钢筋混凝土的不连续强度

本文对钢筋混凝土试件进行了拉拨试验,并且利用非线性数值分析计算程序对钢筋混凝土的滑移层进行了计算。结果发现:钢筋混凝土存在不连续强度,有理由建议用不连续强度而不是用极限载荷来作为钢筋混凝土的破坏准则。另外,不连续强度可以和混凝土的疲劳极限强度建立一定的确定关系,并可以从混凝土的疲劳中找出不连续强度的客观定义。     

用SAP5模拟分析井下钻具主轴强度

针对使用井下钻具时经常出现主轴在退刀槽附近突然断裂的问题 ,应用SAP5通用程序中的读入刚度单元模拟构造了接触单元 ,用有限元法对井下钻具主轴系统的结构强度进行了分析。计算结果表明 ,井下钻具被破坏的主要原因之一是不合理的上扣扭矩和钻压使主轴的退刀槽附近产生超过屈服极限的应力。在SAP5基础上用有限元模型对弹性接触问题进行了分析 ,这进一步开发了SAP5程序功能     

基于抗剪机构和破坏模式的RC剪力墙极限承载力分析

以建立基于抗剪机构和破坏模式的钢筋混凝土（RC）剪力墙极限承载力的分析模型为目的，根据RC剪力墙破坏模式，剪力墙的抗剪机构可简化成倾角为θ的混凝土压杆、纵向及横向分布钢筋3部分。基于该抗剪机构，推导了RC剪力墙的极限承载力的计算公式，并编制了计算程序，对15片不同配筋、不同几何尺寸和受力状态的RC剪力墙进行了承栽力分析，理论计算结果和试验结果吻合较好，该分析模型能够较好地反映RC剪力墙的极限承载力特性，可供RC剪力墙抗剪强度验算参考。     

基于强度折减和上限有限元的椭圆形毛洞隧道围岩稳定性分析

将强度折减法引入刚体平动运动单元上限有限元并编制计算程序,针对椭圆形毛洞隧道围岩稳定性和破坏模式开展计算分析,获得了围岩抗剪强度参数、隧道埋深、跨度等与安全系数的关系曲线,并探讨了围岩强度折减极限状态对应的刚性块体破坏模式的形态特征.结果表明:强度折减法可方便嵌入运动单元上限有限元非线性规划模型;围岩安全系数与其围岩强度参数正相关,与埋深比和跨度比负相关;隧道跨度对安全系数的影响较为明显,当隧道跨度与高度比(B/D)由0.5增加到2.0时,安全系数降低幅度处于27%~46%之间;强度折减极限状态下刚体平动运动单元上限有限元所得围岩破坏模式形态鲜明,其主要滑动破坏面由隧道底部或边墙处延伸至地表,错动的滑移线集中于隧道拱部和边墙上方,而水平破坏区域延伸范围均小于1.5倍隧道高度.     

用SAP5模拟分析井下钻具主轴强度

针对使用井下钻具时经常出现主轴在退刀槽附近突然断裂的问题。应用SAP5通用程序中的读入刚度单元模拟构造了接触单元，用有限元法对井下钻具主轴系统的结构强度进行了分析。计算结果表明，井下钻具被破坏的主要原因之一是不合理的上扣扭矩和钻压使主轴的退刀槽附近产生超过屈服极限的应力，在SAP5基础上用有限元模型对弹性接触问题进行了分析。这进一步开发了SAP5程序功能。     

基于波兰曲线法判定大直径桩极限承载力的计算方法

通过静荷载试验判定极限荷载仍然是一种最为可靠的方法,但对呈现渐进破坏、无明显极限荷载拐点的大直径桩基础而言,建立符合大直径桩破坏机理、突出极限荷载判定客观性的计算方法显得尤为重要.据此,提出基于渐进破坏机理的波兰曲线法的数学计算公式和计算方法,应用ANSYS软件的二次开发功能,编写了波兰曲线法计算极限荷载的APDL参数化计算程序,计算了20根大直径桩基础的极限荷载.结果表明,本文方法可以反映大直径桩基础的极限荷载破坏特征,为设计提供的安全系数更为合理,对工程应用具有一定意义.     

