钢管珊瑚混凝土短柱轴压性能试验研究

以南海岛礁的礁砂作为骨料,参照南海海水离子含量人工配制海水,制作7组圆钢管珊瑚混凝土短柱试件进行轴压试验,通过分析试件在轴压荷载下的效应变化和破坏形态,分别得到不同钢管套箍系数与试件长径比对短柱试件力学性能的影响规律,以及钢管套箍作用对核心珊瑚混凝土约束强度的影响。基于试验结果,进一步分析了钢管套箍系数对核心珊瑚混凝土强度的影响情况,回归得到钢管珊瑚混凝土极限承载力计算公式,为圆钢管珊瑚混凝土的设计应用提供试验参考。     

夹层复合材料耐压圆柱壳深水静压承载特性分析

为探究新型夹层复合材料耐压圆柱壳在深水环境中的极限承载能力及失效模式,以湿法缠绕工艺成型的圆柱壳模型为研究对象,通过开展深水静压试验研究及数值仿真,分析了结构的极限承载能力及失效模式。结果表明:夹层复合材料圆柱壳的失效模式为整体失稳,内外蒙皮均出现明显纤维断裂,伴随结构渗水,内蒙皮与芯层界面处出现分层并扩展,导致结构完全丧失承载能力。同时,在兼顾结构强度与稳定性双重指标前提下,预测了结构的渐进破坏模式及极限荷载,预测值与试验结果相比误差为5.97%。该研究为夹层复合材料耐压壳的应用设计提供了技术储备。     

超载运输对公路的破坏及对策分析

一、超载运输对公路使用质量的技术分析 (一)超载对路面的破坏 1.静荷载作用下的路面变形(见图1) 图1 沥青路面荷载——变形关系曲线 由图1可以看出,当荷载小于某一数值(Pa)时,变形随荷载的增加而成正比例的增加,荷载与变形之间呈直线关系(oa)段,在此范围内,路面主要产生弹性压缩。当荷载超     

新型棚洞结构抗震效应研究

目前国内外对棚洞结构的动力分析还鲜见报道。该文结合实际工程。利用FLAC^3D软件对提出的新型棚洞结构在地震荷载作用下的力学响应进行了研究。通过计算得出了该棚洞结构在不同地震荷载作用下的位移云图和位移时程曲线，进而找出了结构的薄弱部位，对新型棚洞工程设计、施工和加固有一定的参考作用。     

舰船单元结构模型水下接触爆炸破口试验研究

以 3种舰船单元结构模型水下接触爆炸试验为基础 ,对结构模型所产生的变形、破口尺寸、破口形状进行了观测与分析 ,查找并发现结构中的薄弱环节 .提出了板架结构加强筋相对刚度概念 ,确定了破口长度的估算系数 ,同时为舰船结构在水下爆炸作用下的破口数值计算提供了试验数据 ,如材料断裂极限应变等     

舰船静置爆炸气泡时总纵强度计算方法研究

新型"大气泡能"概念武器在水下爆炸能产生大气泡,对船体总纵强度造成很大影响,有可能使舰体发生纵向折断或倾覆。为研究这种作用,建立了舰船静置爆炸气泡时总纵弯曲强度的理论计算方法。采用静置爆炸气泡的假设,将气泡产生的浮力损失和压力差转化为等效载荷,计算气泡作用后船体的总纵弯矩和剪力并进行强度校核。以某舰艇为例进行计算,结果表明,爆炸气泡作用下船体的剪力和弯矩比静浮状态增大很多,船体发生纵向折断破坏的危险性也随之增大。     

梁式转换结构的ABAQUS非线性有限元分析

为研究梁式转换结构在竖向荷载作用下应力的分布及承载力情况,运用ABAQUS软件对文献[9]中的满跨剪力墙梁式转换结构ZHL-1进行有限元分析,并将有限元计算与文献报道的试验进行结果对比。分析表明:数值模拟与试验所得极限承载力误差仅为4.17%;该结构中转换梁与上部剪力墙共同作用所产生的应力拱效应分布及变形发展全过程与试验吻合较好;引入的损伤参数可以有效体现混凝土的拉伸开裂变化和压缩破坏特征。因此,运用ABAQUS软件,结合混凝土损伤塑性模型梁式转换结构所作的非线性有限元分析结果,可以为类似的剪力墙梁式转换结构设计和试验提供参考。     

平面杆系结构内力包络图仿真优化与编程

讨论受任意集中力、集中力偶和线性分布力等复杂移动荷载作用下的平面杆系结构内力包络图仿真优化技术。借助平面杆系结构分析软件Vsap2011,分析了单元截面离散方式和荷载移动步长对内力包络图求解精度的影响。研究表明:为了获得较高的内力包络图求解精度,对于移动荷载经过的单元,截面必须按步细分;对于活载任意布置的单元,截面必须在荷载作用点之间再插入足够多的分点;对于不受荷载的单元,两端刚结的必须按距离细分,而含有一个以上铰结点的不必细分。此外,在步长接近或相差不大的情况下,如果步长既能整除荷载队列的间距,又能整除载荷载通过单元的长度,那么就可以提高内力包络图的求解精度。如果将单元长度和荷载队列间距的最大公约数作为步长,既可获得较高的内力包络图求解精度,又可大大节省计算机时。     

抗滑桩设计安全系数标准讨论

对国内外边滑坡治理的抗滑桩设计安全系数标准进行了对比分析,指出我国各行业规范建议的稳定安全系数设计标准和国际上采用的标准相比总体偏低,建议适当提高。一些岩土设计规范在抗滑桩设计中考虑了2次安全系数,在滑坡推力计算中考虑了1次安全系数,然后又考虑了1.35的荷载分项系数。基于此,提出了一种新的设计思路,将极限状态设计法和稳定安全系数法区分开来,设计时分别满足极限状态设计法的荷载分项系数设计标准和稳定安全系数法设计标准,取2种方法的极大值进行抗滑桩结构设计。这样,既满足了结构工程师要求的极限状态荷载系数标准,又满足了岩土工程师要求的稳定安全系数标准,避免重复考虑安全系数。     

局部火灾场钢框架结构等效楼面活荷载分析

通过对火灾场钢结构框架梁极限抗弯、抗剪承载力的分析,提出采用等效楼面活荷载来描述火灾场对结构极限承载力的削弱,建立了火灾场等效楼面活荷载的计算公式,通过具体算例分析了厚涂型不同保护层厚度的框架钢梁极限抗弯、抗剪承载力及等效楼面活荷载的变化规律。分析结果表明,采用等效楼面活荷载可以直观地描述火灾场对结构构件极限承载能力的削弱,使火灾场钢结构受力分析变得简单、清晰。     

爆炸荷载作用下组合梁动力响应分析

本文应用分层Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的非线性动力有际元法,研究化爆和核爆荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应问题,探讨其动力响应特性以及钢板设置方式对钢筋混凝土梁动力响应的影响。     

两种板理论之比较及其在有限元法应用中的剪切闭锁问题

两种常用板理论,在用有限元法验证时,存在“剪切闭锁”问题,本文在论述“剪切闭锁”产生原因的基础上,以９节点Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ单元为例,介绍了一种消除“剪切闭锁”的方法。