高密度聚乙烯土工格栅拉伸蠕变特性及模型分析

文章通过开展高密度聚乙烯土工格栅的拉伸强度试验和拉伸蠕变试验,比较张力水平大小对其拉伸蠕变的影响,并对不同类型土工格栅拉伸蠕变模型进行回归求解,以提出适用于高密度聚乙烯土工格栅拉伸蠕变的模型。结果表明,与普通土工格栅相比,高密度聚乙烯土工格栅具有很强的抗破坏和抗变形能力;所用的经验型蠕变模型和三参数粘弹性本构模型适用于反映低张力水平情况时的土工格栅蠕变行为;幂函数、双曲线函数、对数函数等三类经验型蠕变模型中幂函数型蠕变模型拟合土工格栅蠕变试验数据的精度最高。     

浅析钢筋混凝土非线性有限元分析

近年来,钢筋混凝土非线性有限元理论获得了重大发展,与线弹性分析方法以及常规计算模型相比,非线性有限元方法具有适应性强、力学概念明确、分析精确等优点。本文阐述了钢筋混凝土结构非线性有限元分析的重要意义,并介绍分析了钢筋与混凝土间的关系模型,及混凝土材料的本构关系模型与混凝土单元的裂缝模式与破坏准则。     

采用二维颗粒流软件研究水泥冷再生混合料特性过程中本构模型和细观力学参数的标定

基于PFC2D开展水泥冷再生混合料特性模拟试验研究的方法和其他研究方法相比具有不可比拟的优势,但是试验过程中细观力学参数的确定比较困难。为了快速确定细观力学参数,本文通过详细地分析水泥冷再生混合料的结构特性,确定内部颗粒的接触本构模型为线性刚度模型、滑动模型、平行黏结模型,从而确定了对应细观力学参数的个数。通过分析各细观力学参数之间的关系及其与宏观力学行为之间的对应关系,总结了调整参数的方法。并通过模拟试验进行验证,结果表明的细观力学参数的取值是正确的。通过本文方法今后可在相关研究中快速的调整出对应的细观力学参数值,为今后基于PFC软件深入研究水泥冷再生混合料特性奠定了基础。     

既有混凝土斜拉桥的荷载试验与结构性能分析

随着使用年限的增长,预应力混凝土斜拉桥结构状态与安全问题越来越受到关注。文章针对具体实桥,进行荷载试验与应变监测,并根据设计与施工资料建立三维有限元模型对各施工阶段进行模拟。通过将模型计算值与实测挠度、应变与频率各参数对比,校正后得到反映桥梁实际工作状态的力学分析模型,以复核桥梁实际承载能力。结果表明,此方法实用可行。     

预应力混凝土波形钢腹板箱梁位移特性研究

预应力混凝土波形钢腹板处于不同状态下的位移特性是目前亟待解决的重点难题,也是众多学者重点关注与研究的对象。文章结合大量工程经验,建立预应力混凝土波形钢腹板箱梁比例模型进行力学特性试验研究,分析预应力混凝土波形钢腹板位移分布情况,并根据相关参数建立有限元分析模型,将有限元计算结果与试验结果进行分析对比,证明利用有限元模型研究波形钢腹板组合箱梁空间是可靠的。     

季冻区隧道砂岩三轴压缩力学特性及损伤本构模型研究

为研究季冻区围岩强度及变形规律,文章以辽宁地区公路隧道为工程背景,采用MTS815.02三轴试验系统对经历不同冻融循环次数后的砂岩试样进行三轴压缩试验,研究岩石力学参数随冻融循环次数的变化规律,并基于Weibull分布函数和D-P屈服准则建立考虑冻融作用的岩石统计损伤本构模型,结合试验数据对模型进行验证,结果表明:砂岩的力学特性受冻融影响显著,峰值强度、弹性模量随冻融循环次数增加呈指数递减,泊松比随冻融循环次数增加呈指数递增,峰值强度、弹性模量随围压的增大而逐渐增大,泊松比随围压的增大而逐渐减小;基于Weibull分布建立的考虑冻融作用的统计损伤本构模型与试验结果吻合度良好,验证了该模型的准确性与合理性;Weibull分布参数F_0、m均随冻融循环次数的增加而逐渐减小,且二者的改变均对模型理论曲线产生显著影响。     

深基坑开挖对现有地铁车站变形影响模拟研究

深基坑开挖对现有地下建筑物结构造成影响,这种影响的理论解析较难以获得。通过对该问题进行数值模拟研究,采用有限元方法,离散网格得到地层-结构模型,分别选取天然岩土体与混凝土结构的本构模型,并以地质勘查数据为依靠,赋予参数。考虑最不利工况加载边界条件、设计工况,最终得到可靠的模拟结果,对工程开展具有一定的参考价值。     