考虑渗透系数空间变异性的降雨作用下边坡大变形破坏特征

合理评估降雨作用下边坡破坏特征是滑坡灾害防控及预警的重要前提.为了揭示土体渗透系数空间变异性对降雨作用下边坡大变形破坏特征的影响规律,综合利用极限平衡方法计算效率高和物质点法可模拟边坡大变形的优势,提出了随机极限平衡-物质点耦合分析方法(RLE-MPM),并开发了MATLAB-HYDRUS-Anura 3D这3个软件的接口实现程序.首先,利用HYDRUS模拟边坡降雨入渗过程,得到每个土层单元的含水率及孔隙水压力分布特征;其次,采用局部抗剪强度法更新每个物质点的等效抗剪强度及重度;最后,利用随机物质点法(RMPM)进行降雨作用下边坡大变形破坏概率计算、破坏模式识别及大变形破坏特征评估.研究结果表明：RLE-MPM方法可模拟日本Tokai-Hokuriku降雨型滑坡水-力耦合过程,模拟得到的滑坡最终堆积形态与现场调查结果基本一致.相较于RMPM,RLE-MPM方法计算边坡失效概率的效率更高,并且能够有效识别降雨作用下3种边坡破坏模式,即完全破坏模式、剪切带破坏模式、渐进式破坏模式.此外,降雨历时对非均质边坡大变形破坏模式及其特征均具有重要的影响.     

微观因素对铸铁材料极限强度的影响

为了研究微观因素对铸铁材料极限强度的影响,根据材料的破坏机理,提出了一种宏、微观跨尺度裂纹扩展模型,该模型可描述材料从微观缺陷到宏观断裂的过程。模型中初始微观缺陷大小及3个尺度效应函数,代表着微观因素对破坏过程的影响。进行了铸铁试件的单向拉伸试验,根据试验数据,采用打靶计算,拟合出了模型中的2个材料特性参数。对铸铁试件的拉伸极限强度进行了计算,计算结果与铸铁件拉伸极限强度的试验数据完全吻合。研究结果表明,极限强度值受微观因素影响具有一定的离散性,可由模型得到正确反映。最后通过数值模拟计算,探讨了微观因素对材料破坏过程的影响。     

混凝土化学植筋锚固强度的解析

讨论了混凝土化学植筋的基本破坏形态,对常见的锥体-黏结复合破坏机理进行了分析;应用莫尔强度理论对混凝土锥体破坏面建立了混凝土抗拔力与锥体高度和混凝土强度的定量关系,基于黏结破坏的试验数据,通过数理统计得出极限平均黏结应力公式,最终建立了极限平衡状态下的承载力公式。进而通过实验数据证实了公式的可靠性,为混凝土植筋的设计计算提供了参考。     

土质边坡渐进破坏过程的近似模拟

用有限元强度折减法对边坡进行计算,分析滑动面上典型位置单元应力状态变化规律,建立单元应力状态和边坡整体稳定性之间关系,提出单元失稳判据.将判据的有限元语句程序化,对天然边坡进行有限元强度折减计算,应用所提判据和程序对边坡渐进破坏过程进行有限元数值模拟,采用不同失稳判据和极限平衡法计算结果进行比较,验证了本文单元判据的合理性,本文判据能解释和模拟边坡的渐进破坏过程.将本文方法与位移突变判据结合使用,既能描述边坡渐进破坏,又便于工程中对边坡、基坑工程的安全性进行实时监测与反馈.     

纤维增强塑料筋混凝土梁抗弯设计数值分析

为预测纤维增强塑料筋(FRP筋)混凝土梁在受弯工作过程中弯矩和挠度的发展情况,从而为FRP筋混凝土梁的抗弯设计提供依据,采用对构件正截面进行分层的方法,根据极限强度理论、应变协调条件和内力平衡条件,对构件的弯矩-曲率关系和荷载-挠度关系进行了数值计算,并编写计算代码,设计图形用户界面(GUI)。理论计算结果与试验结果的比较说明,采用极限强度理论可以较好地预测FRP筋混凝土梁的极限弯矩,对于FRP筋混凝土梁短期挠度的计算,ACI模型的计算结果过小,Faza&GangaRao模型可以较好地预测构件在正常使用极限状态下的短期挠度,所采用的数值计算方法则可以较好地预测构件在短期荷载作用下的极限挠度。各种挠度计算方法之间的对比表明,所采用的数值计算方法更加适合于FRP筋混凝土梁短期挠度的求解。     

