基于流固耦合理论的山洪泥石流浆体作用下双柱墩的动力响应分析

山洪泥石流冲击双柱墩是一个复杂的过程,本文选用Bingham流体模型作为山洪泥石流浆体的本构模型,首先在三维湍流k-ε模型的基础上,考虑山洪泥石流特点,应用CFX对某地发生的山洪泥石流浆体进行数值模拟;然后通过ANSYS建立了山洪泥石流浆体与双柱墩的流固耦合模型,实现了山洪泥石流浆体冲击双柱墩的全程模拟,从而对双柱墩在不同参数的山洪泥石流浆体冲击作用下的响应情况进行了分析。结果表明:山洪泥石流浆体的密度、流速、冲刷水头高度对双柱墩的冲击力影响极大,又揭示了流固耦合效应导致了墩底的冲压坑洞,还证明了基于动量守恒的流体动压力法可近似计算山洪泥石流浆体冲击双柱墩时的冲击力,可为类似防灾工程提供参考。     

平川沟泥石流体形成的动力机制研究

泥石流沟内松散物质(岩土体)在降雨作用下，由吸水→强度衰减→蠕变而构成初始泥石流体，形成机制包括降雨冲击机制和吸水软化机制。初始泥石流体运动诱发沟岸冲蚀、沟底掏蚀而补给构成泥石流体，补给机制包括岸坡切割机制和沟床物质启动机制。构建了由粒径为6．31cm的均质颗粒固相和均质浆体的等效泥石流体，为泥石流运动及冲击机理研究奠定理论基础。     

桥墩形式对泥石流浆体冲击效应的影响分析

泥石流冲毁桥墩对桥梁的危害巨大。借助数值模拟分析手段,研究不同截面形式的桥墩在泥石流冲击作用下的差异。综合分析泥石流流域、桥墩受到的冲击压强、冲击力以及拉应力,得到泥石流作用下最优桥墩选型。研究表明,不同截面的桥墩对泥石流浆体的分布影响较大,圆端形墩和尖端形墩的排导能力优于矩形墩;不同截面形状的桥墩受到的冲击力差异明显,矩形墩对泥石流的阻力普遍大于圆端形墩和尖端形墩。综合模拟结果分析,建议在泥石流易发区域架设桥梁时,应优先选择圆形或者圆端形墩。     

泥石流冲击作用下路基的毁损机制研究

泥石流是我国常见的一种地质灾害.位于泥石流区的公路路基常常由于受到泥石流的冲击而毁损严重,甚至导致交通的中断.泥石流冲击路基是一个复杂的三维问题,通过分层法将其简化为平面问题,建立了泥石流冲击作用下路基毁损的力学模型,并通过稳定性分析和叠加原理得到了确定冲击坑形状的计算方法.最后通过将泥石流冲击坑的形状与路基自稳的临界...     

泥石流冲击作用下桥墩动力响应研究

针对桥墩在泥石流作用下的动力冲击问题,该文基于SPH-FEM耦合的数值方法,研究块石-浆体-桥墩之间的动态作用。分析含大块石泥石流冲击桥墩的全过程、冲击力时程、关键点位移时程、桥墩破坏情况等动力学行为。并将桥墩的冲击破坏机理与工程经验相结合,分析桥墩外包钢板和桥墩外包缓冲层+钢板两种优化措施对桥墩的防护效果。研究表明:大块石对桥墩的冲击作用容易对桥墩受冲击处造成局部破坏,且墩顶位移较大;在对桥墩进行外包钢板加固后,墩顶位移有很大程度的降低,桥墩所受的冲击力较未加固时有所增加,综合考虑,钢板厚度为10 mm时防护效果较好;对桥墩进行泡沫铝和钢板加固后,墩顶位移下降,并且桥墩所受冲击力也较未加固时有所降低,从桥墩所受冲击力的降低效果和桥墩塑性变形等方面综合考虑,外包缓冲层+钢板桥墩防撞性能最优,综合考虑,泡沫铝厚度为20 cm时防护效果较好。采用SPH-FEM耦合数值方法对桥墩受含大块石泥石流冲击的动力响应有很好的模拟效果。     

公路特大型泥石流灾害控制技术研究

公路特大型泥石流是国内外迄今尚未解决的主要公路病害，具有大冲大淤、冲击路径变化不确定以及毁损作用极其强烈的特性，是公路泥石流研究及防治的核心。本文基于两相流理论建立了泥石流冲击力计算公式；遵循特大型泥石流发育特点及公路泥石流防治特殊要求建构了泥石流综合治理模式，并开发了速流结构、底埋隧道、翼型墩汇流技术及糙桩技术，并对相关的核心技术进行了深入分析。研究成果对于彻底解决公路特大型泥石流病害奠定了重要的技术基础。     

