基于摩擦摆支座的城市大跨连续梁桥减震性能研究

为研究摩擦摆支座在提高城市大跨连续梁桥抗震性能上的适用性,以位于8度区的（90＋170＋90） m某城市大跨连续梁桥为研究对象,对该桥摩擦摆支座进行设计,并采用非线性时程反应分析法研究摩擦摆支座的减震效果。结果表明：摩擦摆支座对城市大跨连续梁桥下部结构的纵、横向内力减震效果显著;从自复位能力的角度,摩擦摆支座的摩擦系数取值不宜过大,应根据非线性时程反应分析获得的支座最大位移量验算摩擦摆支座的自复位能力;由于该桥上部结构恒载较大,摩擦摆固定支座的静摩擦力远大于全桥的制动力,因此在不设置剪力键的条件下,也能满足桥梁的正常使用功能。     

风积沙力学特性及路基布置

沙漠地区修建高速公路多以风积沙作为路基的主要填料。文章根据沙漠地区环境特征,阐述了风积沙的压实特性、压缩特性及强度特性,并对风积沙路基布置进行分析,提出了合理的风积沙公路路基总体布置。为今后风积沙公路的设计提供了理论支持。     

路基结构性能衰变影响因素与机理分析

准确掌握路基结构性能与湿度的相关性,并且能够进行科学的表征,是完善“力学-经验”设计法的基础。鉴于此,综述了路基结构性能的主要影响因素,并探讨了路基结构性能的衰变机理。结果表明:应力状态与路基湿度对路基结构性能影响最为显著,而路基性能衰变可从非饱和土基质吸力、抗剪强度及细颗粒土流失等方面进行解释。     

汽车轮胎与路面接触应力分布特点及力学模型

为分析重载交通对沥青路面使用性能的影响,研究了汽车轮胎与路面接触应力的分布特点.轮胎与路表的接触影响因素可分为两类:轮胎相关因素与路面相关因素,文章从力学的角度出发,综合考虑汽车轮胎结构类型、轮胎花纹、轮胎气压、轮胎竖向荷载、行驶速度、轮胎工作状态和路面表面几何特征与干湿状况等影响因素,分析了汽车轮胎在路面上的轮迹接触面形状、接触应力方向组合、接触应力分布特点,通过数学推导,简化荷载模型,在车辆匀速行进情况下,假设轮胎-路表接触面为矩形,考虑轮胎-路表接触力修正系数,建立了轮胎-路表三向接触应力模型,该模型有利于分析竖向接触应力、水平纵向和横向接触应力分布特征及影响因素.     

沥青稳定碎石排水基层沥青路面结构力学行为分析

开级配沥青稳定碎石排水基层沥青路面结构受力特性与传统半刚性基层沥青路面不同,应用基于多层弹性层状体系理论的 BISAR软件通过改变各个结构层的厚度和模量两个因素,计算得到了路面层底应力、最大剪应力和弯沉等力学指标的变化规律,对确定合理沥青稳定碎石排水基层沥青路面结构具有一定指导意义。     

公路非饱和路基土力学特性分析

非饱和土由于气体的存在,其性质与饱和土有显著的差异。采用室内外试验测试、数值分析和理论解析等手段．对非饱和路基土的物理力学特性以及影响非饱和土性质的主要因素——水对非饱和路基土物理力学特性的影响进行研究,分析非饱和土路基的强度与变形特性,提出基于非饱和土理论的路基设计及施工控制关键技术。     

饱水对红层地区岩石力学特性影响的试验研究*

红层地区港口岩石地基在饱水作用下抗变形及承载能力衰减,影响港口地基稳定性。为探究饱水对红层地区岩石力学特性的影响,以砂岩、泥质砂岩和泥岩为研究对象,开展吸水率测定、巴西劈裂、单轴及三轴压缩试验。试验发现：泥岩吸水性能最强,平均吸水率达到0.505%,泥质砂岩和砂岩的平均吸水率分别为0.435%和0.414%;3种岩石饱水后泊松比均有一定增大,饱水后环向变形相比轴向更为敏感,体积扩容更为显著;岩石饱水后,抗拉强度、单轴和三轴抗压强度表现出不同程度的衰减。研究成果可为红层地区岩石饱水力学特性及港口地基承载性能研究提供参考。     

复合材料导管导流罩渐进失效分析

基于连续损伤力学（Continuum Damage Mechanics,CDM）理论对复合材料导管导流罩进行渐进失效分析,结合刚度降级方法从材料失效角度对导流罩结构极限承载能力和失效演变情况进行研究。利用APDL参数化语言编写程序建立复合材料导管导流罩有限元模型,应用多帧重启动及弧长法实现分析过程。根据Tsai-Wu失效准则判断复合材料损伤及损伤原因,并对失效单元进行连续记录。结果表明：复合材料导流罩结构最先出现基体开裂失效模式,此时少量破坏对导流罩整体结构性能影响较小;随着载荷继续增加出现纤维断裂失效模式;在纤维断裂大规模出现时,载荷位移非线性关系逐渐明显,结构性能急剧下降;整个过程几乎没有出现界面剪切失效情况。根据结构载荷位移曲线和失效单元数目变化情况,导流罩承载时的Tsai-Wu失效因子作为复合材料导管导流罩的强度校核指标具有理论和实际意义。     

富水区城市公路隧道中隔壁法各开挖步力学特征研究

以深圳东部过境高速公路连接线工程为依托,基于应力场-渗流场耦合的数值模拟方法,研究富水区城市公路隧道中隔壁法各开挖步力学特征。结果表明:中隔壁法各开挖步骤的围岩主应力变化特征明显,隧道目标面围岩总体受压,在隧道两侧拱腰至拱脚处存在较为明显的压应力集中现象,而拱底及掌子面则出现少量拉应力集中;不同开挖步拱脚处初期支护应力最大,拱腰、拱肩和拱顶处应力量值较为接近,而拱底处应力最小;初期支护受力随隧道开挖进程变化幅度较小,初期支护具有一定的安全储备;各径向特征点水压力均呈现从注浆圈外侧至初期支护外侧逐渐减小的趋势,而各环向特征点水压力由拱顶至拱底逐渐增大;对于作用于初期支护上的水压力值,数值计算结果稍大于不考虑开挖影响的理论预测值,表明中隔壁法隧道施工各开挖步对衬砌背后水压力大小及分布规律有一定影响。     

岩石循环冲击损伤模型及其参数的确定方法

建立了基于 Weibull分布的统计学岩石冲击损伤本构模型。在理论假设的基础上,通过公式推导,建立了岩石单元体损伤本构模型。并通过数学的方法,确定了模型中参数的计算公式和方法,明确了参数的物理意义。建立了岩石在循环冲击作用下的损伤变量的表达式,分析了岩石在循环冲击作用下的损伤累计演化规律。在中南大学动静组合加载实验系统上,开展了岩石在不同应力状态下的循环冲击实验,将实验数据带入本构模型中。分析结果表明：实验曲线与理论曲线接近重合,验证了该模型的合理性;初步分析了岩石在循环冲击作用下的损伤演化规律以及破坏失稳过程。该实验为岩石在动力扰动作用下的力学机理以及岩爆产生的机制提供了一定的理论依据。