粉土基坑柔性支护结构变形特征

为了解装配式可回收支护结构在粉土地区基坑开挖过程中的变形特征,以郑州市牛口峪引黄工程干线管道工程工作井基坑为背景,运用ABAQUS有限元软件分别建立了粉土环境下摩尔库伦土体和修正剑桥土体的装配式可回收支护结构基坑模型.通过比较分析模型的差异并结合模拟数据与理论计算以及实测数据的对比,对该类型结构支护效果作了定量的描述.结果 表明:研究开发的采用修正剑桥土体的装配式可回收支护结构模型能较为真实地反映结构受力及变形特性,桩体水平位移最大值仅为3 mm,较传统支护水平位移更小;基坑基底最大隆起量仅为12 mm.可见装配式可回收支护结构整体变形较小,结构稳定性较高,可以作为指导粉土地区同类型基坑工程施工的重要参考.     

多道次辊弯成形数值模拟技术

利用ABAQUS软件对多道次辊弯成形数值模拟技术进行了研究.基于动力显式算法,采用引导板带动板料进入轧辊的模拟方式,建立开口类型钢多道次辊弯成形的有限元模型.重点分析了多道次模拟中,模型建立、单元选择、边界条件、虚拟成形速度、加载曲线、摩擦模型和回弹等关键问题,提出了适合于多道次辊弯成形分析的数值模拟方法.通过模拟外卷边槽钢的12道次辊弯成形过程,验证了方法的有效性.     

应用落锤式弯沉仪评价土基模量的试验研究

土基回弹模量是路面设计的重要参数,实验室内测定土基回弹模量的方法为重复荷载三轴试验,野外测试的方法有承载板、动态锥等方法,上述方法操作起来都比较复杂。利用FWD（落锤式弯沉仪）测试土基计算弹性模量,再用国内常用的野外承载板试验测定土基回弹模量,分析FWD弹性模量和回弹模量之间的相关性,研究FWD直接预测土基回弹模量的可行性。结果表明该方法具有一定的可行性。     

我国公路材料设计参数存在问题及改进建议

分析了现行规范公路设计参数存在的问题,针对不同地区,提出了公路土基回弹模量、基层与面层设计参数的改进方法,为公路设计提供依据.     

树脂类牙齿矫治器压模成型及力学性能分析

隐形牙齿矫治器多由树脂类薄片在高温下压模成型,由于树脂类材料的力学行为对保载时间和应变率极为敏感,通过讨论不同压模成型工况和材料参数对矫治器成型的影响,进而对牙齿矫治器的设计和成型加工给予一定的指导。通过建立牙齿矫治器膜片和牙齿的有限元模型,模拟在不同加载应变率、不同保载时间下的矫治器压模成型过程,探究不同加载条件和材料参数变化对卸载后回弹量的影响。结果表明:不同的加载工况和材料参数对牙齿矫治器成型后的回弹量存在较大的影响,加载速率越低、保载时间越长,矫治器成型后回弹量越小;材料的热膨胀系数越小,弹性模量越大,材料压模成型卸载后的回弹量越小,但较大的材料模量,会影响压模片与牙冠表面的完全贴合。     

考虑温湿度作用的粒料基层沥青路面结构非线性力学行为

为了研究温湿度作用下道路结构非线性力学行为，基于长期性能观测构建粒料基层沥青路面的温湿度组合，建立综合考虑应力和湿度影响的粒料非线性回弹模量模型，考察2个沥青层厚度和2个荷载水平，利用有限元开展沥青路面粒料层和土基非线性结构力学行为分析，基于Miner’s损伤法则，计算基于沥青层底拉应变和土基顶部压应变的疲劳寿命。研究结果表明：采用考虑湿度调整的Uzan三参数模型能够较好地表征在役沥青路面粒料层和土基的非线性力学行为；非线性路面结构分析与现有线弹性路面结构计算相比，沥青层底拉应变和土基顶部压应变大小及其对温湿度变化的敏感程度均存在显著差异，结构寿命也相差较大，温湿度对道路结构力学行为的影响不容忽视；增加荷载和减小沥青面层厚度均会增加沥青路面结构响应、降低使用寿命，但是二者的影响机理不同；粒料应力硬化特性能在一定程度上缓解高应力水平下的沥青层底受拉。     

基于修正LM算法的Barlat89和Y-U联合模型参数反求

为精确预测高强钢的回弹，需要使用准确且全面描述其材料力学性能的材料模型参数，由此提出了一种基于修正的Levenberg Marquardt（LM）优化算法对Barlat89和Yoshida-Uemori（Y-U）联合模型参数进行反求的方法.以高强钢材料DP780为例，通过单向拉伸和拉伸压缩试验获取材料的力学性能曲线，使用LS-DYNA软件进行与试验对标的仿真分析，采用修正的LM算法连续优化仿真预设的材料模型参数，使得最终仿真求解输出与试验获取的材料性能曲线达到最小二乘意义上的相等，得到最优的材料联合模型参数.研究结果表明：使用的LM算法相关系数为0.951 4，算法收敛性较好；反求出的Barlat89和Y-U联合模型参数，能够同时较准确地描述DP780材料单向拉伸和拉伸压缩力学性能曲线；仿真结果曲线与试验曲线拟合程度较高，两者的平均相对误差为4.65%.此方法所获取的材料模型参数反映了材料正、反向加载时的力学特性，同时能够极大地提升回弹预测精度.     

考虑持水能力的黄泛区高液限黏土路用压实标准

黄河下游冲淤积在山东省形成了大量特殊的高液限黏土,由于沿线平原区路基填料极度匮乏,若弃之不用将造成极大损失.本文从施工期和运营期2个阶段对土体的强度和模量进行了试验探讨.黄泛区高液限黏土主要由高含量的磨圆粉粒及黏粒组成,高于最优含水率压实时,土体表现出空气体积率低、饱和度高的特点.基于滤纸试验,发现高进气值导致土体具有很强的持水性.基于不排水、不排气的三轴试验,获得了不同压实状态下土体归一化静强度和抗剪强度指标与饱和度、空气体积率的相关关系.该类土存在的最优饱和度为79%(相应空气体积率为8%).相较于土体的强度特征,黄泛区高液限黏土回弹模量受含水率的影响更敏感,含水率由20%增加至23%时,尽管路基依然保持稳定,但回弹模量的大幅衰减导致路基压缩应变增加近200%.结合我国和日本的路基压实控制标准,提出黄泛区高液限黏土的填筑含水率不应高于23%,空气体积率不高于8%(即压实度控制在90%及以上),以保证土体强度和模量的长期稳定性.     

7种重塑黏土的一维压缩-卸荷行为

重塑黏土的一维压缩-卸荷行为是黏土最基本的力学特征。为此，开展系统的7种重塑黏土一维压缩-卸荷试验与相应物理化学性质指标及矿物成分测试，在此基础上，评价黏土压缩-卸荷行为经典预测公式的适用性。结论如下：(1)4个经典压缩指数公式预测效果均较好，其中Nagaraj公式最优。(2)7种重塑黏土孔隙比指数-有效一维固结压力关系与Burland固有压缩线经验公式几乎重合。(3)Nagaraj、Burland一维压缩曲线方程预测效果均较好，其中Burland方程更优。(4)Nagaraj、Kulhawy回弹指数公式预测效果均较好，其中Kulhawy公式更优。(5)压缩指数、回弹指数与比表面积、阳离子交换量均有很强的相关性，且与比表面积的相关性强于与阳离子交换量的相关性。(6)压缩指数与回弹指数比值最低为3.0,最高为10.2,超出了5～10的范围，且随塑性增大而降低。