车辆碰撞中乘员骨盆力学响应特性的研究

本文旨在研究车辆碰撞中乘员骨盆损伤机理和年龄对碰撞响应的影响。首先开发并验证了老年人骨盆的有限元模型。其次,对比研究了3个具有不同年龄特征的骨盆模型(老年骨盆模型、中年骨盆模型GHBMC和儿童骨盆模型CHARM-10)在材料特性、生理特征、力学响应和损伤方面的差异。结果表明:具有相似生理几何尺寸的老年骨盆模型和中年骨盆模型与儿童骨盆模型相比有较大的差异。侧面碰撞实验的结果表明,3种年龄骨盆模型中,老年骨盆模型的碰撞峰值力和受力最大时位移量都最大,而碰撞中最大位移却最小。对碰撞响应数据进行拟合的结果表明,3种年龄骨盆模型的碰撞峰值力皆随冲击能量呈指数增长,而碰撞中最大位移量则随冲击能量呈线性增长。应力云图分析结果表明,骨盆在侧向冲击下最易受伤或骨折的部位是耻骨支、骶髂关节和髋臼。     

注浆加固对近水库隧道裂隙密集带区地下水渗流场的影响性分析

利用Visual-modflow三维可视化渗流软件建模分析了邻近水库裂隙密集带地层,隧道开挖至注浆前后全过程地下水渗流场分布规律。结合隧址区水库、裂隙密集带等水力联系的影响,研究了隧道施工未扰动下渗流场演变过程。结果表明,毛洞开挖后裂隙水垂直补给隧道,影响范围很大,水库方向的反向补给或贯通排泄并不明显;隧道初期支护有利于保持地下水流场稳定,由于密集裂隙带的存在,横断面渗流变化与毛洞状态初期较为接近;随着注浆加固止水效果的提升,地下水向隧道内汇集的趋势减弱且范围减小,当围岩渗透系数折减到90%时,与初始渗流场较为接近,表明良好的防水体系对维持地下水渗流场稳定发挥了较好的作用;密集裂隙带的存在仅对局部渗流场有影响,对隧道和水库之间的水力联系并无显著影响。     

A review of the effect of a/W ratio on fracture toughness (Ⅲ)——theoretical analysis

In partⅠandⅡof this series, experimental investigation in both EPFM and LEFM had been discussed. In this part, further theoretical analysis is given. The theoretical development of Two Parameter Fracture Mechanics by Hancock etc, has rationalized our experimental results. This method can be applied to engineering practice, and will allow the advantage of enhanced toughness for specimens with low levels of constraint to be taken into account for defect assessment.     

隧洞岩爆应变能释放机理研究

为进一步认识隧洞岩爆应变能释放机理,获得岩爆过程完整演化图像,定义弹脆性细观损伤模型和刚度退化迭代算法,并将其嵌入有限元程序模拟一个深埋隧洞岩爆发生过程。结果表明:岩爆发生过程为首先在洞壁母岩中形成"V"形剪切滑移带,并从中分划出楔形岩爆体;随后岩爆孕育进入临界状态;最终楔形体挤压破坏,导致卸荷释放应变能。岩爆孕育、演化发生包含丰富细观力学机制:岩爆区的分划机制——剪切滑移;滑移带中的细观力学机制——张拉破坏;岩爆的临界状态——楔形体的极限平衡;岩爆能量释放——楔形体裂隙带卸荷。楔形体位移监测表明:岩爆发生时,楔形体经历弹性外鼓、卸荷回弹及片状抛出3个阶段,片状爆裂发生在卸荷回弹阶段。     

钛合金疲劳裂纹扩展速率试验及预报方法

本文针对深海载人潜水器耐压壳用钛合金,开展疲劳性能试验研究,得到该类型钛合金的室温断裂韧性,载荷比R=0.1下的疲劳裂纹扩展门槛值及疲劳裂纹扩展速率,基于选用的疲劳裂纹扩展预报模型,对载荷比R=0.1下的钛合金疲劳裂纹扩展行为进行了预报研究。结果表明:在载荷比不变的前提下,应力强度因子范围是疲劳裂纹扩展速率的主要影响因素,应力强度因子范围的增加会导致疲劳裂纹扩展速率增加;考虑小裂纹效应的疲劳裂纹扩展预报模型可对钛合金的疲劳裂纹扩展行为进行准确预报。     

