河海大学“堤坝工程安全与减灾”教育部长江学者创新团队通过结题验收

<正>2015年5月15日,受教育部科技司委托,河海大学组织专家召开"堤坝工程安全与减灾"教育部创新团队验收会。专家组组长由浙江大学龚晓南院士担任,专家组成员包括天津大学顾晓鲁教授、中国建筑科学研究院钱力航研究员、同济大学黄宏伟教授、北京航空航天大学姚仰平教授、华中科技大学郑俊杰教授和东南大学洪振舜教授。河海大学副校长唐洪武教授出席会议,创新团队骨干成员参加了会议。专家组听取了团队的总结汇报,现场考察了研究平台的建设情况,并进行了交流。经过评     

环向加筋圆柱壳轴向不均匀冲击响应

对轴向不均匀冲击载荷下环向加筋圆柱壳的动力响应进行了研究,在考虑了壳体及加筋肋骨骨的剪切变形和转动惯性的情况下,运用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理推导出壳体－肋骨系统的运动方程,并且采用一种半解析有限差分法进行求解,着重探讨了加筋肋骨对环向加筋圆柱壳动力响应的影响。     

受压加筋板极限承载能力研究

研究了面内单向受压的加筋板单元极限承载能力,考虑了弯扭耦合,加强筋截面变形,板的屈曲以及板和加筋之间的相互作用对加筋板极限承载能力的影响。计算结果表明算法具有较好的精度。     

公路边坡植物的护坡机理

从植物根系的力学作用、植物的蒸腾排水效应、茎叶及枯枝落叶的水文效应3个方面,分析了公路边坡植物的护坡机理。通过对植物根系的力学作用分析,建立了草本植物根系的加筋力学模型及木本深根植物的锚固力学模型。三轴剪切试验结果表明,沙棘、沙柳须根的加筋作用使沙土的粘聚力c值提高了2.5~4.0倍,使粘性土的粘聚力c值及内摩擦角φ值均增加0.25~0.40倍。应用非饱和土理论,定量分析了植物蒸腾排水效应对边坡的稳定贡献,现场监测试验表明,即使在雨季,柳树植物根系范围内土中的孔隙水压力仍为负值。依据植物边坡稳固机理,将植物护坡总结为坡面冲刷防护与边坡加固两种设计类型。坡面冲刷防护可根据浅根表土加筋与茎叶水文效应机理进行设计;边坡加固可根据深根锚固作用与蒸腾排水效应机理设计。     

土工格栅加筋路堤的三维有限元分析

运用通用有限元程序ANSYS ,对软弱地基上路堤加筋的作用和效果进行了三维有限元分析 .计算中采用DP模型模拟土体的材料非线性 ,采用面—面接触单元考虑筋土界面的状态非线性 ,并采用薄膜单元来模拟土工格栅 .通过对相关参数的敏感性分析 ,证明了土工格栅模量对加筋效果有显著影响 ,并且加筋位置靠近路堤底部时更能发挥加筋性能 ;证明了在土体发生显著侧向变形时土工格栅能够发挥抗拉效果 ,从而限制土体侧向变形和路堤外侧土体的隆起 ,达到减小沉降和不均匀沉降的效果 .研究成果对软弱地基路堤加筋处理和新老路基结合部处理均有借鉴意义     

堤坝内流场和外流场的计算

本文把堤坝的外流场和内流场看作一个整体问题，以Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程为流动控制方程，用ＶＯＦ法确定外流场的自由界面与内流场的浸润线，采用ＳＯＬＡ－ＶＯＦ方法进行数值求解．用堤坝内部细胞单元结构模型简化堤坝内部石块和空隙的复杂形状结构．为了验证上述数学计算模型的有效性，本文对梯形截面堤坝，在外界孤立波作用时，进行了堤坝外流场和内流场的计算，可以看到堤坝内压力场对堤坝的安全至关重要，同时还可以看到堤坝的内外压力场的脉动作用，是造成坝体破坏的重要因素．     

竖向地震加速度对堤坝抗震性能影响分析

将堤坝地震动力响应的有限元效值分析方法与坝坡地震滑移量的Newmark估算方法相结合，通过效值计算探讨了水平与竖向加速度组合作用下堤坝的抗震稳定性．首先以堤坝地震动力响应的二维平面应变有限元分析为基础，按照Makdisi与Seed所建议的计算方法估算堤坝安全系效的变化过程，依此对地震过程中堤坝的瞬态稳定性进行评价．对瞬时安全系效小于1的时段，采用Newmark方法估算滑坡体的可能滑移量，进而由此评判堤坝的抗震安全性．最后，针对一座高度为100m的堤坝，分别采用正弦波和实际El-Centro地震加速度记录作为激励，通过具体效值计算讨论了竖向地震加速度对堤坝抗震稳定性的影响．研究表明竖向加速度对堤坝瞬态稳定性及地震滑移量均具有显著影响，在堤坝抗震设计中应合理地予以考虑．     

桩承加筋路堤性状的有限元分析

桩承加筋路堤提高地基的承载力．减小沉降和差异沉降，减小路基的侧向变形，提高桩土荷载分担比，降低工程成本，应用越来越广泛。本文以一个路堤工程为原型，采用Plaxis8．2软件，利用拉格朗日大变形的分析方法，研究软土地基上的桩承加筋路堤的变形性状。分析了加筋材料的抗拉刚度、加筋的布置方式、桩间距和桩身刚度对桩承加筋路堤性状的影响。