预应力混凝土桥梁结构强度连续动态监控方法

现有桥梁结构强度连续动态监控方法已不适用于预应力混凝土桥梁结构,会导致连续动态监控时对监控点数据读取误差大,文章为此提出预应力混凝土桥梁结构强度连续动态监控方法研究,通过布置超声波监控探头,确保超声波直接通过混凝土桥梁外壁传播最大发声时间,且必须小于直接通过桥梁外壁绕射的最大发声时间;同时根据各阶段累积应变值为测读应力减去初始应力,将监控点得到的应变值转化为应力值,剔除初值误差、混凝土收缩、徐变误差以及温度误差,完成连续动态监控。实验结果表明,设计的监控方法应力值与真实应力值更贴近,误差较小,可以有效实现对预应力混凝土桥梁结构强度连续动态监控。     

基于裂后线性软化模型的钢筋钢纤维混凝土盾构管片应用研究

通过开口梁三点弯曲试验研究了钢纤维混凝土的裂后塑性行为,选取了裂后线性软化模型作为盾构管片的材料模型,并在内力等效原则下,计算得到了由弹性弯拉残余强度表示的裂后线性软化模型下的塑性轴拉残余强度.通过截面静力平衡方程,引入塑性轴拉残余强度,得到了适用于大、小偏压条件下的钢筋钢纤维混凝土结构正截面承载力计算公式,完善了钢筋...     

基于纤维模型方法的钢管混凝土拱桥脱空研究

钢管混凝土结构具有承载力高、经济、实用、美观等优点,在工业厂房、高层、桥梁建筑中得到了大量的应用。混凝土与钢管壁之间的结合质量是影响钢管混凝土承载力的重要因素。采用纤维模型方法,分别对钢管、混凝土划分纤维单元,设置缺陷参数,研究各个缺陷参数对轴心受压承载力的影响,以0penSees为计算平台,采用经纤维模型方法计算承载力与试验承载力方法核比过的钢管混凝土拱进行了缺陷计算分析,主要缺陷参数为脱空角度、轴向长度、径向厚度,计算了各个因素影响下的承载力及位移变化,运用麦夸尔特法及通用全局优化法给出了钢管混凝土脱空承载力折减系数与缺陷参数之间的关系,为类似的钢管混凝土拱桥的脱空研究提供借鉴。     

基于损伤理论的高速铁路隧道结构振动响应分析

基于Mazars损伤模型和Loland损伤模型,文章将损伤变量引入到Drucker-Prager本构模型中,构建了混凝土材料的弹塑性损伤本构关系,并在FLAC5.0二次开发平台上实现了该损伤模型的计算程序化。利用开发的损伤本构模型,对武广客运专线上某典型高速铁路隧道结构的振动响应进行了计算分析,量化了衬砌结构的动力损伤量,为高速铁路隧道结构寿命预测及结构耐久性评定奠定了基础。计算结果表明,由列车振动荷载引起的隧底沉降和洞周变形很小,均在4 mm以内;列车振动荷载对衬砌结构的不利影响主要表现为结构拉应力增加;衬砌结构的最大损伤主要集中于仰拱迎土侧;振动产生的应力波在衬砌结构内部衰减非常快,列车振动荷载只对隧道底部局部产生一定的影响。     

粘钢加固混凝土梁的试验研究

通过对非粘钢混凝土梁的静载破坏试验和粘钢加固混凝土梁的静载试验及疲劳破坏试验研究,对比了两者的开裂荷载、极限荷载、荷载-挠度关系及混凝土裂缝开展情况.分析表明粘钢加固的混凝土梁承载力、梁跨挠度、应变、裂缝开展等都有很大的改善.     

新型聚合物改性水泥混凝土影响因素分析及配合比设计

新型聚合物改性水泥混凝土路面材料中增加了聚合物乳液和纤维,与普通水泥混凝土相比其内部材料结构发生了改变、配合比设计也相对复杂。本文针对新型聚合物改性水泥混凝土的配合比设计提出了原材料要求,并通过室内试验分析了水灰比、聚灰比(聚合物用量)、乳液种类、纤维掺量对聚合物改性水泥混凝土工作性、力学强度及弯曲韧性的影响。试验表明:聚合物改性水泥混凝土路面材料兼有沥青混凝土与水泥混凝土的双重优点,聚合物改性水泥混凝土具有优良的抗折强度与压折比,突出的弯曲韧性,并最终确定了新型聚合物改性水泥混凝土配合比,其中聚合物乳液SD623用量为80～90kg/m~3,聚酯纤维1. 632～1. 904 kg/m~3。     