汽车用几种先进高强钢焊点动态冲击性能研究

针对国内某钢厂生产的DP800、DP800-Z、22MnB5三种典型先进高强钢,开展了焊点的动态冲击性能研究。结果表明,随着焊接电流增大,基于焊点力学性能提升,其冲击载荷随位移量关系曲线由平滑向振荡形态变化,峰值冲击力与冲击功均呈单调增加趋势。当焊接电流增大至出现飞溅后,冲击力与冲击功又有所降低,与焊点准静态性能随电流参量的一般变化规律一致,动态冲击力高于静态载荷力。3种钢焊点的冲击失效模式为界面分离、焊核拔出、母材撕裂,在冲击模式下焊点呈现出更为明显的"脆化"趋向。通过建立3种钢焊点的动态冲击性能模型,可用于指导汽车零件点焊接头碰撞安全过程模拟分析,具有一定的工程价值。     

YCT20型冲击式压路机冲击力的分析计算

1　前言YCT20型冲击式压路机(以下简称压路机)是一种新型的压实机械,它利用冲击轮特殊的外形,在牵引机的拖动下,其重心上下移动对地面产生动能和势能联合作用的冲击压实力,从而产生比振动压实大得多的压实效果,可代替强夯和振动压实,广泛用于铁路、公路、机场、水库、大坝等场地的原土,补强,检测压实。尤其对湿陷性粘土有独特的作用。冲击力是衡量压实能力的主要参数,也是压路机结构设计计算和施工选型的重要依据。2　冲击力的分析计算YCT20型冲击式压路机采用两个宽为800mm,重为4.5t,截面如图1所示的冲击轮作为压实工作结构,它对称地布…     

重力式桥墩在泥石流冲击作用下的响应分析

为研究重力式桥墩在泥石流冲击作用下的安全性,以某既有铁路重力式桥墩结构作为研究对象,采用ANSYS+CFX建立了泥石流冲击桥墩的流固耦合分析模型,分析桥墩在不同参数的泥石流冲击作用下的响应情况,同时采用LS-DYNA软件分析泥石流中大块石对桥墩的冲击力,进而对桥墩的安全性进行评估。结果表明:随着速度、容重和黏度的增加,泥石流冲击力也随之增加;泥石流中大块石对桥墩的冲击力较大,分析中不可忽略;桥墩在泥石流冲击、大块石冲击以及横向风荷载作用下,桥墩的横向偏心距、抗倾覆稳定性、抗滑稳定性、基底应力均难以满足规范要求。因此,应加强对可能遭遇泥石流灾害的重力式桥墩的监测和分析,采取有效措施以确保泥石流冲击作用下结构安全可靠。     

基于Hertz理论的落石撞击桥墩冲击力计算公式及参数研究

落石撞击棚洞的冲击力公式已较为成熟,但落石撞击桥墩的冲击力公式研究较少。基于Hertz弹性碰撞理论和Thornton弹塑性假设,通过速度恢复系数引入落石反弹计算项,建立了落石撞击桥墩的力学计算模型,推导了落石撞击桥墩的弹性和弹塑性冲击力表达式,并讨论了落石的冲击速度、冲击角度及半径对冲击力的影响;建立落石-桥墩有限元模型,将数值模拟得到的弹性与弹塑性冲击力与理论值进行对比。结果表明:落石弹性冲击力结果偏大,考虑材料弹塑性的冲击力表达式更符合工程实际。实例结果显示弹塑性冲击力仅为Hertz弹性冲击力的21.58%;落石冲击力随着冲击速度和半径的增大而递增,随着冲击角度的增加而递减;在进行桥墩防撞设计时,应充分调研落石等效半径的分布情况,可在碰撞区铺设一定厚度的低强度混凝土;用弹塑性冲击力理论公式进行设防时,建议引入落石弹塑性冲击力折减系数,其值可取0.6~0.8。     

