受酸腐蚀花岗岩反复加卸载后力学性能研究

【目的】地下工程在施工时常面临着反复加卸载和酸腐蚀的双重影响，导致岩石的物理力学性质发生劣化，对工程造成不良影响，有必要开展相关研究。【方法】为了探究水化学环境下岩石反复加卸载力学性能劣化机理，选取在不同水化学溶液浸泡后的花岗岩进行反复加卸载试验，分析破坏形式并研究pH值和腐蚀时间以及加载次数对应力、应变影响的规律。【结果】结果表明：在水化学溶液腐蚀和反复加卸载双重耦合作用下，随着腐蚀作用加强，破坏形态由剪切破坏向劈裂破坏转变，由脆性向塑性转化比较明显；轴向应变和轴向应力随加载次数的增加逐渐增大，随着水溶液pH值的减小其峰值强度没有减小，反而有小幅上升。【结论】在水化学溶液腐蚀和反复加卸载耦合的作用下，花岗岩力学性能劣化明显。研究结果可为岩体工程在酸腐蚀和循环加卸载耦合作用下的长期稳定性的评价提供试验参考和依据。     

岩石脆性临界破坏的声发射特征分析

根据岩石变形破坏过程中应力-应变和声发射事件数-应变曲线所表征的声发射信息特征,利用重整化群理论,研究了岩石破裂过程中声发射信息与加载过程的相关性.研究表明:声发射特征参数蕴含丰富的损伤渐进破坏前兆信息,岩石变形破坏前声发射特征参数在变形破坏阶段会有明显的"相对平静期",特别是当应力水平达到70%~80%之后.声发射信息出现的"相对平静期"可以作为判识岩石破裂的参照信息;岩石破裂的视电阻率识别值和声发射特征识别值对应的应力水平相近,比波速特征识别值同步性好,敏感程度高.通过试验分析与理论研究,验证了将声发射特征信息用于表征岩石破裂前兆信息的准确性.     

贯通裂隙岩体单轴压缩强度与能量演化机制研究

【目的】研究贯通裂隙岩体的力学特征以及能量演化机制。【方法】预制完整岩体、0°、15°、30°、45°、60°倾角的裂隙岩体，采用试验设备微机控制电液伺服压力试验机（YAW6202）与PCI-Ⅱ声发射试验仪对单轴加载条件下岩石强度与能量演化规律进行分析。【结果】贯通裂隙破坏了岩石材料的完整性和均匀性，随着裂隙倾角角度上升，试件单轴压缩的破坏由上下拉压岩石破坏转为随着预制结构面破坏；不同裂隙倾角试件的单轴抗压强度与弹性模量均出现劣化；试件在单轴压缩荷载下的应力应变曲线与声发射振铃计数变化情况较吻合，振铃计数可反映岩体内部的裂隙出现、发展直至岩石破坏失稳的过程。【结论】可为裂隙岩体的劣化性质研究提供参考。     

基于盾构扩建地铁车站结构的Y型装配式节点抗震性能分析

【目的】为了提高盾构扩挖地铁车站结构的力学性能，提出了一种可用于连接装配式盾构管片和现浇车站主体结构的Y型装配式节点。【方法】采用ABAQUS有限元数值软件，建立了Y型装配式节点的三维非连续弹塑性损伤模型，对节点在拟静力作用下的破坏机理、滞回特性、刚度退化特性等进行了研究。【结果】结果表明：(1)节点破坏主要原因为接触位置管片底部混凝土被压碎破坏，管片与墙柱接触位置的中上部出现塑性流动现象；(2)节点滞回曲线呈现非对称性，滞回环呈现较为明显的捏拢效应；(3)节点骨架曲线呈反S形，且呈现明显的非对称特性。【结论】研究揭示了Y型装配式节点的抗震特性，可为今后类似节点的设计及施工提供有益的借鉴和参考。     

K型偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的力学性能分析

根据偏心支撑钢框架结构在水平荷载作用下耗能梁段发生剪切破坏的特点，在耗能梁段上加了斜加劲肋，设计了5组长度不同的耗能梁段试件，应用分析软件ABAQUS分析了加与不加斜加劲肋的两种情况在循环荷载作用下的滞回性能．结果表明，耗能梁段的长度与Mp／Vp的比值较小时，加斜加劲肋后，框架的弹性位移增大，滞回曲线变得更饱满，耗能能力有所提高．但随着比值的增大，弹性位移减小，耗能能力变差．     

