沥青加铺层温度应力研究(Ⅰ)：力学模型

研究比较了3维有限元模型、平面有限元模型和弹性地基上双层叠合梁模型在分析旧混凝土路面上沥青加铺层温度应力的适用性,指出加铺层路面结构变形视二垂直方向变形之叠加是可行的.由于旧混凝土路面接缝造成的结构间断,加铺层层底应力集中现象明显,收敛较其截面内力(弯矩和轴向力)困难,加铺层受力状况宜用其截面内力表征.调整双层梁的水平剪切变形和竖向拉压变形效应系数,弹性地基上双层叠合梁模型的加铺层截面内力计算结果与2维平面模型的结果具有很好的一致性.     

岩体开挖松弛的判据与有限元分析

针对地下洞室、边坡、大坝坝基等开挖过程中存在的岩体松弛问题,基于岩体开挖松弛机理,采用主拉应变准则作为松弛判据,提出了相应的松弛效应有限元算法,并以小湾工程坝基松弛问题为例进行了分析.该方法不但可以明确判断松弛发生的部位、范围和严重程度,而且能够对松弛后岩体内部的应力应变状态进行合理描述.研究结果表明:小湾工程松弛区范围及松弛后应力应变状态与现场监测成果符合较好,表明所采用的研究方法对高地应力地区开挖松弛问题是可行的.     

弹性力学问题中拟奇异积分的变换法

剖析了弹性力学问题中拟奇异积分产生的原因,提出了处理拟奇异积分的一种有效的变换法,成功地消除了拟奇异积分的拟奇异性,在不增加计算量的情况下大大改进了拟奇异积分的计算精度。     

柔性基础下刚性桩复合地基的力学性状研究

通过有限元的方法对路堤荷载作用下刚性桩复合地基的力学性状进行了研究,主要考虑了路堤的高度、宽度以及压缩模量,以及桩体的压缩模量与复合地基置换率等因素的影响。利用ABAQUS通用有限元程序建立路堤荷载作用下刚性桩复合地基的力学模型,重点研究了以上几个主要因素对桩土荷载分担的影响和对桩身应力的影响,对比了柔性基础下和刚性基础下复合地基力学性状的差异。     

三维海水入侵及防治工程的渗流力学数值模拟及分析

对三维海水入侵及防治工程系统提出渗流力学模型、迎风分数步差分格式,应用其对莱州湾地区工程实际问题进行数值模拟,并对防治海水入侵主要工程的后效、地下坝、防潮堤工程后效及工程调控应用模式进行了预测模拟计算和分析．应用微分方程先验估计的理论和技巧,得到收敛性估计．     

贝壳珍珠母多级结构的化学-力学稳定性

我们从化学稳定性与化学功学耦合的新角度讨论贝壳珍珠母的多级结构及其力学性能。通过化学脱蛋白、脱矿方法与先进的微纳表征技术相结合,发现皱纹盘鲍（haliotis discus hannai）贝壳珍珠母首先是由形状不规整的文石片与有机基质薄层逐层堆垛而成的微结构;其次基本组成—文石片又是由纳米颗粒和片内有机基质网构成的纳米复合结构,其中不同文石片内的颗粒的平均直径及有机基质网的分布都有很大的差异。虽然氢氧化钠溶液对片层间和片内有机基质网都有脱蛋白作用,但是单个文石片的化学稳定性比由其构成的堆垛微结构高得多。进而对氢氧化钠处理后的珍珠母微、纳两级结构分别进行宏观弯曲实验和纳米压痕实验后发现,两者的杨氏模量均出现下降,但是前者的降低幅度更为显著。因此,文石片纳米复合结构比由其构成的堆垛微结构具有更好的化学-力学稳定性。     

基于Lade-Duncan强度准则的统计损伤本构模型及其修正研究

在损伤力学理论基础上,根据Lemaitre应变等价性理论,并假定岩石微元强度服从Weibull随机分布,在微元强度度量方法上考虑损伤阀值的影响,结合Lade-Duncan强度破坏准则,建立了统计损伤本构模型。通过岩石三轴应力-应变试验曲线对模型进行验证,拟合效果良好;并针对模型不能反映残余应力阶段特征的不足进行修正。用公式法代替比较法求取损伤修正参数,建立了更加完善的统计损伤本构模型。通过与未修正模型对比发现,修正后的统计损伤模型能更好的模拟岩石破坏全过程的应力应变关系并能表征岩石残余强度特征,从而验证了该模型的合理性和可行性。     

活性破片对钢板侵彻性能的实验研究

进行了弹道枪发射实验,研究了活性破片对钢板侵彻性能和毁伤效应。测量破片穿透不同厚度钢板的临界速度,采用高速摄影仪观察破片侵彻钢板过程和反应现象。实验结果表明,活性破片在497~1374 m/s速度范围内,撞击钢板时发生了反应,并伴随有强烈的燃烧、爆炸现象。在战斗部设计关心的1 500~2 200 m/s范围内,活性破片对典型的6 mm厚等效钢板具有足够的侵彻能力;且穿孔直径大于惰性钢破片。聚合物基体材料的强度低和撞靶反应是造成活性破片侵彻穿甲能力弱于钢破片的主要原因。活性材料强度和密度相对钢靶较低,导致撞击靶板过程中发生较大的镦粗变形以及侵靶过程中反应对靶孔产生径向膨胀效应使穿孔孔径增加。     

不同初始条件下土体污染后的物理力学性质变化实验研究

土体的物理力学性质在受污染后会发生改变,同时也受到不同初始条件的影响。通过室内土工试验研究不同含水率、颗粒及矿物组成等初始条件下土体受重金属及汽油污染前后的主要物理力学性质变化规律。结果表明:随着初始含水率的增大,污染前后土体的密度均增大,当初始含水率低于最优含水率时,污染前后粉质黏土的密度变化率更大;当土体初始含水率低于最优含水率时,随着初始含水率的增加,污染粉质黏土的塑限增大而液限减小;高于最优含水率后,塑限减小而液限增大;污染前后粉质黏土的压缩系数及其相对变化率随着含水率的增大均呈增大趋势;粉质黏土的黏聚力污染前随着含水率的增大而减小、污染后则随着含水率的增大总体上呈现先减小后增大的趋势;污染前后内摩擦角均随着含水率增大而降低,低含水率时下降速率较缓,大于最优含水率后下降速率增大。土体颗粒及矿物组成对污染物污染效果也有很大的影响,总体而言,细砂相较粉质黏土在同样初始含水率及污染物作用后物理力学性质更加稳定。     

移动碰撞过程中的能量转换规律

把能量转换与守恒定律及功能关系用于碰撞过程的不同阶段,给出移动碰撞过程中任意时刻的机械能转换情况及定量计算,并画出能量随时间变化的E－t曲线。