地铁暗挖隧道断层破碎带突水涌砂原因分析及处治技术

青岛黄岛区某地铁区间隧道穿越断层破碎带时发生突水涌砂地质灾害,为保证隧道施工安全及后续顺利开挖,对富水断层破碎带突水涌砂原因及力学形成过程进行分析。富水断层破碎带稳定性差,未进行有效加固,在开挖卸荷和爆破扰动双重作用下,岩体防突水层厚度超过临界状态,进而导致掌子面发生突水涌砂。考虑到地铁暗挖隧道施工空间狭小、材料运输不便等特点,采用以地表模袋注浆为主、洞内堵水注浆为辅的综合处治措施。结果表明:注浆加固后的掌子面湿润无流动水,浆脉清晰可见,渗漏水量小于1.5 L/(min·m),渗流通道得到有效封堵,保证隧道顺利通过突水涌砂段。     

某断层破碎带致灾滑坡的变形机理分析与治理探讨

随着越来越多的高速公路在山区的建设,不可避免遇到大量的不良地质,尤其在受区域性的褶断带改造的岩体中开挖边坡,极易诱发工程滑坡,滑坡产生的速度快、规模大。以在某高速公路建设的边坡施工中修建便道及清表时,触发某边坡产生较大规模的滑坡为例,通过地质调查、钻探、物探等工作,查明滑坡区的地质构造、岩土特征等。对较易通过室内剪切试验获得抗剪强度指标的岩土层采用Mohr-Coulomb破坏准则;对不易通过剪切试验获得其抗剪强度指标的岩土层,则采用Hoek-Brown破坏准则对滑坡体开展数值分析。并与现场监测数据、地表滑移特征进行对比,分析滑坡产生破坏变形的机理及主要诱发因素,验证岩土层采用Hoek-Brown破坏准则进行判别的可靠性。并利用反分析的结果,结合路基开挖,通过数据模拟分别采用放坡、排水或加固进行滑坡处治方案的评估,以达到最优的处治目的。     

水泥砂浆桩无侧限抗压强度试验研究

通过水泥砂浆桩无侧限抗压强度室内配比试验,研究不同水泥掺入比、不同掺砂量及不同龄期条件下水泥砂浆桩的无侧限抗压强度发展规律。试验研究表明:水泥土中掺入一定量的砂,可以明显地提高水泥砂浆桩的无侧限抗压强度。水泥掺入比相同时,28 d龄期的水泥砂浆桩的无侧限抗压强度为水泥土的2.2~3.7倍;水泥砂浆桩的无侧限抗压强度随着掺砂量的增加而增大,当掺砂量达到30%以后,强度随着掺砂量的增大而减小。水泥砂浆桩无侧限抗压强度随着水泥掺入比的增大而增大,随着养护龄期的增长而增大,其中前期的强度增长速率较快,后期较慢。水泥掺入比低、掺砂量低、龄期短的试件试件呈现塑性破坏,水泥掺入比高、掺砂量高、龄期长的呈现脆性破坏。本文的研究成果可为工程应用提供试验数据和理论依据。     

复杂地质山区安顺至紫云高速公路定线研究

安顺至紫云高速公路所经区域地貌以岩溶及侵蚀中低山地貌为主,尤其杨武乡至终点段地形起伏较大,地貌类型复杂多变,断层破碎带、岩溶消水洞、出水口、溶腔、暗河等较为发育,顺层边坡较多,在复杂地质区域定线时应首先察明线路廊带内地形、地质条件,研究线路各段落工程地质主要特点,抓住控制线路布设的关键因素,提出合理可行的线路方案及比选意见。论述在项目定测期间,应用综合地质选线技术使推荐的线路方案良好绕避开断层破碎带,合理地绕避岩溶消水洞、出水口及暗河等,有效减少顺层边坡,推荐的线路方案安全、经济、合理。     

严寒地区高速铁路接触网金属材质探讨

论述了不同金属材质在低温环境下的一些机械特性,并结合高速铁路接触网特点进行了分析,认为低温冲击韧性是选择金属材质应重点考虑的因素,然后针对受低温影响较大的钢材质进行了分析并得出了一些结论,最后提出了严寒地区高速接触网材质选型上的几个建议。