高层建筑筏板基础共同作用的监测与分析

【目的】为了研究高层建筑对筏板基础的影响，对筏板基础沉降、钢箔应力和基底反力变化规律展开讨论。【方法】以郑州某实际工程为分析案例，利用现场的实测数据对筏板基础沉降、钢筋应力和基底反力的变化趋势进行讨论分析。【结果】研究发现：基础沉降值与上部荷载的变化成正比，沉降曲线呈下凹形，筏板基础中间的沉降量明显高于两边的沉降量；上部荷载增加，基底反力增大明显，对基底的反力测点分析发现角部比边部和中部的反力大；随着上部荷载的变化，钢筋顶层应力较底层变化更为迅速，分布在边部的钢筋应力较中部更大，筏板边部钢筋应力大于中部钢筋应力。【结论】该研究可以为后续深入研究高层建筑对筏板基础的变形影响提供一定参考。     

基于ABAQUS的粘钢加固钢筋混凝土柱的研究

通过有限元软件ABAQUS对7根钢筋混凝土柱(其中6根用粘钢加固)在水平反复荷载作用下的模拟研究,比较分析了粘钢加固前后钢筋混凝土柱的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等。结果表明:粘钢加固可以有效地提高柱的承载力、延性和变形能力,减缓刚度退化,改善钢筋混凝土柱的抗震性能;粘钢加固损伤钢筋混凝土柱的抗震性能与损伤程度、轴压比和加固钢板厚度等因素有关。     

RPC与钢筋混凝土盖板抗弯承载能力对比试验研究

【目的】研究RPC盖板在实际工程中的推广价值，进行RPC130与传统钢筋混凝土盖板的对比试验。【方法】试验采用液压千斤顶进行盖板的逐级加载，根据荷载—应变曲线，辅之以荷载—挠度曲线和肉眼观察判断盖板开裂情况，对比分析RPC130与普通钢筋混凝土盖板的开裂荷载和破坏荷载，判断其安全状况。【结果】由于适量钢纤维的存在，RPC盖板的破坏过程与普通钢筋混凝土盖板相似，呈现适筋梁破坏特征；RPC130盖板开裂应变明显大于钢筋混凝土盖板，具有更好的韧性和延性；相对于设计荷载1.5 kN,RPC130盖板和钢筋混凝土盖板开裂荷载和破坏荷载的平均安全系数均大于2，承载能力均能满足规范要求，但RPC盖板重量不到普通钢筋混凝土盖板的1/3，采用RPC盖板可大幅降低安装劳动强度，具有很好的推广价值。【结论】通过增加RPC盖板中钢纤维的含量，可提高RPC盖板的抗弯极限承载力；RPC130盖板开裂应变平均值明显大于钢筋混凝土盖板，说明相比于普通混凝土，RPC材料具有更好的韧性和延性；RPC盖板的重量约为26 kg，不到普通钢筋混凝土盖板重量的1/3，在满足承载力要求的情况下，采用RPC盖板可大幅降低安装劳动强度...     

新型体外预应力加固混凝土框架柱抗震性能研究

研究新型体外预应力加固约束下混凝土框架柱的各项抗震性能。在ABAQUS有限元软件分析平台上，以轴压比、竖向预应力、钢带预应力3个参数为变量设计10个试件，开展框架柱在水平低周反复荷载下的抗震性数值模拟。与未加固前相比，加固后钢筋混凝土框架柱滞回曲线更加饱满，其中试件混凝土最大应力普遍上升，最高值是加固前的2.0倍；屈服荷载、极限荷载和最大荷载提升显著，提升幅度均大于60%;最大耗能指标增加了1.5倍，延性指标最高提升60%,刚度退化指标平均提高了60%。研究结果充分证明，新型体外预应力加固方法可以有效增强框架柱承载力和抗震性能。     

低温下船用钢材弹塑性曲线研究

【目的】分析不同低温下船用钢材单向拉伸应力-应变关系，对低温下船用钢材弹塑性曲线进行研究具有深远意义。【方法】选用EH36钢作为试验材料，对试件进行三种低温下的单向拉伸试验，在对试验数据进行分析后，采用弹性-幂次强化模型本构关系进行拟合，对比不同温度下单向拉伸应力-应变曲线。【结果】对EH36钢在不同低温下的单向拉伸应力-应变曲线进行分析，发现屈服强度和塑性应变随温度的降低而提高。【结论】EH36钢塑性强化参数采用有效塑性应变，计算得出预加应变时逆向加载的一维应力-应变关系，为此材料力学特性的研究提供参考。     

