循环荷载下砂质混合土孔隙水压力特性研究

通过对各种细颗粒含量的土实施从小到大应变水平的动力循环荷载试验,采用累积损失能量的观点,分别考察了土的细颗粒成分含量、围压、加载频率、加载形式及荷载的不规则性对孔压的影响,提出了孔隙水压力和累积损失能量的归一化方法,建立了砂质混合土的孔隙水压力上升模型,并探讨了模型参数和土的细颗粒成分含量的关系。

设置金属阻尼器的某高层建筑耗能减震分析

为了研究金属阻尼器在高层建筑中的耗能减震效果,在研究金属阻尼器耗能特性的基础上,利用非线性动力时程分析方法,对使用金属阻尼器的某高层建筑进行了8度大震作用下结构的弹塑性反应分析,对比了建筑物的自振周期和振型,绘制了3种地震波作用下的层间位移角曲线,并作了比较分析。结果表明,金属阻尼器耗能特性较好,高层建筑层间位移角明显减小,墙与连梁的破坏程度减小,达到了良好的耗能减震效果。该成果对金属阻尼器在高层建筑中的应用具有一定的参考意义。

基于不同本构模型的新型软钢阻尼器的滞回性能研究

阐述了循环加载下软钢材料应力—应变的理想弹塑性模型、双线性随动强化模型和混合模型,采用有限元软件ANSYS对菱形开洞软钢阻尼器进行数值模拟,得出与所列本构模型相对应的阻尼力滞回曲线,并比较各模型的优缺点及误差存在原因;建立了基于混合模型的90°、60°和45°菱形开洞软钢阻尼器的阻尼力滞回曲线,将其力学参数值与理论分析结果进行比较。分析结果表明:混合模型下,菱形开洞软钢阻尼器的力学参数值和理论计算值一致,且阻尼力滞回曲线能很好地和试验曲线相吻合,验证了混合模型是菱形开洞软钢阻尼器相对比较精确的本构模型。

地震荷载沉箱码头大变形分析的离散元法初探

探讨了应用离散元分析方法求解地震荷载下沉箱和背后填土大变形问题的可能性,开发了能描述沉箱的平面形状及沉箱与土体摩擦特性的矩形单元。并通过简单实例分析了地震时沉箱码头的变形,再现了沉箱码头地震灾害的发生过程,为沉箱在地震情况下的大变形分析提供了一种新途径。比较了两种沉箱模型对分析结果的影响,提出了相应的方法。

某沿海软土地区核电厂核岛天然地基及桩基抗震承载力分析

针对我国核岛厂房建设尚没有采用桩基础的现状,以某拟建核电厂嵌岩桩加固后的软土地基为研究对象,采用滑面应力法确定地基天然承载力,采用等效线性法描述近场地基非线性特征,粘性人工边界模拟辐射阻尼效应及考虑桩土效应影响的节点耦合,建立了桩-土-结构动力相互作用模型,并通过有限元分析计算得到静力、地震作用下桩体内力分布,给出满足抗震承载力要求的配筋方案。研究结果可为类似条件下的核岛厂房软土地基处理方案的抗震设计提供借鉴与参考。

基于钢筋混凝土沟道有限元计算程序设计的ANSYS二次开发

目的研究二次开发语言编制专属程序,以降低分析建模计算的难度,提高分析效率.方法基于ANSYS二次开发工具APDL和UIDL语言,利用参数化设计语言实现参数化建模,利用用户界面设计语言,实现人机交互式图形界面操作.开发分析某电站循环水压力沟道整体结构在水压力、温度、地震、土压力等多种荷载的复杂环境下有限元分析程序模块.结果该程序通过交互式界面输入参数建模,可选择不同工况进行计算,自动输出计算结果及图片,计算结果可用于工程设计人员对比验证设计是否合理.结论该方法降低沟道建模分析难度,提高工作效率,对建、构筑物有限元分析工具二次开发具有参考价值.

