动力作用下岩体工程累积破坏研究

在分析岩石动力特性的基础上,对抚顺矿区由矿震导致的西露天矿边坡动力响应进行了分析。结果表明,由于变形过程的不可逆性,动力条件下,边坡的塑性区增加,形成塑性破坏区的累积破坏。与塑性区相对应,随着震动次数的累加,边坡的位移也会累积增长。

疲劳寿命估算的线性累积破坏率准则研究

介绍了一种新的疲劳寿命估算方法--线性累积破坏率准则,其物理意义明确,简单明了.在对恒幅载荷疲劳寿命统计分析的基础上,求出对应的疲劳寿命概率密度函数,从而利用线性累积破坏率准则可估算出变幅载荷下结构的疲劳寿命.线性累积破坏率准则没有限定试验条件和疲劳寿命分布形式,因此对一般环境下和腐蚀环境下的疲劳均具适用性.利用两组疲劳试验数据对该方法进行了验证,结果表明在中值寿命附近预测寿命与实测寿命非常接近,精度较高、有较好的工程应用价值.

谱载荷下疲劳寿命的累积破坏率法研究

提出一种新的估算谱载荷下疲劳寿命的方法，即累积破坏率法，该方法根据等幅试验结果，推导出母体的特性，从而利用累积破坏率法估算谱载荷下的疲劳寿命．该方法简便实用，其预测能力明显优于其它方法．

循环载荷下考虑累积塑性破坏的船体缺口板CTOD理论及数值模拟研究

裂纹尖端张开位移(CTOD)是研究大范围屈服的低周疲劳破坏的重要参数之一,其值可反映结构材料抵抗低周疲劳裂纹形成和扩展的能力,是评估结构材料韧性的重要参量以及分析低周疲劳破坏引起裂纹扩展的主要控制参量。文章基于弹塑性断裂力学理论,从循环J积分着手,以裂纹尖端累积塑性应变为重要参量,建立循环载荷下船体板CTOD理论模型,并在有限元模拟中分析了应力比、应力幅等相关因素影响。将该模型结果与有限元计算结果进行了比较,发现结果吻合良好。结果表明:在考虑累积塑性影响下,该模型能较好地反映在循环载荷下船体板CTOD的变化规律,同时为正确评估循环载荷下船体板低周疲劳破坏与累积塑性破坏两种破坏模式耦合作用的总体断裂破坏提供途径。

循环载荷下AH32钢低周疲劳与累积塑性破坏交互作用试验研究（英文）

文章对AH32钢在循环载荷下低周疲劳破坏和累积塑性破坏的交互作用进行了试验研究。试验中分析了平均应力、应力幅值及应力比对低周疲劳裂纹扩展寿命和累积塑性应变的影响。试验结果表明,较大的循环载荷下发生两种失效模式,由裂纹扩展导致的低周疲劳失效和较大的塑性应变导致的累积塑性破坏。在试验结果的基础上,文中提出了考虑低周疲劳破坏和累积塑性破坏交互作用的失效模型,模型结果与试验结果较为吻合,说明其具有一定的可行性。

贵州某铝土矿山边坡崩塌破坏特征及机理分析

为了能够对矿山边坡的稳定性进行精细化分析,厘定其变形特征和破坏机理,本文对贵州某地下铝土矿山砂岩型边坡崩塌事故的破坏特征及机理进行宏观和微观上的分析,认为发生边坡崩塌事故主要是由于在爆破地震波和雨水的耦合作用下,边坡砂岩发生结构性破坏所致。崩塌面上的立方体模型,其受力主要是重力G和粘聚力C及摩擦力f构成的约束力F,破坏作用的累积,导致崩塌面上粘聚力和摩擦力的结合力与重力之间的失衡是导致边坡崩塌的根本原因。