混凝土桥台水化热仿真分析与裂缝处理

【目的】针对混凝土桥台台身在施工期间产生竖向裂缝的问题，对该桥台温度场与应力场进行数值模拟。【方法】通过Midas FEA NX软件，对台身混凝土内外部温度、应力进行了水化热仿真分析。【结果】分析结果表明：台身混凝土内外部温差较大，台身混凝土外部拉应力超出了实测抗拉强度（72～336 h）；将温度场、应力场分析结果与该桥台台身实际裂缝情况进行对比分析，找出了桥台台身开裂原因；将实测裂缝情况与仿真模拟结果对比分析，发现Midas FEA NX软件可有效分析混凝土水化热温度、应力变化情况。【结论】结合该桥台台身裂缝情况与仿真分析结果，对该桥台台身的裂缝提出了相应的处置建议，并在裂缝处理完成约半年之后对裂缝进行了复查，发现其表面稳定，未有扩展现象。     

不均匀风化花岗岩地层模型被动源地震模拟

【目的】花岗岩体在我国东南山地丘陵地区经常出露。风化花岗岩的性质变化较大，严重影响隧道、桥梁和边坡等道路工程建设，需要对花岗岩体进行物探勘察与评价。【方法】本研究根据野外花岗岩体物探勘察和开挖情况，建立不均匀风化花岗岩地质模型，设计随机震源，进行被动源地震记录模拟。【结果】模拟结果表明，大量随机震源激发的地震波，在不同花岗岩地层中具有明显不同的传播特征；不同地质模型的被动源地震记录具有明显差异。【结论】被动源地震记录能够反映花岗岩地层性质的变化，为利用正演进一步研究野外观测装置和反演参数奠定了基础。     

腹板洞口形状的改变对栓钉的受力分析

【目的】基于腹板洞口形状的改变,研究栓钉连接件的受力特征。【方法】建立精密的有限元模型,通过改变洞口形状,观察栓钉在不同位置及洞口形状下的刚度差异,并通过应力云图得出栓钉掀起的近似计算公式。【结果】研究结果表明,腹板洞口处产生应力集中,且最容易发生破坏,导致腹板洞口正上方的栓钉力学性能最薄弱,其滑移量明显大于其他位置。同时改变洞口形状,对于曲线的整体走势改变不大。随着荷载的不断增加,荷载—滑移曲线走势不再符合线性规律,应力云图和受力模型所反映的结果相吻合。【结论】研究结果可为其他类似工程研究提供参考。     

深中通道某异形钢箱梁横向分块施工受力分析

【目的】为论证施加压重荷载方案的可行性，以深中通道某工程为研究背景，研究各施工阶段下梁块线形和应力情况。【方法】采用Midas Civil板单元建立钢箱梁横向分块安装有限元模型，分析箱梁吊装到临时支撑、施加压重荷载两个施工阶段，钢箱梁纵缝处的位移及主要构件的应力情况。【结果】结果表明，D、E段钢箱梁分块吊装到临时支撑后，钢箱梁横向分块后箱梁接缝处存在位移差，位移差最大值分别为5.9 mm、8.9 mm，且都发生在跨中截面处；施加不同的压重荷载后，纵缝处的最大位移差绝对值减小85%、79%，且理论位移差皆不超过2 mm；顶板、底板、腹板的应力分布规律基本一致，且应力值均不超过80 MPa。【结论】横向分块施工方案安全合理，研究成果可为同类型桥梁横向分块施工提供参考。     

高性能夹芯外挂墙板的有限元模拟研究

【目的】为了研究一种多功能实心区域的预制高性能混凝土夹芯外挂墙板的抗弯性能。【方法】利用有限元模拟软件ABAQUS建立试件的有限元模型，并讨论混凝土强度、内外叶板厚度、钢筋间距、钢筋强度对抗弯性能的影响。【结果】结果表明：该新型墙板具有良好的刚性和延性，模拟过程中最大应力部分出现在荷载加载点的纯弯段区域；在总厚度不变的情况下，混凝土强度、内外叶板厚度能明显提高其承载能力；钢筋间距、钢筋强度对承载力基本没有影响。【结论】综上所述，该类型墙板抗弯性能良好，能满足安全使用要求，在实际工程中可以通过提升混凝土强度、内外叶板厚度来获得更加优异的抗弯性能。     

