核爆炸冲击波作用下齐地表刚性结构的二维动力设计荷载

本文用拉普拉斯变换法计算了考虑齐地表刚性结构底部地基效应及侧壁剪切力的二维动力响应,分析了反映二维效应的两个无量纲参数:质量比ξ和尺寸比η对结构——介质相互作用的影响,给出了在地表突加线性衰减荷载作用下齐地表刚性结构底板的最大动反力及顶底板上最大设计动荷载及其随ξ、η和侧壁摩擦系数β的变化曲线。所得结果表明,在受冲击荷载的地基基础、导弹发射井、桩基等的结构计算中,考虑结构——介质的相互作用的二维效应是十分必要的。     

土层隧道动力分析

考虑土与隧道体的相互作用,忽略结构惯性力,根据反应位移法,将隧道设计过程中各种动荷载(包括地震和爆破荷载)形成的地震波引起的隧道周围的土体位移作为荷载,通过弹簧作用于支护结构体上,推导出较为简单实用的公式来计算隧道在地震中的纵向和弯曲荷载,并讨论了其设计中的塑性问题。     

群桩间“加筋与退帘”相互作用研究

提出了桩间“加筋与遮帘”作用的计算方法．单桩的桩土作用关系采用荷载传递曲线，根据弹性理论Mindlin方程求解群桩间相互作用．依据弹性叠加原理，建立了杆系结构有限单元法与荷载传递迭代法相耦合的群桩沉降计算混合法．在编制的群桩沉降分析计算程序GPSAl中，采用本文提出的计算方法成功地计算了群桩间的“加筋与遮帘”作用．同时，在计算桩间影响系数时，考虑了桩周介质压缩层厚度有限的边界条件．本文的计算方法，可作为群桩沉降分析研究的参考．     

应变片在钢桁架桥梁工程中的应用

桥梁结构荷载试验检测是桥梁工程交付运营使用前的基本条件,依据荷载试验检测数据分析结构动、静栽试验对桥梁结构的影响。本文主要介绍钢桁架桥梁在动、静栽检测试验中应用应变片检验钢桁架桥梁的设计方法,了解结构的实际工作状态,检验桥跨结构的整体受力性能,评价其在设计使用荷载下的工作性能,推断桥跨结构实际承载能力,应变片在检测桥梁工程中发挥了极其重要的作用。     

土层隧道动力分析

考虑土与隧道体的相互作用，忽略结构惯性力，根据反应位移法，将隧道设计过程中各种动荷载（包括地震和爆破荷载）形成的地震波引起的隧道周围的土体位移作为荷载，通过弹簧作用于支护结构体上，推导出较为简单实用的公式来计算隧道在地震中的纵向和弯曲荷载，并讨论了其设计中的塑性问题。     

列车动荷载影响下深基坑支护结构变形及隔离桩隔振效果研究

随着城市轨道交通迅速发展,深基坑工程在已运营地铁旁施工已较为常见。为研究列车动荷载作用下深基坑支护结构变形规律以及评价隔离桩的隔振效果,以武汉市华中科创产业园超大深基坑工程为背景,采用激振力函数模拟计算列车动荷载,通过FLAC3D有限差分软件模拟分析列车动荷载以及隔离桩对深基坑支护结构变形的影响,并将现场监测数据与数值结果对比分析,验证数值模拟方法的可靠性。研究结果表明：激振力函数模拟列车动荷载输入数值模型得到的基坑支护结构变形规律与现场实测基本一致;列车动荷载对基坑支护结构变形影响较小,列车动荷载作用下地表沉降和围护桩变形各增加了1.3mm、3.6mm;隔离桩对列车动荷载具有较好的隔振作用,使地表沉降和围护桩变形分别减小了28%、6.8%。研究成果具有一定的实际推广价值,能为类似工程提供参考。     

列车动荷载影响下深基坑变形及隔振效果分析

为研究列车动荷载作用下深基坑支护结构变形规律以及评价隔离桩的隔振效果,以武汉市华中科创产业园超大深基坑工程为背景,采用激振力函数模拟计算列车动荷载;然后通过FLAC3D有限差分软件模拟分析列车动荷载以及隔离桩对深基坑支护结构的变形影响.将现场监测数据与数值计算结果对比分析,验证数值模拟方法的可靠性.研究结果表明:激振力函数模拟列车动荷载输入数值模型得到的基坑支护结构变形规律与现场实测基本一致;列车动荷载对基坑支护结构变形影响较小,列车动荷载作用下地表沉降和围护桩变形各增加了1.3、 3.6 mm;隔离桩对列车动荷载具有较好的隔振作用,使地表沉降和围护桩变形分别减小了28%、 6.8%.研究成果具有一定的实际推广价值,能为类似工程提供参考.     

