基于断裂力学的锚拉板疲劳寿命评估

为研究斜拉桥锚拉板结构的疲劳性能,以一座叠合梁斜拉桥为例,采用最新钢桥规范的疲劳荷载模型加载并按雨流法处理计算了疲劳荷载谱,结合空间实体有限元模型,识别了锚拉板的典型构造细节并获得疲劳应力谱;在典型构造细节处引入初始表面裂纹,计算了裂纹尖端的应力强度因子,回归分析得到应力强度因子与裂纹尺寸的关系式,代入Paris公式积分得到了各典型构造细节的疲劳寿命,从而建立了基于断裂力学的锚拉板疲劳寿命分析方法.研究结果表明:基于断裂力学方法得到的锚拉板疲劳寿命超过了100年,满足设计及使用要求;裂纹初期扩展很慢,当尺寸达到10mm时,已消耗了60%~80%的疲劳寿命,应及时加以补强.     

不同养护条件下活性粉末混凝土局压承载力试验

为了保证活性粉末混凝土(RPC)在不同材料设计和工程条件下预应力锚固区的局部受压安全性,以养护条件、钢纤维掺量与局压面积比为基本参数,深入研究各因素对RPC材料局部受压承载力的影响,完成了18个RPC试件的轴心局部受压承载力试验,获得了试件的局部受压极限承载力、破坏形态、裂缝发展模式以及荷载-位移关系等,并由此分析了RPC材料试件局部受压机理。在此基础上,引入RPC材料在不同养护条件和钢纤维掺量下的受压和受拉本构关系,基于ABAQUS建立RPC构件局部承压非线性有限元模型,完成全过程非线性分析,并将有限元结果与试验结果进行对比。基于现有规范公式,根据上述主要试验因素的影响规律,建立实用的RPC材料局压承载力统一计算公式。研究结果表明:与自然养护相比,采用蒸汽养护的RPC试件局压承载力提高约7%;钢纤维掺量(体积分数,下同)从1%增加到2%以及从2%增加到3%时,试件局部受压承载力的增幅分别为26.8%和13.2%,说明钢纤维的掺入能有效提高RPC材料的局压承载力,但其提高作用随钢纤维掺量的增加而减弱;与普通混凝土相似,RPC材料局部受压承载力与局压面积比存在线性关系,说明局压面积比对材料局部受压性能的影响属于结构层面,并不因材料性能的增强而改变;有限元分析以及拟合公式结果均与试验结果吻合良好。     

穿越断层破碎带隧道设置减震层的振动台模型试验

以某高地震烈度区穿越断层破碎带的铁路隧道工程为依托,开展设置减震层的振动台物理模型试验,介绍试验方案及过程,包括试验装置、试验内容、模型相似比、模型箱体设计、相似材料、测试方案及传感器布置、地震波输入及加载制度等,并对设置减震层的减震效果进行分析.试验结果表明:对高地震烈度区穿越断层破碎带隧道振动台模型试验的设计方案合理可行,设置减震层是一种降低地震荷载作用下衬砌的内力峰值,提高隧道抗震性能的有效手段.