基于精细有限元分析的既有RC框架结构破坏机理

在三层既有框架结构现场推覆试验的基础上,建立该试验框架的精细化有限元模型。通过动力特性分析及Pushover分析,讨论试验框架的动力特性、荷载-位移曲线、钢筋应力及混凝土损伤分布,得到结构破坏过程中底层框架柱的剪力需求,并与各主要国家规范的抗剪承载力计算结果进行比较。研究结果表明:精细化模型能较好地模拟剪切破坏发生前试验框架的荷载-位移曲线,反映试验框架由于底层柱端配箍不足而导致的弯-剪破坏;各规范公式计算的抗剪承载力存在一定的离散性。     

开挖过程中隧洞围岩应力主轴旋转及其对围岩破坏模式的影响

采用扩展有限元法(XFEM),通过模拟岩体初始裂隙,研究应力主轴旋转变化下的岩体裂隙扩展模式;以某地下隧洞工程为例,分析隧洞开挖过程中不同部位围岩主应力旋转变化情况;结合应力旋转下岩体裂隙扩展模式,研究这种变化对围岩破坏的影响。研究结果表明:应力方向的旋转会造成围岩中初始裂隙在扩展深度和扩展方向上发生明显变化;在隧洞开挖过程中,洞顶附近岩体的应力方向则在旋转一定角度后即恢复初始方向,边墙附近岩体主应力最大旋转角度接近90o;受应力主轴旋转影响,不同类型岩体宏观上表现为不同的破坏模式,在实际工程中应予以关注。     

层状岩体受压力学特征结构面效应数值分析

煤层底板岩体是沉积岩,具有显著的层状结构特点。为研究层状岩体压缩强度的结构面效应,通过FLAC3D数值软件,结合改进的遍布节理本构模型,建立层状岩体压缩数值模型,分析单轴、三轴压缩情况下的应力应变响应以及强度特征。研究结果表明:层状岩体压缩强度具有显著的结构面倾角效应。随着倾角的增大,层状岩体的压缩强度呈现先减小后增大的趋势。当结构面倾角为40°~80°时,岩体强度整体较低,破裂面主要沿结构面展开。数值试验和理论分析反映的岩体强度随结构面倾角变化规律一致。层状岩体弹性模量沿平行于结构面方向最大,而垂直于结构面方向最小,并随结构面与水平面之间夹角的增加而增大。     

准脆性固体的灾变破坏及其物理前兆

准脆性固体的灾变破坏如地震、滑坡、地下工程的失效等给人类生产和生活带来了巨大影响,由于其非线性演化过程的复杂性,这类灾变破坏的触发机理与预测方法一直是困扰工程界和科学界的难题.我们在对固体灾变破坏中的几个基本问题:灾变破坏的机理、无序非均匀效应、局部化行为和响应量的前兆特征进行了阐述,并对其研究进展和研究现状进行了评述,分析了准脆性固体损伤的非线性演化和局部化、灾变破坏前兆研究面临的困难和机遇.     

顺层斜坡溃屈变形物理模拟及影响因素敏感性分析

利用物理模拟方法再现顺层斜坡溃屈破坏过程,分析了发生溃屈型斜坡的临界坡长与弯曲隆起高度的主要影响因素,并运用优势分析方法论述了各单因素影响的主次关系。分析的结果说明:岩层的单层厚度、滑移面的内摩擦角和内聚力、坡角和岩体的弹性模量是影响顺层斜坡溃屈失稳的主要因素,其影响程度的大小顺序依次为岩层的单层厚度、滑移面的内聚力及内摩擦角、坡角和岩体的弹性模量。     

复合材料修复含中心裂纹铝合金薄板和厚板破坏模式研究

采用T300碳纤维增强环氧树脂复合材料补片单面修复含中心裂纹铝合金(LY12CZ)板,板厚为1.76mm和5.20mm.测试了修复试件准静态拉伸和疲劳性能,分析了修复试件的准静态和疲劳破坏模式,考察了裂纹长度对修复效果的影响.结果表明:厚度为1.76mm修复试件的拉伸破坏是由补片与铝合金板之间的胶黏剂层脱粘控制,而厚度为5.20mm修复试件是由铝合金板中的裂纹扩展控制.对于厚度为1.76mm修复试件,其准静态拉伸性能随裂纹长度增大而降低,而疲劳性能随裂纹长度增大而提高.然而,厚度为5.20mm修复试件的准静态拉伸和疲劳性能均随裂纹长度增大而降低.     

开槽砌块灌孔砌体的抗剪性能试验研究

通过对开槽砌块灌孔砌体的抗剪试件的静力试验研究,了解了开槽砌块灌孔砌体的试件开裂荷载、极限承载力、破坏过程和破坏特征.试验结果表明,开槽砌块灌孔砌体和普通灌孔砌块砌体相比,其抗剪强度得到一定程度的提高.分析了影响灌孔砌块砌体抗剪强度的多种因素,并根据Hoffman准则以及现行的规范公式,建立了开槽砌块灌孔砌体的抗剪强度公式,公式的计算结果与实验结果吻合较好.建立了开槽与不开槽砌块灌孔砌体抗剪强度的统一表达式,结果表明,将其运用在不开槽砌块的抗剪强度的计算中是可行的.     

复杂地质环境下高速公路高边坡变形破坏模式研究

为研究某高速公路高边坡的变形破坏模式,经过系统分析其复杂的工程地质条件,包括地形地貌、地层岩性、地质构造、风化与节理及水文地质等,提出了该高速公路高边坡的变形破坏模式主要为顺层边坡滑移—拉裂、类土质边坡蠕滑—拉裂、褶皱区顺层滑移—拉裂以及碎裂结构边坡坍塌,为后续实际工程处理方案的确定提供了可靠的依据,并对类似工程有一定的借鉴作用.     

BESⅢ实验测量J/ψ→γФ精度的研究

基于BOSS软件框架,利用BESⅢ合作组产生的106M单举ψ(3686)事例,研究了在BESⅢ上实验测量C宇称破坏过程J/ψ→γФ可达到的实验精度.在无信号事例的单举ψ(3686)样本中,在90%置信水平下设定了该过程观测事例数的上限,并计算得到BF(J/ψ→γФ)的上限为6.1×10-7.研究结果表明在BESⅢ计划采集的实验数据样本下,该C宇称破坏过程的实验测量精度可达到10-7量级.     

τ轻子CP破坏效应的研究

粒子物理标准模型虽然包含了CP破坏,但其不足以解释宇宙中观察到的物质与反物质不对称现象,因此进一步检验标准模型中的CP破坏机制、寻找CP破坏的新起源已经成为粒子物理研究的重要内容之一.分析LHC实验上构造CP-odd可观测量的困难,在此基础上,进一步提出了CP-odd可观测量的构造方法,接着按照量子场论的基本原理,构造了τ轻子CP破坏的有效拉氏量,从而为研究与τ轻子相关的新物理提供一些理论指导.