路面结构的动荷载效应及对反分析结果的影响

采用有限元方法分析路面结构的动、静荷载作用响应，并与弹性层状体系理论分析结果比较，表明路面结构的动、静荷载反应有明显的差别。路基不同深度处存在刚性下卧层时，考虑静荷载作用的分析结果有显著的差别，而考虑动荷载作用的分析结果差别不大。在利用动态弯沉盆数据进行路面结构模量反分析时，如忽视动荷载的影响，则反算结果误差很大，甚至不可信。如果按照动力学模型进行路面结构反分析，结果可基本不受下卧层的影响。     

高层、高耸结构抗风动力可靠度

利用风荷载作用下的高层、高耸建筑结构动响应特性，采用振型分解法并结合《建筑结构荷载规范》推导出结构动力响应统计参数的计算公式；根据随机振动的极值理论，利用得到的统计参数，采用正态分布法计算了抗风结构在一次强风作用下的动力可靠度；并通过风荷载出现频率的泊松分布假设，分析得到了抗风结构在设计基准期内的动力可靠度计算公式。算例证明此方法计算简单，易于工程应用。     

上海越江隧道核爆破坏效应的研究

以上海市翔殷路越江隧道工程为背景,对隧道周围土体进行动三轴试验,建立了隧道的荷载结构模型,分析了不同工况下的荷载变化情况,并基于试验得出的抗力系数,计算出各种工况下隧道主体结构的内力.结果表明：在核爆荷载作用下,土体的弹性模量和抗力系数得到显著提高;通过设置防护门,可以显著提高结构的抗核爆性能;在6级人防荷载作用下,隧道主体结构能够满足承载力要求.     

水压与动载耦合作用下高铁隧底结构裂损机理分析

高速铁路隧道底部结构隆起变形开裂是多方面影响因素叠加作用的结果。综合利用扩展有限元方法、流固耦合理论和现场实测结果,采用激振力荷载拟合函数施加于轨面模拟列车振动荷载作用效果,分析在水压和列车动荷载耦合作用下的高铁隧道底部结构不协调变形机理,揭示水压与动荷载作用下隧道底部结构的变形特征与水压力变化规律。研究结果表明：在既有隧底结构型式与排水条件下,水压变化是隧道底部结构变形与开裂的诱发原因,列车动荷载导致的裂缝水压交替变化是隧道底部结构持续性隆起裂损的间接原因。隧道底部结构开裂一般首先发生在仰拱填充层中央排水沟处,然后在轨道板、仰拱填充层与衬砌仰拱结构存在刚度差异的各交界面上出现裂缝。高速列车动荷载周期性的上下振动与水压力耦合作用下隧道底部结构界面和各裂缝过水处产生超静水压力,其周期性抽吸变化将对裂缝产生水力压裂效应,加剧隧道底部结构的裂损。高水压高铁隧道底部结构隆起开裂的整治措施应综合考虑泄水降压、裂缝封堵以及底部多层结构体系的层间锚固。     

应力等效法在单梁静载试验中的应用研究

单梁静载试验荷载的确定通常以控制弯矩的加载效率为控制目标,常规做法为“弯矩等效法”,然而单梁实际受力特性与成桥受力状态的不符合使得试验荷载计算值失真.为解决上述问题,提出一种更符合实际的“应力等效法”.通过采用MIDAS/Civil有限元软件对不同跨径的预制箱梁受力状态进行计算,并对“应力等效法”与“弯矩等效法”的计算结果进行对比分析.结果表明:以“应力等效法”,即叠加应力或以叠加应力反算出来的弯矩作为静载试验中的控制指标更接近于结构的实际受力状态.与直接采用“弯矩等效法”计算的弯矩作为控制内力的计算方式比较,“应力等效法”比其少12%左右,可减少荷载试验的误判,对类似桥梁的单梁荷载试验具有一定的指导意义.     