基于反应位移法的现浇钢筋混凝土地下沟道抗震分析

在系统介绍反应位移法原理和计算流程的基础上,结合某电站具体工程进行了不同截面形式地下沟道的反应位移法抗震分析。概述了沟道设计分析过程的参数化实现方法,其中采用五点法实现了沟道中应力到内力的转化。对不同截面形式沟道的内力分布进行了具体的分析研究,绘制了截面的内力包络图,通过内力计算给出了配筋方案。计算得出的规律可以为地下沟道设计与施工提供依据,推动反应位移法在地下结构抗震分析中的应用。

不同锚固方式边坡地震响应与动力有限元稳定分析

为探究地震作用下,边坡不同锚固方式支护效果的差异,考虑锚杆支护与锚杆+预应力锚杆复合支护两种锚固方式,建立三维边坡模型,分析边坡位移、加速度响应、以及锚杆的受力特征.按照平面应变问题考虑边坡稳定性,得到两种锚固方式下边坡安全系数时程曲线.结果表明:复合支护较锚杆支护可更有效限制边坡的变形和坡面峰值加速度PGA放大系数,两种锚固方式锚杆受力特性有所差异.相同地震动作用下,复合支护边坡安全系数较锚杆支护得到提高.

导流堤地基土动力特性的试验研究

通过对某核电厂取水明渠导流堤地基土室内共振柱试验及粉砂的动三轴液化试验,测定了动剪切模量、阻尼比与动剪应变幅的双曲线关系,分析了导流堤地基土的动力变形特性,探讨了砂土的抗液化强度与液化振次之间的乘幂函数关系,确定了该地基土的抗液化强度指标。试验结果为评价导流堤的地震稳定和液化分析提供了相关参数。

锚杆支护边坡预警阈值研究及智能监测系统开发

目的研究锚杆支护边坡失稳情况下的监测预警阈值,开发智能监测系统,实现边坡安全预警。方法采用PLAXIS2D建立边坡有限元模型,运用强度折减法分析动态折减的边坡稳定性,研究锚杆应变与边坡失稳过程的关联性;利用LabVIEW软件平台开发具有智能预警功能的实时监测系统并在实际现场进行应用。结果获得了动态折减系数下对应的安全稳定系数;边坡安全系数越小,锚杆应变值越大,应变变化速率越快,边坡处于不稳定状态,易发生边坡失稳破坏;对边坡预警分级标准给出的对应锚杆监测应变阈值分别为195.12×10-6、1212.15×10-6、1236.92×10-6;在LabVIEW中实现了智能监测预警系统的开发,并对某挡土墙的预警监测验证其实际效果是可行的。结论笔者所开发锚杆支护边坡安全预警分级开发的智能监测系统监测效果较好,可为锚杆支护边坡结构的智能监测预警系统提供思路。

砂质混合粘土的孔隙水压力和残余变形特性研究

以砂质混合粘土为例,通过实施不同初始固结比水平的动力循环荷载试验,考察了土的孔隙水压力和残余变形的发生过程。探讨了当将土的不等向固结分为初始剪应力和等向固结两种应力状态时,孔隙水压力和残余变形的预测方法。提出了归一化的孔隙水压力和累积损失能量及残余变形和有效应力比间的关系模型。

利用粒子群优化算法进行桥梁维修管理计划的优化

制定桥梁维修管理计划是一项非常繁杂的工程优化难题,使用常用的优化算法很难取得满意的结果。利用耐荷性和耐久性作为桥梁的健康指数,考虑维修方案和维修费用的问题,用费用最小化和品质最大化2种方案建立了桥梁维修管理的优化模型。探讨利用粒子群优化算法(PSO)求最优桥梁维修管理计划的解的可能性,并与作者开发系统中的遗传算法(SGA)和免疫遗传算法(IA)进行了比较,运用多样度的概念说明了粒子群优化算法(PSO)在解决这类问题的先进性。结果表明,粒子群优化算法(PSO)对于桥梁维修管理计划的优化是一种普适高效的算法;而且,考虑维修的管理期间越长,应用粒子群优化算法求解问题收敛性与其他2种方法相比显得更好,得到准最优解的频率也更高。

反应位移法在埋地腐蚀管线抗震分析中的应用

埋地管线作为油、气、水等的传输载体,是地下工程的重要设施之一。埋地管线特别是金属管线容易发生腐蚀现象,在地震灾害的影响下,含有腐蚀缺陷的管线容易发生泄漏和断裂事故,造成巨大的资源浪费和环境污染等损失。因此埋地腐蚀管线抗震性能研究的重要性也越发凸显。本文以埋地腐蚀管线为研究对象,探索管线腐蚀深度、宽度、腐蚀位置和腐蚀管线埋深等腐蚀参数对管线抗震性能的影响,旨在为管线的安全性和实用性提供理论参考,对管线是否继续使用、维护或更换和安全生产提供指导,以及为管线的抗震设计提供基础研究。本文运用反应位移法在有限元软件ANSYS上实现各参数下的埋地腐蚀管线的地震响应分析。

