新型混凝土-堆石混合坝的基本力学特性

吸收堆石坝和混凝土重力坝的优点并克服其缺点,提出了一种新型的混凝土-堆石混合坝技术,该坝型的特点是：坝体由上游带支墩的混凝土墙和下游堆石体组合而成,支墩设在混凝土墙后并以一定距离分布,混凝土墙和堆石体之间设置垫层和过渡层。以某心墙堆石坝工程为对象建立了混合坝数值模型,分析混合坝在竣工和蓄水工况下的坝体应力和变形特征,并与原心墙堆石坝工程性状进行对比分析。研究表明：混凝土墙后土压力呈非线性分布;混凝土墙受力以压弯为主,最大拉应力出现在墙踵处;支墩受力以弯剪为主,最大拉应力出现在支墩与混凝土墙连接处;堆石体整体应力水平比心墙堆石坝降低,安全性有较大幅度提高。技术经济分析比较表明,与心墙堆石坝相比,混合坝具有安全稳定、保护环境、节约材料等优点。     

冲击荷载作用下埋地长输管道受力性能分析

为研究冲击荷载作用下埋地长输管道的受力性能,制作一个土箱—管道缩尺模型,进行落锤冲击试验,并建立落锤冲击埋地管道的有限元计算模型,对管道动态响应过程进行数值模拟。主要分析了管道壁厚、管径、埋深和冲击能量等参数对管道受力性能的影响,探讨埋地长输管道在冲击荷载作用下的整体变形特点和应变分布规律。研究结果表明:在冲击荷载作用下,冲击能量增加,管道跨中表面的应变峰值增大;相同工况下大管径和薄壁管道应变值大,管道覆土越深,管道应变峰值越小,土体的缓冲作用削弱了管道受到的冲击作用;通过有限元模拟结果与试验结果对比分析,两者一致性较好,故在实际工况下可用有限元模拟落石对埋地管道的冲击作用。     

临时支墩在预应力混凝土系杆拱桥中的应用

预应力混凝土系杆拱桥由于竖拱以后,梁车运架不能正常通过,故在运架梁期间在箱梁跨中增加临时支墩,从而保证架桥机、运梁车等重型荷载能顺利通行。系杆拱上部结构拱肋、横梁要在运架梁完成后方可施工。设置临时支墩的施工方案在实际工程中得以成功运用,将对今后系杆拱施工工艺提供新的施工技术方案。     

黄草互通现浇箱梁临时支墩支架设计与验算

结合黄草互通现浇箱梁施工施工实践,介绍临时支墩支架施工现浇混凝土箱梁的支架搭设方案及受力验算。     

冲击荷载作用下混凝土的受力分析

溜井的稳定与否对矿山的生产有很大影响,既受静载作用,又受冲击荷载作用.冲击荷载是使其产生较高破坏率的主要原因.为了探求冲击荷载的作用,应用Hertz接触弹性分析,对钢球冲击下不同尺寸的混凝土试件进行受力求解;同时应用动力分析软件LS-DYNA3D对冲击过程进行数值模拟求解混凝土的受力.随着试件尺寸的增大,解析结果和数值模拟结果表明,虽然钢球的冲击能有所增加,但是试件受力增长缓慢;试验结果表明塑性变形能的尺寸效应越来越明显,导致了试件破坏时冲击次数的增多.     

浅水爆炸冲击荷载下高拱坝抗爆性能分析

水下爆炸冲击荷载作用下大坝动力响应较之静态荷载和地震荷载作用下要复杂得多.通过构建高拱坝水下爆炸大型数值全耦合模型,考虑混凝土材料的高应变率效应,采用三维非线性有限元法对近水面水下爆炸冲击荷载作用下的大坝动态响应进行了全性能数值仿真,探讨了高拱坝在浅水爆炸冲击荷载作用下的动力响应、潜在破坏模式及失事机理,研究了爆心距及炸药量对大坝抗爆性能的影响.研究结果表明:拱坝由于其拱形受力特点,具有较高的承压能力;在常规小当量炸药爆炸冲击荷载作用下,坝体仅产生局部开裂破坏;当大当量高能炸药在库区浅水近场爆炸时,上游面坝顶中部发生严重压碎和剪切破坏并形成上下游贯穿的裂缝,且裂缝向坝体下部扩展至1/2坝高处,导致坝体产生严重破坏.     

