发泡陶瓷外墙板抗风性能试验研究

为了研究外墙板不同厚度和拼接方式对其极限抗风承载能力和结构刚度的影响,将10块发泡陶瓷板材按不同工艺拼接成的3张足尺外墙板构件,进行模拟风荷载极限性能试验,得到其破坏前受力和变形情况,并总结其在实际使用过程中的工作性能,分析发泡陶瓷外墙板不同厚度和拼接方式对承载力和结构刚度的影响。试验结果表明,发泡陶瓷板的破坏形态属于典型的脆性破坏,拼接叠合板材之间协同工作效果良好;该外墙板可满足等效基本风压最高为0.83 k N/m2,最大挠度和极限承载力均符合相关规范要求,该成果有利于掌握发泡陶瓷外墙板承受风荷载时的抗弯性能。     

混合交通流作用下大跨径桥梁车辆荷载效应分析

卡车列队是一种通过自动控制、无线通讯等技术实现卡车成队近距离跟驰的交通模式,小间距行驶的车队直接导致桥面重车密度增加,且对于大跨径桥梁其可以容纳的卡车队数多,结构的整体和区段性能均可能受到影响。为研究卡车列队的荷载效应水平及其与普通车辆形成的混合交通流对桥梁结构的影响,评估现行规范的适用性,调研了国内外关于卡车列队的实际测试和理论研究,基于在役大跨径桥梁的实测交通流数据,提出了卡车列队荷载模型和混合交通流模拟方法。以一座大跨径悬索桥为主要背景工程,考虑实际的桥梁运行情况,实现了混合交通流模拟,研究了代表性混合交通场景中结构的车辆荷载效应水平和安全性,分析了卡车列队模式以及混合交通流对于大跨径悬索桥汽车荷载效应的影响。分析结果表明,混合交通流作用下的荷载效应水平较普通车辆车流有明显提高,但仍低于规范加载值。不同加载场景下的效应值约为规范值的35%～80%,现行规范对于卡车列队参与的混合交通流作用下结构的整体效应和区段效应均可提供较好的安全裕度,能够保证桥梁在未来相应运营状态下的安全服役。     

正向风作用下的对开口腔室火灾行为

为了系统揭示正向风作用下对开口腔室火灾行为的演化机理,该文建立了更符合实际的腔室火灾场景,开展了相应的数值模拟和理论分析,研究了正向风风速对迎风侧、背风侧的火溢流行为、腔室内部温度以及腔室气体流动方式的影响。结果表明：随着风速的增加,通风控制下腔室迎风侧的火溢流会逐渐消失。之后,背风侧的火溢流也会逐渐消失。火溢流发生的临界判据为全局当量比等于0.645。当全局当量比小于等于0.645时,燃烧只发生在腔室内部;当全局当量比大于0.645时,腔室外部开始出现火溢流。在燃料控制状态下,腔室内部的平均温度随着风速的增大不断降低。结合腔室内外的能量守恒方程,通过量纲分析,建立了正向风作用下燃料控制状态腔室内平均温升模型。基于迎风侧和背风侧与腔室内的压差,建立了腔室气体由双向流动转化为单向流动的临界风速表达式。当风速小于临界风速时,腔室两侧开口气流存在双向流动;当风速大于等于临界风速时,腔室两侧开口气流为单向流动。     

中蒙边境草原无风条件下可燃物燃烧火行为模拟

【目的】中蒙边境地区二连浩特市、东乌旗和新巴尔虎右旗草原易发生火灾,对当地生态环境和周边城市安全造成极大威胁。研究中蒙边境草原无风条件下可燃物燃烧火行为参数,可为中蒙边境草原可燃物管理和草原火灾预防提供理论依据。【方法】通过外业调查、样品采集,运用燃烧床以及热电偶等室内模拟并测定无风条件下可燃物的火行为,对可燃物火行为指标进行模拟分析。【结果】无风条件下,二连浩特市、东乌旗和新巴尔虎右旗室内模拟燃烧的火强度分别为780.44、805.80和1 195.60 kW/m,蔓延速度分别为0.61、0.45和0.67 m/min,火焰平均高度分别为30.30、35.53、33.90 cm,火焰平均温度分别为481.97、529.33、389.93℃,热辐射分别为0.45、1.20、1.44 kW/m²。【结论】二连浩特市、东乌旗、新巴尔虎右旗草原可燃物阻滞时间分别为28、15、22 s;二连浩特市在发生火灾时温度波动维持的时间较长,火灾隐患大;东乌旗草原可燃物阴燃热辐射接近火焰热辐射,持火力强,具有较大的复燃可能性。     