复合材料累积破坏承载能力的预测

分析和总结了沿纤维方向单轴拉伸时复合材料的破坏机理 ,提出了一种复合材料应力-应变行为的预测方法 ,并通过树脂基复合材料的拉伸破坏试验 ,对此方法进行了验证。

地震累积破坏对结构薄弱层位置的影响

基于考虑结构低周疲劳特性的“等效延性破坏准则”，研究地震累积破坏对各类结构薄弱层位置的影响，并给出相应的抗倒塌验算方法。

水平爆破波作用下采空区顶板累积破坏效应分析

采空区上部进行爆破作业时,爆炸应力波产生的水平爆破波将会对采空区顶板及其围岩形成动力加载,采空区顶板及其围岩将会出现累积破坏。当这种累积破坏积累到一定程度时,将导致顶板突发性冒落和塌陷,对采空区上方作业人员和采掘设备构成潜在安全隐患。基于现场实测的水平爆破波速度时程曲线,构建FLAC3D三维数值计算模型,考虑在机械施工设备荷载的影响下对采空区顶板施加水平爆破荷载,揭示水平爆破波作用下的采空区顶板和采空区围岩损伤破坏区域的发展、应力集中程度变化情况,并通过监测点位移变化曲线,揭示了在水平爆破波反复作用下,采空区顶板及采空区围岩的动态变形响应特征和渐进位移累积效应。为保障类似工程的安全施工,提供了理论基础和技术依据。

近断层地震动方向性效应对混凝土重力坝累积损伤特性的影响

随着人们对近年来发生的强地震动研究,发现近断层地震动方向性效应所包含的长周期、短持时速度大脉冲对结构安全性具有重要影响。文中选取3次强震事件中的28条实测地震动记录,利用可以考虑混凝土软化特性并能反映实际损伤耗能的混凝土塑性损伤本构模型,对近、远断层地震作用下混凝土重力坝损伤累积破坏效应进行了非线性动力仿真分析,根据大坝损伤开裂及其发展特征,建立大坝局部与整体损伤累积破坏指标,对比分析近断层破裂向前方向性效应与远断层地震动对大坝损伤累积破坏的影响。结果表明:近断层地震动方向性效应包含的速度大脉冲对大坝损伤累积破坏具有着显著的影响,大速度脉冲作用导致较大的损伤累积破坏,在重力坝抗震设计中应予以重视。

循环载荷下考虑累积塑性影响的船体板CTOD理论及数值模拟研究（英文）

裂纹尖端张开位移(CTOD)是研究大范围屈服的低周疲劳破坏的重要参数之一,其值可反映结构材料抵抗低周疲劳裂纹形成和扩展的能力,是评估结构材料韧性的重要参量以及分析低周疲劳破坏引起裂纹扩展的主要控制参量。文章基于弹塑性断裂力学理论,从循环J积分着手,以裂纹尖端累积塑性应变为重要参量,建立循环载荷下船体板CTOD理论模型,并在有限元模拟中分析了应力比、应力幅等相关因素影响。将本模型结果与有限元计算结果进行了比较,发现结果吻合良好。结果表明:在考虑累积塑性影响下,该模型能较好地反映在循环载荷下船体板CTOD的变化规律,同时也为正确评估循环载荷下船体板低周疲劳破坏与累积塑性破坏两种破坏模式耦合作用的总体断裂破坏提供了途径。

基于ABAQUS的钢筋受拉破坏模拟

在对钢筋混凝土结构的倒塌行为进行有限元分析时,合理地模拟钢筋的破坏是准确地模拟结构倒塌行为的重要前提。大型通用有限元分析软件ABAUQS已被较多地应用于混凝土结构倒塌行为的分析与研究中,而在相关的研究文献中,甚少采用ABAQUS自带的累积损伤破坏模型对钢筋的受拉破坏进行模拟。采用ABAQUS自带模型对有限元建模非常方便,可不必自定义材料的子程序。因此,文中将对累积损伤破坏模型进行详细描述,并对其模拟钢筋受拉破坏时的参数取值进行研究,确定相关参数的取值方法。本研究将为钢筋混凝土结构倒塌行为的有限元分析提供新的参考方法。

基于累积递增塑性变形的船体裂纹板断裂韧性研究（英文）

裂纹尖端张开位移(CTOD)是评估结构材料韧性以及分析低周疲劳破坏引起的裂纹扩展的重要参量。文章结合Dugdale模型,以裂纹尖端累积塑性应变为控制参量,提出了一个循环载荷下含裂纹船体板的CTOD计算模型;利用有限元法模拟了裂纹尖端累积塑性应变、平均应力、裂纹长度等相关因素影响;结合最小二乘法拟合出了基于累积塑性应变、平均应力比以及裂纹长度的两阶多项式。文中基于累积塑性应变的CTOD计算模型为正确评估循环载荷下船体板的累积塑性破坏提供了一种新途径。

一种新的疲劳累积损伤动态干涉模型

在研究累积损伤及临界累积损伤统计特性的基础上，提出一新的动态干涉模型进行疲劳累积损伤统计分析和寿命可靠度分析。该模型计及损伤非线性累积，可预测随机谱下任一寿命时刻的可靠度。经大子样试验验证，表明该模型合理、可行，且优于已有的干涉模型。