泥石流大块石对简支梁冲击力修正计算

在泥石流易发区,针对格栅坝支墩、桥墩这样的简支梁结构,确定大块石的冲击荷载尤为重要。基于Hertz弹性球接触理论,结合Thornton理想弹塑性体假设,考虑混凝土材料受大块石冲击荷载作用下的弹塑性特性,将泥石流大块石冲击简支梁结构的整个动力响应过程概化为:第一次碰撞—桩身弯曲变形—第二次碰撞—静止。以能量守恒为基础,将泥石流大块石冲击力分解为第一次碰撞产生的冲击力和第二次碰撞产生的冲击力,以初次碰撞的冲击力为最大冲击力,提出了冲击力修正计算公式。最后进行实例分析,计算结果表明:梁长越短,冲击压力增长越快,梁长越长,冲击压力增长越慢,且该公式计算值仅占基于Hertz弹性球接触理论结果值的20. 3%,更符合实际情况。     

泥石流大块石冲击下钢拱拦挡坝的抗冲击性能

为使透水型拦挡坝更有效地拦蓄泥石流中的大块石,结合拱结构的受力特点,设计出一种钢拱结构.利用非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟,用钢球模拟泥石流大块石,分别对钢拱结构的两种坝体类型的3个典型部位进行大块石冲击下的动力响应模拟,从结构的应力、冲击力、位移3个方面进行对比分析.结果表明:与钢拱网格坝相比,钢拱混凝土网格坝的应力大小随着时间的增加,在同一荷载条件作用下应力减少的幅度为15.7%,冲击力峰值明显大于钢拱网格坝;位移较钢拱网格坝显著降低,说明钢拱混凝土网格坝具有良好的抗冲击性能.     

桓仁大头坝劈头裂缝的稳定性分析

用断裂力学对单支墩大头坝的劈头裂缝进行稳定性分析。把劈裂缝视为线弹性的１／４半无限体内半椭圆片状裂缝。用有限元法计算出承载而未开裂的坝体在假定缝面上的应力，运用线性叠加原理计算出裂缝在各种荷载作用下的缝端应力强度因于值ＫＩ，并与二维的ＫＩ值作以比较。通过分析，认为该坝急需防渗加固处理。     

榕江特大桥连续钢桁梁悬拼施工临时支墩方案探讨

围绕全长7 373.921 m、主跨(110+220+220+110)m的榕江特大桥工艺复杂,技术标准高,施工难度大特点,在综合考虑工期、安全、质量、水文、地质等情况下,对榕江特大桥主跨钢桁梁施工采用临时支墩配合全回转架梁起重机对称悬拼,柔性拱施工采用全回转架梁起重机对称拼装方案。笔者对临时支墩进行了设计,并对临时支墩的稳定性进行了验算,满足了工程施工的需要,为同类桥梁的设计和施工积累了宝贵经验。     

软弱地基上的碾压混凝土拱坝应力与位移分析

某工程在软弱基础上修建的碾压混凝土拱坝坝高大于100m,基础软弱,应力和位移大,尤其是坝肩向下游位移大。提出设置推力墩新结构来增强拱座受力,限制其变形。示例对水压荷载作用下坝体的应力和位移进行三维仿真分析,表明仅设置30m长的推力墩能消减50％的坝体下游面(水压荷载)拱向拉应力;位移减小20％;坝肩基岩几乎处于微压状态,水压应力向推力墩转移,加大坝基底面减小坝体沉陷。由于推力墩结构减小了拱跨度,增强了拱坝的整体性,分担了主要的坝肩荷载,可使拱坝应力得到改善,位移得到控制。     

大头坝的动力分析

采用三维有限元法和反应谱动力法用于计算大头坝的动力效应,分析大头坝在动力作用下位移、加速度应力的分布情况并用于东溪水库双支墩大头坝的抗震计算分析.     

加铺层厚度对冲击压实改建路面力学性能的影响

 采用三维有限元方法研究冲击压实技术改建后的白加黑路面的受力机制,讨论加铺的水泥稳定基层和沥青砼面层的厚度分别对改建路面的受力性能和使用性能的影响。计算结果表明：冲击压实改建路面在轮载作用下加铺层与破裂水泥砼板块间会出现脱空,是此种路面结构所特有的工作模式;在交通荷载下,加铺的沥青砼底面较容易产生横向疲劳裂缝,从而在沥青砼面层中形成由下而上的反射裂缝,而受轮载直接作用的沥青砼表面并不容易损坏;面层所受的应力极值随加铺层厚度的增加呈线性减小;增加加铺层厚度能够明显减少由交通荷载引起的路面开裂,并且增加水稳层厚度比增加面层厚度更为经济有效;但增加加铺层厚度对改善沥青砼面层抗车辙能力的效果不显著。     

边界条件和配筋率对设备支墩动力特性的影响

对一大型天文望远镜设备支墩建立了有限元分析模型,进行了自振频率计算．结合实测数据和一系 列计算模型,分析了边界支承条件和墩体配筋率对其自振频率的影响．指出对于此类支承于基岩上的设备 支墩,基础底板的锚固措施对其自振频率具有较大的影响;对于此类兼有弯曲和剪切变形特征的低矮悬臂 支墩,纵向配筋和横向配筋都可以提高其自振频率,但效果不显著．     

静力及冲击荷载下夹层玻璃的变形性能

采用有限元法,对玻璃板厚变化的夹层玻璃在长、短期静力和冲击荷载作用下的变形性能进行模拟计算,计算结果与相关文献试验结果符合较好.进一步的计算分析表明,荷载作用类型及持续时间、支承方式和内外层玻璃板厚变化,是影响夹层玻璃整体变形性能的主要因素.夹层玻璃在爆炸荷载作用下,其弯曲刚度比静力荷载下的弯曲刚度大,框支玻璃的抗爆性能好于点支承玻璃的抗爆性能.根据模拟计算,对现行规范夹层玻璃等效厚度的计算公式进行修正,给出的夹层玻璃等效厚度计算公式适用于不同支承条件.     

