雅砻江锦屏一级水电站坝区右岸高位边坡危岩体稳定性研究

通过现场调查分析,将危岩概括为4种失稳模式:整体滑移剪切破坏模式、块体崩滑破坏模式、整体剪切错落破坏模式、压缩-拉裂-滑移破坏模式。根据极限平衡原理,针对不同的失稳模式提出不同的稳定性计算方法和稳定状态分类指标,并对不同规模和不同稳定状态下的危岩提出相应的防治措施。

深部软岩巷道锚网索耦合支护非线性设计方法研究

由于深部软岩巷道工程岩体介质已进入到塑性大变形阶段,其破坏主要是由于支护体与围岩之间的不耦合造成的,因此提出了锚网索耦合支护非线性设计方法。与传统的线性参数设计不同,该方法在变形设计的基础上,针对最佳耦合过程进行强度设计,提出锚网索耦合支护参数,并在施工过程中通过反馈设计进行修正。与新奥法不同,采用该设计方法进行锚网索耦合支护既能充分发挥锚网主动支护浅部围岩的能力,又能通过锚索调动深部围岩强度的支护能力,从而可以实现软岩巷道支护体与围岩在强度上、刚度上和结构上的耦合,保证软岩巷道围岩的稳定性。

极软岩巷道锚注加固注浆材料研究与应用

锚注加固是一种理想的改善软岩巷道的围岩承载性能的措施。在实验室对粉煤灰-水泥锚注加固注浆材料的流动性、析水性及抗压强度进行了试验研究,找出了注浆材料的适宜配比,即粉煤灰掺量在20 %以下,水灰比为0.65～0.70,并在新集三矿极软岩巷道修复加固中进行了应用。

废弃危机矿山尾矿防渗浆液研制

针对废弃危机矿山尾矿,特别是尾矿渗滤液污染地下水、河流及周边土壤的问题,采用注浆成墙工艺阻滞渗滤液渗漏,为此研制一种防渗性能好、凝结时间可控、结石体强度高、绿色环保的新型防渗浆液。新型防渗浆液的配方为0.08%ZA+85%硅酸盐水泥+15%粉煤灰+1.20%ZB。经测试新型防渗浆液的可泵期、初凝时间、终凝时间、析水率均满足设计要求;结石体强度、渗透系数等性能均能满足防渗墙性能要求。

基于裂纹诱导挠度的悬臂梁裂纹静力损伤识别

将梁横向裂纹等效为内部扭转弹簧,利用广义Delta函数和Heaviside函数,首先给出了悬臂Euler-Bernoulli裂纹梁静力弯曲的解析解,证明了裂纹诱导挠度函数是分段线性函数,且在裂纹处其斜率发生突变,为梁横向裂纹位置的确定提供了理论依据.利用裂纹处裂纹诱导挠度函数斜率的改变,给出了裂纹等效扭转弹簧柔度的计算公式,从而实现了梁横向裂纹损伤程度的识别.其次,给出了根据裂纹梁挠度测量值逼近裂纹诱导挠度函数及确定裂纹位置和裂纹损伤程度的数值方法.最后,通过两个数值算例验证了本文所建立的悬臂梁横向裂纹损伤识别方法的适用性和可靠性,考察了梁裂纹深度和挠度测量噪声等对损伤识别的影响,结果表明横向裂纹位置和裂纹等效扭转弹簧柔度识别误差随挠度测量误差增大和裂纹深度减小而增大,但仍在可接受的范围内,故该裂纹损伤识别方法在工程实际中具有一定的应用性.

柳海矿第三系深部软岩巷道耦合支护研究

随着煤炭开采深度的加大,深部工程岩体表现出明显的非线性力学特性,传统理论、方法与技术已经部分或全部失效.深部巷道支护应采用耦合支护.根据柳海矿第三系深部软岩巷道工程实际,分析了深部巷道的特殊的地质条件和巷道的变形力学机制;采用锚网索-柔层桁架的耦合支护方案,确定了支护参数;新方案在现场实施后,支护效果良好.

