非均质沥青混合料劈裂试验全过程数值模拟

为了分析非均质特性对沥青混合料劈裂试验的影响,应用真实破裂过程分析系统,全过程模拟了考虑均质度影响的沥青混合料劈裂试验,并假定沥青混合料强度参数符合Weibull分布,分析了劈裂过程中应力分布状态和裂纹分布状态,同时对AC-10沥青混凝土马歇尔试件进行了劈裂试验,模拟了劈裂破坏过程.结果表明:裂纹状态随均质度的减小趋向离散,高均质度的试件劈裂裂纹状态更具有规则;受非均质基元体随机分布的影响,试件劈裂过程中的应力分布呈现出多峰值现象;马歇尔试件的数值试验和物理试验具有相同的劈裂过程.     

强震下大跨度连续梁桥损伤分析

连续梁桥结构常因地震发生损伤甚至倒塌而失去交通作用，研究强震下大跨度连续梁桥的损伤破坏机制对提高桥梁抗倒塌性能具有重要意义.基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA，考虑桥墩材料非线性、损伤过程大变形非线性以及梁端非线性碰撞，建立大跨度连续梁桥在强震作用下的损伤三维数值模型，进行非线性分析，直观模拟大跨度连续梁桥在强震作用下的损伤破坏过程，从连续梁桥的应变与位移响应、桥墩损伤和梁-台间碰撞作用等方面分析了大跨度连续梁桥的地震损伤情况.研究结果表明：单向地震动输入与双向地震动输入作用下破坏模式基本一致，破坏模式由桥梁结构本身决定，地震动输入方式影响较小；大跨度连续梁桥的地震损伤是逐渐发展的过程，桥墩混凝土损伤因子不断累积达到0.99，固定墩底部发生受弯塑性破坏，桥梁发生损伤破坏.     

钢筋混凝土拱结构破坏过程中损伤场的分布与演化

采用损伤力学理论,研究了钢筋混凝土拱结构静荷载作用下损伤破坏的过程。混凝土材料是一种拟弹脆性材料,其损伤破坏过程可近似看成是弹性损伤问题。基于弹性损伤普遍理论,取其3阶近似形式,得到一个含有4个独立参数的损伤本构模型。在该损伤本构模型中,引入了一个拉压修正系数,用于描述混凝土材料在受拉与受压状态下损伤行为的不同。对一实桥中钢筋混凝土拱肋的损伤破坏过程进行了数值模拟计算,理论结果与试验结果相一致,说明本方法可较好地描述钢筋混凝土拱结构的损伤与破坏行为。     

京承高速公路隧道支护结构动态稳定性研究

岩体不同于一般材料,作为一种地质结构体,其具有非均质、非连续、非线性以及复杂的加卸载条件和边界条件,使岩体力学问题通常无法用解析方法简单地求解。相比之下,数值模拟分析具有较广泛的适用性。它不仅能模拟岩体的复杂力学与结构特征,也可以很方便地分析各种边界问题和施工过程,并对工程进行预测和预报。因此,岩体力学数值分析方法是解决岩土工程问题的有效工具之一。     

异种材料结合界面附近裂纹尖端处应变分布的模拟试验研究

在非均质体断裂行为的研究中,作者等曾提出过“裂纹尖端塑性区畸变”模型本文设计了一种模拟试验,利用莫尔法获得了异种材料界面附近裂纹尖端处的应变分布,结果证明,在非均质体的分析中,传统的断裂力学的能量判据方法是不适用的.     

非均质材料零件的材料设计

阐述了非均质材料零件设计优化的数学模型,并采用灵敏度分析以及最速下降法对其各个材料区域的材料性能进行设计优化,得到最佳材料性能参数后,再从非均质材料数据库中找到相应的工程材料,合成满足设计要求的非均质材料零件.该方法为设计者提供了切实可行的非均质材料零件的材料设计方法.     

带肋钢筋与混凝土粘结性能的细观数值模拟

为研究带肋钢筋与混凝土之间的粘结破坏机理,揭示钢筋肋外形对粘结性能的影响,建立了钢筋混凝土的三维细观数值模型.该模型基于ANSYS参数化设计语言,在混凝土细观模型的基础上加入钢筋,通过界面单元细分和材料属性判别生成各细观相单元.分别建立了月牙肋钢筋和螺纹钢筋拉拔试件模型,模拟拉拔试验中粘结的破坏过程,分析了混凝土损伤破坏区域的分布和钢筋肋纹处的应力状态.结果表明,月牙肋钢筋与混凝土的粘结强度略低于螺纹钢筋,但破坏时其肋间混凝土的应力集中现象缓和,损伤程度较轻;数值模拟的粘结应力和钢筋滑移量与试验结果吻合,说明所建立的模型可用于模拟钢筋与混凝土的粘结性能.     

拱坝振动试验动力响应研究

以溪洛渡水电站为工程背景,通过振动台模型试验,研究高拱坝在强地震荷载作用下的动力响应和损伤破坏过程。为使试验模型与实际工程条件尽可能一致,模拟影响拱坝系统地震响应的主要因素。试验表明:拱坝模型在三种不同地震波作用下,未发生明显损伤,各测点的应变值均在材料屈服之内。左、右岸坝肩和上游坝踵在超载水平分别为4.0倍、1.92倍和2.56倍时会发生开裂,但未发现拱向开裂及坝体受压破坏现象。两岸滑裂体在3.2倍超载工况开始有较小范围的可恢复滑动发生,但未出现滑裂体整体滑动现象。     

有限元模拟边坡支护稳定性分析

基于对公路高边坡路基开挖的研究,通过理论计算与数值模拟结合的一系列研究方法,总结边坡的损害后果、破坏体特征、灾害区几何形态、发生动态过程,得出爆破扰动岩体的位移场动态演化过程及宏观表现特征,并探究高边坡灾害活动和岩体环境的定性关联性及灾害发生的主要影响因素,进一步对多级边坡局部破坏进行定性分类及防治措施。本文研究结论于类似工程具有一定参考意义。     

直剪状态下裂纹扩展过程的数值分析

运用岩石破裂与失稳过程分析RFPA^2D系统,对直剪状态下裂纹扩展及其力学行为进行了数值模拟研究。岩石试样视为非均匀性损伤岩石材料,模拟结果再现了裂纹扩展形成和试样从变形到破坏直至失稳的全过程及其和持有的力学特性。结果表明,剪断面是滑动形成的主要形式,并首先在试样一端出现,然后再形成由一端及里的剪断面扩展直至另一端最后产生剪断面破坏贯通,形成统一的滑动面。