架空直立式码头单排架结构最不利构件分析

以在建的重庆市两江新区果园枢纽港二期工程为例,采用有限元法对内河大水位差架空直立式框架码头单排架结构进行了受力分析。探讨了不同荷载组合下的最不利受力构件。按照恒载参与每种作用效应组合,活载按结构实际可能出现的受力情况进行组合分析的思路,对结构自重、面板自重、堆货荷载、岸吊荷载和船舶撞击力等荷载进行组合,共设计了32种荷载组合。采用有限元法计算分析每种组合下的排架结构各构件的内力,在32种荷载组合结果中搜索各构件的最大(小)内力值,从而确定在32种荷载组合下的最不利受力构件,并得到了控制结构构件内力的21种最不利荷载组合。     

爆炸荷载作用下大型箱涵安全性的SPH-FEM耦合分析

爆炸冲击荷载对地下结构物影响是工程界关注的重点问题.采用SPH与FEM耦合的数值分析技术,SPH法用于模拟爆破近域的土体大变形,FEM法用于模拟远场土体和结构物响应,研究了爆炸冲击荷载对大型输水箱涵安全性的影响,研究结果表明:SPH与FEM耦合分析技术可以满足计算精度与计算效率要求,计算结果较好地揭示了爆坑形成和冲击荷载的传播过程;不同爆炸位置下箱涵受力和变形存在较大差异,尤其是边墙中间位置,受土体变形流动影响,不同爆炸位置会引起明显的二次加载和拉压变化.     

冲击荷载下固支梁弹塑性动力响应分析

为了研究在冲击荷载下固支梁的弹塑性动力响应,首先利用能量法推导固支梁在冲击荷载下动力响应的简化计算方法,将跨中挠度和冲击荷载响应作为梁动力响应的评价指标;然后通过一些算例对固支梁与简支梁的动力响应进行对比来探讨不同边界条件对受力的影响,为结构抗冲击安全设计提供指导;最后利用有限元软件ANSYS/LSDYNA模拟固支梁在外部冲击物碰撞作用下的动力响应并与解析结果进行对比,在分析时考虑材料应变率和接触变形.结果表明:提出的弹塑性动力响应判别方法、动力响应简化计算方法和评价指标都是可行的;固支梁相对于简支梁更有利于承受冲击荷载;当质量比与冲击物速度比较适中时,跨中挠度和冲击荷载响应的解析解和数值解相符较好;在相同的冲击能量下,冲击物质量和速度所占的比例不同,动力响应所经历的时间历程不同.     

水平荷载下桩基受力特性研究综述

通过对水平荷载下桩基受力特性研究的综述,对国内外相关研究的理论方法等进行总结,详细介绍了目前国内外常用的弹性地基反力法以及p-y曲线法等理论方法,分析了其各自的特点及适用条件,给出了水平荷载下桩基受力特性分析中有待研究的问题,为进一步研究大直径现浇混凝土薄壁管桩(PCC桩)在水平荷载下的受力特性提供研究思路.     

地面荷载下端锚型边坡锚杆受力状态演变研究

通过室内模型试验,模拟了端锚型边坡锚杆在地面荷载作用下的工作条件,研究了同级荷载作用下土质边坡内各层锚杆的受力特征以及随荷载作用时间的变化规律;并分别比较了不同地面荷载下端锚型锚杆和全长黏结型锚杆的受力差异.结果表明:端锚型土层锚杆在地面荷载作用下,上层锚杆受力最大,底层锚杆受力最小,因此在设计时要考虑对顶层锚杆进行加强设计;端锚型锚杆在较小地面荷载作用下,顶层锚杆和中间锚杆受力最大,不同于全长黏结型锚杆(底层锚杆受力最大,而顶层锚杆受力最小);较大荷载作用下,端锚型锚杆的受力为顶层锚杆受力最大,底层锚杆受力最小,与全长黏结型锚杆类似;在同级荷载作用下,端锚型锚杆轴向应变随荷载作用时间先增大后减小;在地面荷载由小到大的变化过程中,锚杆的受力表现为"小—大—小—大"的变化过程,锚杆受力达到最大的时间和达到稳定的时间均为先增加后减小,所以对于人工边坡,要考虑各级荷载的影响,找到最不利荷载进行合理设计.