边界非完整约束悬臂裂纹梁的静力参数识别

建立了边界非完整约束悬臂裂纹梁边界支承柔度和裂纹损伤程度的静力参数识别方法.首先,将悬臂裂纹梁边界非完整约束等效为竖向和扭转弹簧,梁中开裂纹等效为内部扭转弹簧,得到了弹性支承边界悬臂Euler-Bernoulli裂纹梁静力弯曲的显式闭合通解;其次,根据弹性支承悬臂裂纹梁的损伤诱导挠度函数和裂纹诱导弦挠度函数是分段线性函数等性质,给出了边界弹性支承柔度和裂纹损伤程度的计算公式;最后,通过数值试验验证了该悬臂裂纹梁边界弹性支承柔度及裂纹损伤程度识别方法的适用性和可靠性,考察了挠度测量噪声和裂纹深度等对参数识别的影响.试验结果表明,随着挠度测量误差的增大,参数识别误差总体随之增大,但识别结果仍在可接受的范围内,因此该方法可用于实际工程中的边界非完整约束悬臂裂纹梁的参数识别.

豆荚弹射传播种子中的力学Ⅱ:螺旋魔术

介绍豆荚开裂后螺旋形状的形成原理.采用双层弹性薄片在互相垂直的方向分别收缩的力学模型,说明了豆荚的非协调变形,解释了残余应力的形成.进而由残余应力引起拉伸与弯曲应变能竞争解释了为什么弹性条具有魔术般的变形能力,给出了相关计算公式并讨论了条宽与裁剪角对螺旋形状的影响.

非均匀锈蚀钢筋混凝土梁力学性能研究

为了解决钢筋混凝土梁因钢筋非均匀锈蚀产生的力学状态改变问题,依托山东省东营市某建筑工程项目,借助室内试验的方法,研究不同锈蚀程度下钢筋混凝土梁的荷载-最大裂缝和荷载-挠度曲线。结果表明,不同锈蚀率条件下的钢筋混凝土梁的荷载和裂缝的关系曲线大致划分为3个阶段,在第I阶段的裂缝值相近,而在第II阶段和第III阶段的裂缝值差异明显,钢筋锈蚀率越大,相同裂缝宽度条件下对应的荷载越小,极限承载力也越小;不同锈蚀率条件下钢筋混凝土梁的荷载-跨中挠度均表现为二次曲线的变化趋势;钢筋锈蚀率越大,相同跨中挠度条件下对应的荷载越小,极限承载力也越小,在同等锈蚀增量条件下,腐蚀程度高的钢筋混凝土梁的极限承载力下降幅度更大。

不同位移边界条件下钢筋混凝土深梁拓扑优化

为了探讨位移边界条件对钢筋混凝土深梁拓扑优化的影响,同时为深梁设计提供有效的力学理论依据,以ANSYS有限元分析软件为平台,利用其参数化设计语言的二次开发功能,并借助具有直观高效拓扑寻优能力的渐进演化类算法,分别对4根支座约束条件不同的双侧开洞深梁、4根开洞情形不同的两端固定铰支深梁以及3根支座约束与开洞情形均有一定差别的连续深梁进行拓扑优化,并对不同拓扑解进行对比分析。结果表明:集中力作用下深梁的拓扑解均近似为杆系结构,提高支座约束程度可以使传力路径增加,传力方式更直接;当深梁因工程原因或功能需求而不得不设置洞口时,洞口位置离原传力路径越远则越有利于结构内部的传力;连续深梁与单跨深梁的拓扑解的主要差别体现在中支座处的梁顶拉杆上,这些拉杆能够提高结构的整体刚度。因此,在工程设计中,针对不同位移边界条件下的钢筋混凝土深梁,可以根据它们拓扑解的差异以及造成这些差异的力学机理,采取不同的设计方案,包括支座约束、开洞情形以及配筋方式等的选取。研究结果可为深梁这类复杂受力构件的设计提供力学理论依据。

地下外墙单边支模技术探究

随着经济的发展,国家大力推动城市的现代化建设,城市中心的项目,为了有效利用地下空间,基坑支护的侧壁通常与地下外墙之间可操作的空间很小,甚至没有空间,无法采用常规得到双面支模工艺。南京市建邺区河西吾悦广场项目在地下室外墙设计了两种不同体系的单边支模方案,最终选择了铝模板+组合钢架的方式,取得了较好的效果,为类似要求的项目提供了有效的解决办法。

预应力开孔梁模糊优化设计

本文在前期工作的基础上,建立预应力开孔梁优化模型,采用模糊理论对优化模型的约束边界进行合理的模糊化处理,并讨论研究在不同约束条件下预应力开孔梁的局部最优解。最后,通过综合评判,得到价格性能比最优的满意解。