泥石流沟岸冲蚀演绎及动力学研究

我国位于泥石流沟岸的公路里程累计800km左右。沟岸冲蚀是公路泥石流研究的主要方面之一,是泥石流冲蚀能、岸坡抗蚀能耦合作用的表像。应用地貌学方法将泥石流沟岸冲蚀演绎过程分为4个阶段,即冲蚀槽形成阶段、泥石流顶托底部拉裂阶段、自重顶部拉裂变形阶段和坍塌阶段．核心是悬岸的产生及失稳。大量调查发现,沟岸坍塌失稳均主要发生在泥石流暴发期间．其主要原因是泥石流对岸坡的冲蚀作用使得岸坡产生纵向振动,增加荷载效应。减小了悬岸岩土体的刚度。进而诱发了悬岸体的坍塌。运用动力学方法建立了悬臂体系的纵向振动位移方程。据此应用牛顿第二定律便可求解获得泥石流振动对岸坡破坏的诱发荷载,并对护岸结构关键技术进行了探讨。     

地质构造对成昆铁路峨边至德昌段泥石流发育规律的控制作用

地质构造对成昆铁路沿线泥石流的发育规律有明显的控制作用。通过成昆铁路峨边—德昌段35条泥石流沟的详细调查,采用构造纲要图、工程地质分区图和泥石流分布图叠置分析的方法,研究了该区构造体系对泥石流发育规律的控制作用,取得以下认识:①沿线跨越三大次级构造单元,其中位于凉山拗褶区和安宁河隆起区结合带附近的下普雄—泸沽分水岭段泥石流最为发育;②泥石流在该区所处区域大地构造线控制作用下,呈明显的带状分布规律;③泥石流在该区新构造运动的影响下呈垂直分布规律,在差异性升降运动强烈的地区,泥石流沟集中发育,活动频繁;④泥石     

基于碰撞数值模拟的桥梁等效静力船撞力——基本公式

建立3000-50003t载重吨位共5艘典型船舶的精细碰撞有限元分析模型,采用LS—DYNA碰撞分析软件计算得到相应的船撞力时间过程。给出最大峰值、局部平均和全局平均3种等效静力船撞力的定义,研究3种等效静力船撞力与船舶载重吨位和碰撞速度的关系。基于对碰撞计算结果的统计分析与参数拟合,提出桥梁等效静力船撞力计算的统计关系,并与美国AASnTO《桥梁船舶撞击设计指南》、《欧洲统一规范2．7分册》和我国《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002．1—99）中给出的等效静力船撞力计算公式进行对比和讨论。     

温度、预拉力和冲击能量耦合作用下BFRP筋的抗冲击性能

为评估玄武岩纤维增强复合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)筋在服役条件下的抗横向冲击性能,通过落锤冲击试验研究了不同温度(-20℃、25℃、50℃和90℃)、冲击能量(12.76 J、19.14 J和31.90 J)和预拉力水平(2％、20％和30％)耦合作用下BFRP筋的...     

席家沟泥石流形成机制及治理工程措施研究

汶川地震引发很多次生地质灾害,震后山体松散,在暴雨条件下极易形成泥石流。以汶川席家沟支沟为研究对象,在对其发育特征、形成机制进行研究的基础上,分析了泥石流运动特征,并据此采取治理工程措施。实践证明,席家沟泥石流的治理措施可行、有效,成功保护了沟谷下游人民生命财产安全。     

吴淞江大桥桥墩抗船撞能力评估研究

针对吴淞江大桥主桥P1#、P2#桥墩用Midas软件建模,分别计算了桥墩在受到1000kN横桥向、顺桥向水平撞击力时在桥墩最危险截面处产生的内力。根据桥墩的实际配筋,按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,计算桥墩实际能够承受的水平撞击力。横桥向水平抗力由P1#桥墩桩基强度控制,为8890kN;顺桥向水平抗力由P2#桥墩强度控制,为7944kN。应用有限元软件ANSYS／LS—DYNA建模分析在高水位时1000t级船舶正撞、侧桥向45°撞击桥墩产生的最大撞击力。根据计算结果评估桥墩的抗船撞能力。     

滇西北地区海巴洛泥石流发育特征及危害性评价

泥石流具有较大粘滞性，且含有大量的固体颗粒，其搬运堆积能力及冲击能量远大于一般水流，对山区穿越泥石流的道路交通线破坏性较大。以滇西北地区丽香铁路项目海巴洛泥石流为依托，结合工程特点，对泥石流沟发育特征进行了分析，对泥石流的危害性进行了评价，并提出防治措施。     

含砂低液限粉土路基冲击压实技术研究

针对含砂低液限粉土路用性能差,常规压实方法难以达到压实度要求等施工难题,采用冲击碾压技术进行路基补压试验,获取冲压遍数、冲压沉降量等施工控制参数。通过试验确定采用沉降与面波法进行冲压质量评价,为全线推广使用冲击压实技术提供技术保障。