列车荷载作用下对重力式挡墙动响应的影响规律研究

随着经济的发展,提高列车时速和列车装载量成为了必然趋势,这样将增大轮轨系统的动荷作用,文章主要通过理论计算与ANSYS数值模拟相结合,对高速列车动荷载在有砟与无砟轨道结构中的传递规律进行了分析,研究了列车荷载作用下重力式挡土墙背动力响应,并且分析了在挡墙高度、荷载作用距离以及挡墙上部路基高度等不同因素下对其的影响规律,以达到为高速铁路列车动荷载作用下挡土墙的设计提供参考和借鉴的目的。     

介质中轴对称中厚圆柱壳的动力响应问题

本文从Hamilton原理出发,推得受约束的弹性轴对称中厚圆柱壳有阻尼的运动方程,研究了表面受冲击波作用,具有动边界,置于介质中有限长轴对称中厚圆柱壳的动力响应问题。按Winklex假设和由此推广的单向联系假设考虑结构与介质的相互作用,用样条配点法求时域函数,给出了任意荷载作用下振动微分方程的一般解。     

基于布谷鸟搜索算法的动载荷识别

工程结构经常受到动荷载的作用,对结构产生不利的影响。为了准确有效地获取结构承载状态,提出了基于Newmark-β法的布谷鸟搜索算法识别动载荷。该算法将时间离散成若干个时间步,采用Newmark-β法对离散后系统的运动方程求解,得到动载荷作用下的结构响应;然后将动载荷响应作为优化变量,以计算响应和测量响应之间的差异为目标函数,利用布谷鸟搜索算法最小化目标函数,实现动载荷的反演。为了验证算法的准确性和有效性,以受动态载荷作用的简支桥梁为例进行反演,分别讨论了鸟巢数量、测点位置、测点数量以及测量噪声对反演结果的影响。数值算例表明,该方法可准确有效地反演动载荷。     

地面列车动荷载对下穿隧道影响的动力学响应分析

以青岛地铁下穿胶济铁路为研究背景,应用隧道结构的动力有限元数值分析方法,对列车动荷载作用下隧道结构-地层体系的动力响应进行三维数值模拟。分析了单列列车动荷载、两列列车动荷载同向及相向三种工况下,隧道结构-地层体系的应力及位移曲线。研究表明,在列车动荷载作用下,隧道结构-地层体系的动力响应呈现近似简谐波变化;从地表到隧道拱顶的动力响应不断衰减,且衰减速度从地表到隧道拱顶不断减小;两列列车动荷载作用下,隧道结构-地层体系的动力响应值较单列列车动荷载作用下的动力响应值有明显增加,但并未达到单列列车动荷载的两倍。     

钻地武器作用下坑道动被复结构荷载的计算

为研究坑道动被复结构在钻地武器作用下的荷载变化情况,通过震塌荷载经验公式的计算对比,给出4级围岩在典型钻地武器GBU-28作用下的荷载变化规律。计算结果表明,震塌荷载的变化同坑道动被复段的围岩级别和支护类型有关,支护条件一定时,围岩质量越好其震塌荷载就越小;围岩级别相同时,支护条件越好其震塌荷载就越小。Ⅳ级围岩在24m左右时,不论采用什么支护形式,其震塌荷载都较大,因此Ⅳ级围岩不适宜构筑坑道工程的口部结构,在设计中应予以避免。     

爆炸荷载作用下拱型结构端部动剪力响应的数值分析

为了解工程结构在爆炸荷载作用下的抗剪性能,应用有限元方法,分析了核武器和常规武器爆炸荷载作用下拱型结构的端部动剪力的线性和非线性响应特征;分析了结构厚跨比、荷载作用时间、边界约束条件以及塑性变形的影响规律。得出了厚跨比对端部动剪力影响较大,结构塑性变形只对端部动剪力第1个负向峰值或第2个正向峰值影响较大等结论。     

动荷载作用下高温冻土路基的动力响应分析

采用有限元计算和模拟试验相结合的方法,研究了高温冻土路基在列车动荷载作用下的动力响应。首先,通过数值计算分析了路基的地表变形、内部土压力的变化规律。根据相似理论确定并没计了冻土路基模拟试验装置,通过在路基周围地表及其内部布设压力和变形传感器,并用自行设计的列车动荷载加载装置对路基施加模拟荷载,进行了冻土路基的模拟试验。模拟试验和数值计算的结果分析表明:采用的数值计算模型和模拟试验方法基本可行,研究结果可为青藏铁路的安全运营以及维护提供参考。     

钢筋混凝土连续梁结构非弹性内力分析

本文在试验研究的基础上分析了纲筋混凝土连续梁结构内力的非弹性特性,并指出目前国际上的两种极限设计法,即“部分极限设计法”和“完全极限设计法”所存在的问题。文中把纲筋混凝土连续梁内力发展的全过程归结为三个不同性质的阶段。第二个阶段,也即因裂矮而引起内力的非弹性重分布,是非弹性分析中的一个重要环节,可按建议的“虚梁法”进行简便计算,按照试验资料还分析了传统线弹性方法的误差。对完全非弹性分析所需的两个关键荷载——开裂荷载和塑性铰荷载的计算方法也进行了分析。