弹性地基上梁的GDQ振动分析

弹性地基上梁的振动问题求解一直受到工程界的广泛关注。本文应用广义微分求积法(GDQ)对弹性地基上梁进行动力分析,求出其前5阶固有频率,并与用微分求积单元法(DQEM)和有限元法(FEM)的计算结果进行对比,结果表明GDQ计算工作量小而精度高。

高层住宅排烟管道尺寸的优化设计

在主烟道截面面积不变的前提下,改变烟道的几何尺寸,采用数值模拟的方法对主烟道内烟气的温度场和速度场进行研究.对比分析了不同几何尺寸主烟道出口截面的平均速度、平均温度、最高温度.结果表明,烟道的排烟效率随着边界系数的改变而改变.当k增至最大值为1.73时,烟道的排烟效果最好.

基于裂纹诱导弦挠度的简支外伸梁裂纹损伤识别

基于梁横向开裂纹的线性扭转弹簧模型,给出了具有任意裂纹数目的简支外伸梁弯曲挠度的显式解析解,研究了集中载荷作用下简支外伸梁裂纹诱导弦挠度函数的性质,给出了裂纹位置和裂纹等效扭转弹簧柔度的近似表达式,从而实现了梁横向裂纹位置及裂纹损伤程度的识别.在此基础上,为利用裂纹梁的测量挠度识别裂纹损伤,提出了分段线性函数的最佳拟合法,实现了简支外伸梁裂纹的损伤参数识别.通过数值试验验证了该识别方法的适用性和可靠性,考察了识别结果对梁挠度测量误差和裂纹深度的敏感性,结果表明随着挠度测量误差的增大,裂纹损伤参数识别误差增大,但裂纹损伤识别方法具有较强的鲁棒性,在工程实际中具有一定的应用性.

某水库坝基渗透稳定性研究

某拟建高为22 m的混凝土重力坝坐落于第四系冰水堆积层之上。在大坝上下游水头差的作用下,产生库水渗漏。库水的大量漏失,不但可能使大坝蓄水达不到设计高程而影响工程效益,而且,水流的渗透作用还会导致地基岩(土)体的恶化,产生渗透破坏,影响大坝本身的安全。在现场调查基础上,用数值模拟方法评价了该水库在库内设置175 m长铺盖条件下的渗漏问题,计算了水库的渗流量、大坝基底的水力坡度。因其量值较大,必须在渗流出口处采取反滤层等工程措施,给相关部门提供设计依据和决策参考。

梁截面优化对工程造价的影响分析

通过对槽形梁、I形梁、矩形梁、T形梁、圆形梁、圆环梁和花篮梁七种梁截面进行对比分析,研究固定截面尺寸比例下不同截面的受力情况和对造价的影响。对圆环梁、T形梁和花篮梁,计算了它们在不同的截面尺寸比例下的抗弯截面系数,得出了截面承载性能随截面尺寸比例的变化规律,从而对梁截面的造价做了进一步的优化。

箱型截面梁抗扭刚度分析

箱型截面梁由于其具有较大的抗扭刚度而被广泛应用于工厂和大跨度桥梁工程中.通过逐一改变箱型梁截面的截面总高度、腹板高度等5个尺寸参数中的一个而保持其他参数不变来分析该参数对抗扭刚度的影响程度,最后得出截面总高度对截面抗扭刚度提升的贡献最大.同时为梁的设计者选择合理尺寸提供数据参考,在保证梁抗扭强度的前提下,减少不必要的材料浪费,为工程降低造价.

基于静力挠度的梁结构损伤识别两阶段方法

基于梁弯曲挠度的三次样条插值,利用应变能损伤定位指标和有限元损伤状态方程,建立了梁损伤识别的两阶段方法.首先假定结构损伤对结构应力重分布影响较小,证明了损伤梁单元的静态应变能改变量大于零.考虑测量噪声及挠度三次样条插值近似引起的误差,引入损伤定位指标阈值和损伤概率,确定了梁的可能损伤单元.在此基础上,利用有限元法,建立了可能损伤单元的损伤状态方程,通过损伤状态方程的求解完成损伤程度的确定.最后,为验证所提损伤识别两阶段方法的有效性和可靠性,对简支梁和固支梁的损伤情况进行了数值模拟,结果表明:所提方法不仅可有效地识别梁损伤单元,而且对测量噪声具有较强的鲁棒性.