基于ANSYS的界面化核电站取水构筑物配筋程序开发

在实际工程应用中,对于结构复杂安全等级高的核电水工结构,相关的通用设计软件尚未形成。利用ANSYS二次开发工具APDL、UIDL以及Tcl/Tk可视化工具命令语言,针对核电站取水构筑物开发了一整套程序,包括了建模、计算以及后处理,后处理部分为内力计算和配筋可视化程序,简化了操作流程。算例表明,内力提取程序运算结果精度良好,可以用于配筋设计,利用配筋可视化程序对工程实例进行的配筋及裂缝验算,结果符合工程要求,针对配筋结果提出了墙体优化设计的建议。通过在ANSYS中实现内力计算和可视化配筋程序,可用于解决核电水工结构设计问题,有良好的工程适用性。

核电防波堤地基的有效应力法液化及变形分析

针对田湾核电防波堤工程,利用FLAC3D有限差分程序对其进行液化及变形分析.通过施加两种不同的地震加速度峰值进行动力计算分析,得出防波堤地基在不同部位的超孔压比值以及有效应力值的大小,据此判断砂土地基的液化特点以及液化区域.计算结果表明:砂土层较厚的区域超孔压比值接近于1,有效应力趋近于0,液化现象严重.最后基于液化的结果,提取动力计算结束后的变形云图,总结防波堤的震后残余变形规律.

某水电站地下输水管道整体结构内力分析

为分析水电站地下输水管道整体结构在土压力、温度、地震等多荷载复杂环境下内力的变化情况,采用ANSYS实体单元模拟了输水管道整体结构,运用五点法提取了相应内力,绘制了结构内力包络图,并进行了配筋设计及裂缝校核,进而综合分析了温度荷载、地震荷载及管道横截面形式等因素对管道整体结构内力的影响。研究结果对地下输水管道设计与施工具有一定的参考价值和指导意义。

考虑桩土相互作用的非岩性地基条件下核岛厂房三维地震响应分析

内陆地区建设核电站已成为核电发展的新趋势,而非岩性地基条件下的核岛地震响应分析是抗震安全评价的关键问题。综合考虑土体非线性特征、无限地基辐射阻尼效应及桩-土-结构动力相互作用等因素,本文采用等价线性法描述土体的非线性特征,引入粘性边界模拟无限地基辐射阻尼效应,建立了非岩性地基条件下桩-土相互作用三维地震响应分析模型,运用UPFs二次开发特性在ANSYS中创建了等价线性单元及粘性人工边界单元,实现所开发模型的嵌入。进而,通过典型土层反应分析数值算例验证该模型的合理性及适应性。最后,以某非岩性地基条件下的AP1000堆型反应堆厂房为研究对象,在考虑地基非线性的基础上就地基处理对核岛厂房结构地震响应的影响进行探讨。研究结果可为类似非岩性地基条件下核岛厂房的抗震安全评价提供借鉴与参考。

基于模糊神经网络的桥梁诊断辅助系统研究

以桥梁的表观检测数据及无破损检测试验结果为依据,结合专家对系列桥梁的诊断评价结果,利用神经网络、模糊评判等信息处理技术开发了一套用于管理的桥梁诊断辅助系统。该系统可以帮助桥梁管理人员从大量的检测数据中,综合评价桥梁的老化状况。以现场检测得到的数据为例,详细地阐述了系统中桥梁老化评价功能的推理过程,并通过几座桥的检测实例验证了系统的可靠性。系统已在中国和日本的部分地区使用,提高了桥梁的管理工作效率。

桥梁智能决策辅助系统的开发

以桥梁的表观检测数据及无破损检测试验结果为依据,利用神经网络、模糊评判、遗传算法及免疫遗传算法等最新信息处理技术建立起整套的桥梁智能决策辅助系统(专家系统),系统按照维修管理步骤(检查→评价→对策),建立数据库系统、老化评价系统、维修管理计划最优化系统以及由老化原因选定抑制老化要因的对策系统等。该系统不但可以帮助桥梁管理者处理大量的检测数据,评价既有桥梁的老化特性,还可以根据预算和施工条件,给出最佳的桥梁维修管理方案。

不同形式软钢阻尼器的研究

总结了国内外研究的多种软钢阻尼器,对不同形式软钢阻尼器的构造、原理和性能进行分析,并提出了目前软钢阻尼器研究中遇到的问题。