基于概率论求二维钢纤维混凝土方向有效系数

钢纤维混凝土是一种多相非均质复合材料,其本构关系非常复杂,需要考虑纤维方向、长度以及与基体的界面粘结性状等因素对材料强度的影响。因钢纤维随机乱向分布且难以测量其方向,文章结合复合力学本构模型,从随机变量的角度推导二维钢纤维方向有效系数。假设钢纤维分布服从二维均匀分布,运用概率论的相关知识,计算出钢纤维与受力方向夹角的分布函数,并计算出夹角余弦值的期望,即方向有效系数。结果表明,研究区域内钢纤维和截面相交的概率为1/π,理论上方向有效系数为0.25;实际工程中由于边壁效应和重力效应的存在,方向有效系数应比该数值略小。     

内置波纹管直管压力平衡型膨胀节盲板受力分析

作为一种管道补偿构件，波纹膨胀节的作用是在热力或动力管网中，设备与管路，设备与设备之间的连接中起协调变形作用。内置波纹管式（也称外压浮筒式）直管压力平衡型膨胀节，不但具有轴向变形补偿功能，还能平衡内部介质压力产生的推力，是一种典型的压力平衡结构。其中盲板为压力平衡元件，它的受力状态较为复杂，其强度和刚度计算尚无明显的依据。本文对该盲板进行了受力分析，提出一种力学模型，给出了这种盲板的挠度和应力计算公式。并通过计算实例介绍了公式的应用过程，为该种结构盲板的强度设计提供了依据。     

活动断层作用下管土有限单元模型研究

为研究断层作用下埋地管道的力学状态，基于管土相互作用理论，采用固定边界壳单元模型、管壳耦合模型、等效弹簧边界模型、管单元模型4种管土作用模型，对比分析管道穿越断层计算效果。结果表明：4种模型得到的计算应变趋势基本一致，其中固定边界壳单元模型、管壳耦合模型、等效弹簧边界模型结果基本吻合，计算应变大于管单元模型。同时，4种模型均得出管道与走滑断层交叉角不宜为90°。在此基础上，提出有限单元适用的断层工况，并给出相关应用建议。     

土体力学参数随隧道施工动态变化对地层扰动影响的研究

文章基于土的三相体系,并依据隧道施工对土体扰动区域的划分,推导得出土体孔隙比与体应变的关系;运用有限元法计算不同区域的体应变,参考土体力学参数与孔隙比的关系,计算扰动土体力学参数在隧道开挖前后的变化,进而研究考虑土体力学参数变化与否对地层扰动的影响差异。计算实例分析表明:相对于假设隧道开挖过程中土体力学参数恒定的情况,在考虑土体力学参数改变情况下地表最大沉降增大8.1%,塑性区域范围面积增大55.6%。     

大型沉管隧道模型试验相似材料研究

为研究沉管隧道在不均匀沉降及不均匀荷载作用下的节段接头作用机理,参考试验平台尺寸确定了试验模型相似比,根据相似定理推导了相似判据。采用高水灰比、高砂率并选取低标号水泥、低弹模骨料、膨润土、聚丙烯纤维、粉煤灰等材料制成相似材料混合料,经试配试验最后确定相似材料混合料配合比。应用万能压力机、应变仪、引伸计等对试件强度与弹性模量进行了力学测试。配合比试验研究表明,通过调节膨润土的掺量,能够配制出弹模低于10 GPa,而强度高于8 MPa的相似材料混凝土。所配制的相似材料混凝土的力学性能稳定,与普通混凝土的力学性质相似,满足试验要求。     

橡胶混凝土与普通混凝土路面路用性能预测对比

橡胶颗粒水泥混凝土由于具有较好的变形能力和韧性等优点,在道路工程中得到越来越多的重视。采用AASHTO的力学经验指南对橡胶颗粒水泥混凝土与基质水泥混凝土路面在设计年限内的使用性能进行预测。实测橡胶颗粒水泥混凝土与基质水泥混凝土的抗折强度、弯拉模量作为输入参数,气候模型采用与中国北方气候相近的明尼苏达州气候模型。通过对两种混凝土路面使用性能预测可知:橡胶混凝土路面在使用的过程中,其平整度、断板率、错台、累积损伤均小于基质混凝土路面。因此,在荷载与气候的作用下,橡胶混凝土路面的使用性能优于基质混凝土路面。     

基于级配碎石基层的沥青混凝土路面结构有限元分析

采用ANSYS有限元软件,以广河高速惠州段沥青路面结构形式为例对级配碎石基层沥青路面结构建立静态弹塑性模型,分析了改变各结构层参数对级配碎石沥青路面结构力学性质的影响。计算得出:沥青层厚度选取17 cm为最优;沥青混凝土模量值为1 200 MPa能很好的控制路基永久变形;级配碎石层厚度为30 cm以及模量的增大时都可以有效地减小沥青层底拉应变和土基顶面的压应变;土基模量值的增大可以有效地减小土基顶面的压应变。