不同注浆材料作用下后压浆桩桩-土界面力学特性分析

为了研究不同注浆材料对后压浆桩桩-土界面的加固效果,开展了大型界面剪切实验.针对后压浆桩在各类土层中的应用,设置了砂土、风化岩、黏土3种不同土样,以研究不同土层环境下压浆对界面剪切性状的影响.采用双曲线模型及考虑剪切应力软化的剪切力学模型对剪切数据进行拟合,通过荷载传递法对压浆桩和未压浆桩的承载特性进行计算分析.研究结果表明,不同注浆材料作用下桩-土界面力学特性均有所改善.在砂土和风化岩中桩-土界面剪切应力与剪切位移之间的相互关系未受压浆影响;在黏土中,压浆改变了桩-土界面的力学特性,呈现出与未注浆接触面不同的软化现象.算例中桩基压浆前极限承载力为7.936 MN,粉煤灰基地聚合物、粉煤灰-水泥以及纯水泥浆液压浆后的极限承载力分别为13.492、13.647、13.926 MN.     

基于三剪应力统一强度理论的条形地基承载力计算

基于三剪应力统一强度理论,推导得到条形地基考虑侧向压力系数不为1、中间主剪应力及最小主剪应力影响时,地基临塑荷载和临界荷载精确理论计算公式,并对公式进行了退化分析,探讨了中间主剪应力影响系数b、最小主剪应力影响系数c和侧向压力系数k0对条形地基临塑荷载和临界荷载的影响规律。研究结果表明,临塑荷载和临界荷载随b、c的增大均非线性增大且增大的幅度逐渐减小,随k的减小而减小;Mohr-Coulomb理论解和双剪统一强度理论解均为三剪应力统一强度理论解的特例,三剪应力统一强度理论解考虑了地基土的真实侧向压力系数、中间主剪应力及最小主剪应力的影响,具有较广泛的适用性,可为实际工程提供一定的理论参考。     

爆炸作用下预应力混凝土节段箱梁动力响应

为了研究爆炸冲击作用下预应力混凝土多室箱梁的破坏机理和抗爆性能,针对不同炸药当量和爆炸位置下节段箱梁的动力响应进行了有限元计算分析。利用ANSYS/LS-DYNA软件建立混凝土和钢筋三维分离式实体模型;采用LOAD＿BLAST＿ENHANCED(LBE)方法模拟爆炸荷载,并结合文献试验数据对数值模拟方法的可靠性进行验证。得到了不同装药量、爆炸位置工况下预应力混凝土箱梁的动力响应和破坏特征。结果表明,100 kg、500 kg药量爆炸作用下,爆心正下方的钢筋发生屈服、顶板混凝土形成圆形破口。1 000 kg药量爆炸作用下,由于箱梁两端为固支,腹板、横隔梁及底板混凝土产生了轻微的剥落。相同爆炸位置工况下,随着装药量的增大,混凝土圆形破口面积增大。相同药量工况下,主梁中心线处由于无腹板支撑,其混凝土破口面积大于箱室处。研究结果可为预应力混凝土多室箱梁的抗爆防护加固提供重要参考。     

深埋花岗岩细观力学特性纳米压痕试验及参数均质化研究

采用纳米压痕试验研究双江口地下厂房花岗岩主要矿物石英、钾长石、斜长石以及云母的细观力学特性.为研究纳米压头压入峰值荷载与力学参数之间的关系,石英、钾长石和斜长石纳米压痕试验的峰值荷载取2×10-3,3×10-3,4×10-3,5×10-3,6×10-3,7×10-3和8×10-3 N,云母的纳米压痕试验的峰值荷载取1×...     

热—力耦合下能源桩沉降和荷载传递特性的数值分析

在热—力耦合下,能源桩荷载传递及其沉降规律是能源桩的研究热点。通过FLAC~(3D)有限差分软件研究能源桩在冬季运行工况下的沉降和荷载传递特性,并用London试验验证数值计算结果的合理性和正确性。通过研究温度对桩身轴力以及桩体和桩侧土体的沉降的影响,发现热—力耦合作用下桩体的轴力大于仅荷载作用时;桩体因自身温度升高而膨胀,桩体的上半部分相对于桩侧土体向上运动,桩体的下半部分相对于桩侧土体向下移动,使得桩体顶部的沉降量减小,热—力耦合作用下桩侧土体的沉降量小于仅荷载作用时。