裂缝贯穿程度对致密砂岩应力敏感性影响研究

致密砂岩气藏开采过程中,裂缝贯穿程度直接影响储层渗透率和流体渗流规律,从而影响产量的高低。为了研究裂缝贯穿程度对致密砂岩应力敏感性的影响规律,使用安鹏深层储层岩心,以陶粒为支撑剂,进行了应力敏感实验。结果表明:随着围压上升,裂缝未贯穿岩心渗透率变化幅度最小,孔隙型岩心次之,裂缝贯穿岩心渗透率变化最大;孔隙型岩心临界压力较小,而裂缝贯穿岩心较大;孔隙型岩心和裂缝贯穿岩心应力敏感损害率较高,且裂缝贯穿岩心加砂后不可逆应力敏感损害率明显高于孔隙型岩心的损害率;而未贯穿岩心无论是否加砂,其应力敏感损害率均较小。因此在生产过程中,根据储层裂缝贯穿程度,确定合理的应力波动范围,以避免应力敏感损害储层渗透率。同时,应考虑应力对填砂裂缝渗透率的损害。     

新型夹芯保温板在逐时温度作用下的研究

【目的】混凝土夹心板外叶往往较薄，逐时气温变化和太阳辐射对混凝土夹心板的温度作用十分明显，而荷载规范并没有考虑这两者的影响，本研究将考虑这两个因素，并研究讨论不同保温层厚度和内外叶层厚度对夹芯板挠度的影响，为后续的试验研究提供参考。【方法】在现有的理论研究基础上，基于有限元软件模拟出逐时温度作用下一种新型夹芯板的内外叶逐时温差和温差引起的位移。【结果】夹芯板在逐时温度作用下，内外叶层的温差、位移以正弦曲线的形式保持稳定状态。【结论】夹芯板内外叶温差的极值与夹芯板挠度的极值在相同时间取值、内外叶温差曲线走势与夹芯板挠度的变化趋势、逐时温度荷载的变化趋势一致性较高。     

降雨过程中堆积体边坡瞬态稳定性分析

【目的】以豫西渑池县槐扒滑坡为地质原型，探究降雨条件下堆积体边坡变形破坏启动机制。【方法】基于前人研究建立概化堆积体边坡的地质模型和数值试验模型。【结果】降雨作用下，坡脚首先发生破坏，随后牵引斜坡发生整体变形破坏。边坡灾变过程可描述为3个阶段：(1)雨水入渗—堆积体边坡浸润变形阶段；(2)堆积体边坡裂缝发展阶段；(3)滑坡发生阶段。【结论】其变形破坏过程可以概括为：坡脚变形破坏—中后部变形发展—裂缝发育贯通—滑坡发生。     

基桩静载检测不等速维持荷载法研究

【目的】针对基桩静载检测慢速维持荷载法检测周期长、快速维持荷载法承载力判断缺乏量化依据的缺陷，提出了不等速维持荷载法。【方法】该方法前九级加荷采用快速维持荷载法的判稳标准，最后一级采用慢速维持荷载法的判稳标准，既可以保证检测效率，又兼顾了承载力判定的准确性。【结果】通过现场数十组不同加载方法的足尺静载对比试验，分别从承载力判定、沉降量测读、最后一级荷载维荷时间等方面与慢速法和快速法进行了对比分析。不等速维持荷载法检测效率比慢速维持荷载法更高，接近快速法；检测精度比快速维持荷载法更好，接近慢速法。【结论】本研究编制了自动加载的程序，实现了自动加载，可以作为桩基静载检测的推荐加载方法。     

高压开关设备弹簧断裂分析

【目的】在对高压开关设备样机进行寿命模拟试验时弹簧发生断裂，需要分析弹簧断裂失效的原因。【方法】利用化学成分分析、硬度测试、宏观检测与SEM分析、金相检验、断口分析等失效分析法对弹簧断裂原因进行分析。【结果】弹簧的断裂为疲劳断裂，断口微观形貌存在较为明显的疲劳辉纹。【结论】弹簧的断裂失效是其折弯处存在表面损伤缺陷，降低弹簧的疲劳强度。当设备进行操作试验时，该损伤处易萌生裂纹，最终导致弹簧发生疲劳扩展和断裂。