阶形柱的极限承载力

本文采用数值分析方法首次计算了实腹式工字形截面阶形柱极限承载力和荷载-挠度全曲线。理论分析可计入各种初始缺陷的影响,并可考虑加载次序及截面纤维加、卸载效应的影响。经与试验结果比较,证明本文理论方法具有较高的精度。本文在大量参数运算的基础上,分析了规范实用计算方法的误差及其原因,提出了验算阶形柱上、下柱的建议方法,经计算比较,结果令人满意。     

SRC不等肢L形截面异形柱正截面承载力研究

在试验研究的基础上，对型钢混凝土（SRC）不等肢L形截面异形柱的正截面承载力进行有限元数值分析，利用数值迭代法编写了SRC不等肢L形截面异形柱承载力计算程序，由该程序可求得SRC不等肢L形截面异形柱正截面承载力的N-M及Mx-My相关曲线，并能得到其极限承载力，计算结果与试验结果吻合较好；通过计算可知，SRC异形柱比相同截面的钢筋混凝土（RC）异形柱正截面承载力提高很多；最后给出了SRC异形柱的实用设计计算步骤．     

轴力下空间XK型圆钢管相贯节点的承载力计算

空间XK型圆钢管相贯节点在大跨度空间桁架中得到很好地应用,但目前关于该节点极限承载力的计算方法尚不完善.在试验的基础上,对36个空间XK型圆钢管相贯节点进行双重非线性有限元分析,计算了其极限承载力;探索了不同几何参数和加载方式对该类节点极限承载力的影响规律;根据分析结果并借鉴平面K型圆钢管相贯节点的承载力计算公式,考虑空间效应的影响,提出了空间XK型圆钢管相贯节点的承载力建议公式.采用建议公式对相关试件进行计算,计算结果与试验结果吻合良好.     

偏心抗剪普通螺栓连接的极限强度计算法

介绍了按极限强度法计算承受偏心剪力的普通螺栓连接计算方法，通过算例比较了按极限强度法和按目前工程设计中常用的弹性法计算的差别。结果表明，极限强度法比传统的弹性方法更合理、更经济。     

T形截面钢筋混凝土压弯构件正截面承载力及延性

对１４根Ｔ形截面、２根矩形截面钢筋砼双向压弯构件的正截面承载力及延性进行了试验研究,通过电算程序进行理论计算,电算结果与试验结果吻合较好．根据大量电算分析,揭示了该类构件正截面极限承载能力的变化规律．     

含共线等长双裂纹损伤钢构件的力学试验及分析

在实际工程中,钢构件在同一条直线上的多条裂纹共线排列现象,既是一种较为常见的形式,也是最具有危险性的形式。这种共线裂纹可能导致钢构件发生脆性破坏,所以有必要深入研究共线裂纹对钢构件力学性能的影响。以含共线等长双裂纹损伤钢构件为研究对象,展开了单轴拉伸试验,研究了相对裂纹长度和相对裂纹间距对钢构件的断后伸长率、屈服强度和剩余极限强度的影响规律,且在此基础上提出了含共线等长双裂纹损伤钢构件的剩余极限强度计算公式。通过与试验值进行对比分析,本文所提出的剩余极限强度计算公式的相对误差小于1%,验证了本文所提出公式的有效性和准确性。针对含多裂纹损伤钢构件的安全评估,本文提出的剩余极限强度计算公式,在一定程度上弥补了该领域的空白,为其剩余极限强度分析研究提供了一种行之有效的方法,对含多裂纹损伤钢构件后期的预防和修复等具有一定的理论价值和现实意义。     

复合剪力墙结构设计计算模式的探究

在试验基础上，阐述了如何应用复合剪力墙的弯曲开裂强度，腹剪斜裂缝开裂强度，极限抗弯承载力、极限抗剪承载力以及极限抗滑移承载力的理论计算公式，进行复合剪力墙结构的设计计算，从而设计出合理的复合剪力墙结构。     

不排水双层粘土地基承载力的强度折减有限元分析

地基极限承载力的理论计算公式只适用于均质土地基,对于两层土强度参数较为悬殊的层状地基的极限承载力,用有限元法计算更为准确和合理.强度折减有限元法是一个计算安全系数可靠的方法,利用这一原理,采用有限元岩土软件Plaxis8.2建立计算模型,先计算单层土的极限承载力,计算结果与Prandtl解比较,误差极小,在精度满足要求的基础上计算不排水条件下双层粘性土地基的极限承载力.经过计算结果的对比,分析上层土厚度和下层土强度对极限承载力的影响.