混凝土损伤类本构关系研究现状与进展

从弹性与弹塑性损伤、各向同性与各向异性损伤、静力与动力损伤、宏观唯象以及细观和微观损伤、局部化与非局部化损伤5个层面介绍了国内外在混凝土损伤类本构关系领域的研究历史和进展情况,并对涉及本构关系的损伤演化规律、本构数值方法、损伤物理机理等内容进行了讨论.从对比分析可以看出弹性以及各向同性损伤模型的构建简便、计算成本低,弹塑性损伤模型适于模拟不可恢复变形,各向异性和微、细观损伤模型能更客观而全面地描述混凝土非线性物理机制,非局部化损伤模型在模拟应变局部化现象以及克服网格依赖性方面具有优势等.通过分析各类模型的建立方法、基本特征、适用范围等,架构起空间多维视角的研究框架,揭示出该领域一些热点问题,并对其研究前景进行了展望.     

汶川大地震中大坝震害与大坝抗震安全性分析

大坝抗震安全是公共安全的重大问题.深入分析了汶川地震中典型大坝的抗震性能与震害特点,对拱坝、重力坝、闸坝、面板堆石坝、心墙堆石坝等各种型式大坝的抗震特性与大坝抗震安全性进行了论述,阐明了观点,对大坝抗震设计的内容提出了建议.拱坝良好的抗震性能,在于发挥横缝的调节作用,使拱向拉应力得到释放,并具有一定的适应河谷与河岸变形的能力.提高重力坝的抗震能力,关键在于减小头部和坝踵等抗震薄弱部位应力集中的程度,并采取FRP等措施进行加强.闸坝轻型,地震惯性力小,具有较高的抵抗超载作用的潜力.对面板堆石坝来说,提高填筑和压实质量,减小其地震变形有利于改善面板与结构缝的工作条件,增强抗震能力.对心墙堆石坝来说,重要的也在于减小地震变形,特别是采取工程措施限制上部的地震变形,增强心墙的抗裂能力.     

结构动力模型试验的相似技巧

通过多年模型试验的实践与体会,提出了结构动力模型试验与动力模型破坏试验中保持模型与原型的相似的３种基本要求与处理技巧,同时指出对结构动力特性,弹性振动响应与破坏形态等试验目的不同,相似要求也有所差别。掌握这一技术,可以通过模型试验加深对结构动力特性和破坏形态的认识,获得更多有用的信息,特别对复杂的土工建筑物动力模型破坏试验的相似问题,提出了一些新的概念。     

由轴对称脉冲引起的地表响应

给出了三维弹性半空间上任意分布的轴对称脉冲荷载所引起的地表响应的瞬态解，脉冲的时间作用函数为Ｈｅａｖｉｓｉｄｅ阶梯函数，解首先在Ｌａｐｌａｃｅ－Ｈａｎｋｅｌ变换域中获得，Ｌａｐｌａｃｅ逆变换得，任意分布的轴对称脉冲解可由双重积分来表达，对于某些特殊分布荷载，解可以单重积分表达出来。     

非均质堤坝振动特性简化分析

将坝体视为一维弹性剪切振动体系，考虑堤坝土料特性沿坝高的非均匀分布及坝体宽度沿高度的变比，推导出堤坝横向剪切振动时频率、振型函数、振型参与系数等的封闭型解析表达式及地震反应估算公式，基于参数分析探讨了各种因素对坝体振动特性的影响，为非均质堤坝地震反应简化分析提供了基础。     

基于X-SBFEM的非线性断裂数值模型研究

从非线性断裂力学模型的角度,开展准脆性材料(混凝土)裂纹过程区的有效模拟,是当前的研究热点之一.扩展比例边界有限元法(X-SBFEM)兼有扩展有限元法(XFEM)和比例边界有限元法(SBFEM)两种方法的优势,利用SBFEM求解裂尖段应力奇异性问题,利用XFEM模拟非裂尖段位移场不连续.为在X-SBFEM中增加非线性断裂模型,提出采用sideface力的形式,基于黏聚力模型,通过线性叠加迭代法来模拟准脆性材料(混凝土)裂纹过程区.最后,以数值算例——单边缺口的三点弯曲梁和四点剪切梁——模拟裂纹过程区能量耗散影响,验证了所提方法的精度与应用效果.     

三向应力状态下混凝土强度和变形特性研究

对设计强度为１０MPa的混凝土立方体试件进行三轴压缩试验,系统研究了等围压条件下混凝土的强 度和变形特性,围压分别为０,４,８,１２,１６MPa５个量级;同时研究了不等围压条件下混凝土强度变化特性, 试验表明,随着围压增加,混凝土的极限抗压强度有明显增强的趋势;随着小主应力的增加,中主应力的影响 有减弱的趋势;峰值应力处应变随围压增加幅度显著。得出了在不同恒定围压下混凝土的应力应变全过程曲线; 通过与当前文献资料的对比分析,指出了在混凝土结构计算中适用的强度及变形表达式,为工程实践提供了 依据。     

地震荷载下桩土相互作用简化计算方法及参数分析

针对水平地震荷载下桩土相互作用体系，建立了简化计算模型，与有限元分析结果对比验证了简化模型的有效性，并运用此模型就桩土弹模比、地震动输入以及桩的几何特性进行了参数敏感性分析，对计算结果的统计分析表明，桩土弹模比对桩土动力相互作用的影响较为显著。     

拱坝河谷的地震波散射效应及坝基体系的动力响应

研究了局部场地条件对地震波的散射效应,对拱坝－地基体系在不均匀散射场和均匀输入场地震作用下的动力时程响应进行了对比分析。对小湾拱坝的实际分析表明,局部场地条件对地震波的散射效应对于拱坝的应力分布的峰值大小的影响是不容忽视的,甚至是至关重要的。     

冰激柔性锥体振动实验研究

针对冰激柔性锥体振动实验研究开展得很少的现状,利用DUT-1非冻结可破碎模型冰进行了冰速变化时冰激锥体振动的室内实验模拟．模型锥体材料采用普通钢材,设计了更为贴近实际的多自由度锥体结构模型,应用改进的动态载荷时域识别方法,依据结构的位移、加速度和应变等混合动态响应,识别了冰-锥体结构动力相互作用过程中的动冰力．实验结果表明,冰激柔性锥体振动是一种以低频振动为主、间歇性的随机受迫振动和自由阻尼振动,作用于锥体上的动冰力频率成分丰富．