循环载荷下考虑累积塑性影响的含中心穿透裂纹板CTOD研究

裂纹尖端张开位移(CTOD)是评估结构材料韧性以及分析低周疲劳破坏引起的裂纹扩展的重要参量。结合Dugdale模型,以裂纹尖端累积塑性应变为控制参量,提出了一个循环载荷下含裂纹船体板的CTOD计算模型;利用有限元法模拟了裂纹尖端累积塑性应变、平均应力、裂纹长度等相关因素影响;结合最小二乘法拟合出了基于累积塑性塑性应变、平均应力比以及裂纹长度的两阶多项式。研究表明,基于累积塑性应变的CTOD计算模型为正确评估循环载荷下船体板的累积塑性破坏提供了一种新途径。

强震持时对混凝土重力坝损伤累积破坏的影响

地震动持续时间是地震动特性的三要素之一(幅值、频谱特性、持时),对结构的累积破坏有着重要的影响。文中利用能考虑混凝土软化特性并可反映实际损伤耗散的混凝土塑性损伤本构模型,采用时域分析方法对不同持时特征的强震作用下大坝损伤累积破坏效应进行了计算分析,根据大坝损伤开裂发展特征,建立大坝局部和整体损伤累积破坏指标,比较强震持时对大坝损伤累积破坏的影响。分析结果表明:地震动强震持时特征对大坝损伤累积破坏范围有着显著的影响,长持时地震动作用将导致较大的损伤累积破坏,在大坝抗震设计中应给予重视;大坝抗震薄弱部位主要位于坝体中上部,采用局部累积损伤破坏指标可以有效地判定大坝抗震薄弱部位,提出的大坝整体损伤累积破坏指标可以综合评价大坝整体损伤累积破坏程度,有效地评价大坝抗震性能。

土工膜/土工织物界面大型斜坡模型试验研究

复合衬垫系统广泛应用于垃圾卫生填埋场,是防止渗沥液污染物渗漏扩散的重要屏障。在垃圾重力及沉降作用下易造成斜坡上复合衬垫系统拉伸破坏或沿其界面产生滑移而失稳。目前,由于缺乏对复合衬垫系统内部剪力传递机理的认识,仍难完全解决以上两大岩土工程问题。因此,设计并采用复合衬垫系统大型斜坡模型试验装置开展了其内部剪力传递机理的研究。该装置通过砂袋加载模拟填埋过程,采用手拉葫芦为核心的滑移控制系统再现了土工膜/土工织物界面的渐进累积破坏过程。试验结果表明:当外部剪力小于峰值强度时,界面不会进入残余状态,上覆的土工合成材料锚固端的拉力也非常小;但当外部剪力超过界面峰值强度时,界面就会逐渐进入残余状态,并最终达到残余强度。同时,薄弱界面上覆的土工合成材料锚固端的拉力也显著增加,严重时甚至被完全拉断。

加速预腐蚀与疲劳试验估算飞机结构日历寿命的新方法

提出估算日历寿命的一种新方法—线性累积破坏率准则法,其物理意义明确,简单明了.飞机机体的损伤模式描述为疲劳损伤和预腐蚀疲劳损伤,并将飞机结构的日历寿命定义为地面停放日历寿命和飞行日历寿命之和.选取破坏率为损伤参量,在环境腐蚀当量关系加速预腐蚀疲劳试验的基础上,通过疲劳寿命分布形式和概率密度函数求出破坏率来估算预腐蚀环境下的日历寿命.利用一组预腐蚀与疲劳试验数据对该方法进行了验证.

归一化时-频反应谱与结构损伤曲线的应用

为了研究归一化时-频反应谱和结构损伤曲线在抗震设计中的应用价值,对某十层RC框架结构采用地震动特性截然不同的唐山地震天津波SN方向和集集地震波SN方向进行弹塑性时程分析,对比了2种工况下结构损伤曲线在地震波归一化时-频反应谱上的表现.结果表明,结构的最大地震反应并不一定造成结构最大破坏,而随后很小的反应也可能最终导致结构倒塌,选用不合理的地震记录进行抗震设计是不可靠的,故传统的反应谱理论存在一定的局限性.结构损伤曲线通过自振周期的变化可以反映结构的塑性发展,与同时具备地震动三要素(振幅、频谱和持时特性)的归一化时-频反应谱相结合,可有效预测结构的损伤机制,从而为大震下结构的抗倒塌设计提供参考依据.