大厂铜坑矿细脉带采场围岩稳定性的数值分析

本文根据大厂铜坑矿细脉带采场实际的工程地质条件 ,利用有限元对采场进行了稳定性分析 ,得出了一些有益的结论 ,用于指导矿山开采。

基坑开挖与土钉支护的FLAC程序分析

本文在深基坑土钉 (喷锚网 )支护现场试验的基础上 ,运用 FL AC程序对该试验深基坑进行了施工过程中土钉应力分布规律 ,以及基坑边壁土体的变形大小和规律的分析 ;并对比现场实测结果 ,得到了几点关于土钉工作性能和基坑变形的结论。

重庆市轻轨小什字车站地基洞室稳定性分析

通过三维有限元数值模拟 ,分析了重庆市轻轨小什字车站高层建筑地基下大跨度浅埋洞室K0+ 6 87～K0 + 771段开挖落底前后围岩的应力、位移状态 ,得出了洞室衬砌结构内力的最不利组合和洞室的整体稳定性结论 ,以供设计和施工参考。

飞机撞击安全壳燃油泄漏燃烧数值模拟研究

为研究飞机撞击核电厂安全壳后引发燃烧对安全壳的影响,采用Fluent模拟了航空煤油替代燃料在安全壳内部和外部的燃烧过程,分析了安全壳不同位置处的火焰温度变化情况。结果表明,在开始阶段,燃油泄漏时间比较短,燃油缓慢蒸发汽化,燃烧发展过程以扩散蔓延为主,高温区域主要分布在安全壳侧壁面和底面。随着时间推移,液面蒸发速度加快,火焰高度呈现纵向发展的态势,最后在顶部形成较为均匀的温度场。安全壳内部燃烧最高温度可以达到2229 K,外部燃烧最高温度为1308 K。此外,撞击位置越高,安全壳顶部会越早出现高温区域,而较低位置处由于液池的堆积缓慢,燃油蒸发速率低,温度上升相对较慢。区别于内部燃烧,外部燃烧火焰不会波及安全壳顶部中心位置。

钢板夹心混凝土组合剪力墙试验研究

本文完成了8片钢板夹心混凝土组合剪力墙面内抗震性能试验,研究了钢板夹心混凝土组合剪力墙的承载力、抗震性能及破坏模式,以及剪跨比、含钢率和栓钉间距对其性能的影响.研究表明,剪跨比1.0～1.5的所有试件破坏形态均为压弯破坏;试件滞回曲线比较饱满,极限位移角大于或接近1/100,试件的耗能能力及变形能力均较强;剪跨比小于1.5时,钢板的抗剪能力发挥充分,试件的变形能力较好;含钢率越大,抗侧承载力越高,变形能力相对强;在试验所采用的栓钉间距范围内,栓钉间距对试件承载力、变形、延性性能影响均不明显.基于叠加原理提出了钢板夹心混凝土剪力墙压弯承载力的建议公式,该公式与试验结果吻合较好,并具有适当的安全度.

基于随机模拟一致危险性谱的核电厂抗震性能分析

为改善概率地震危险性分析对震源传播特性考虑的不足,提出采用随机模拟与概率地震危险性分析结合的方法,充分考虑反应谱生成中震源机制、传播路径和场地效应等影响,生成更为精确的一致危险性谱。结合核电厂具体场地条件对场地近两千年的历史地震进行模拟,并生成同一超越概率下的一致危险性谱(UHS)。为了比较已有的厂址谱(SL-2)和安评报告中的UHS及美国RG1.60谱所生成的地震动对结构抗震性能的影响,以某核电结构为例,建立三维有限元模型,进行动力时程分析。结果表明:不同反应谱对结构的动力响应差别较大,UHS与SL-2对结构的响应较为接近,且略大于SL-2,但小于美国RG1.60谱。基于随机模拟方法生成的一致危险性谱可为核电厂抗震设计提供参考。

核电厂整体基础隔震体系的振动台试验研究

为了解决基础隔震技术在核电工程中的应用问题,以某高温气冷堆核电厂房结构为背景,通过1∶20缩尺模型地震模拟振动台试验,研究了水平双向和三向地震动作用下水平整体基础隔震核电结构(含设备)的地震响应规律和特点,包括结构的加速度和位移反应、楼层反应谱和设备反应以及隔震效果等.结果表明:隔震结构的前二阶振型为水平双向平动,且变形主要集中在隔震层,上部结构近于平动;考虑竖向输入后结构水平向加速度放大系数是水平双向输入的2～3倍,且竖向加速度响应较大;水平向楼层反应谱峰值远小于竖向,三向输入的竖向楼层反应谱峰值大于双向输入;设备与结构的反应规律和特点基本相似.总之,水平向隔震可以有效降低结构和设备的水平向地震反应,但对竖向反应基本无减震效果,且竖向地震动作用可能降低水平向隔震效果.

核电工程双钢板组合墙-筏板基础插筋式锚固节点拉拔性能试验研究

双钢板混凝土组合结构结合了钢与混凝土两种材料的优势、力学性能以及耐久性优越,且施工快速便捷,正越来越广泛地应用于核电工程中。双钢板混凝土组合墙与钢筋混凝土筏板基础的锚固节点是其优越性能充分发挥的关键之一。插筋式节点相较于传统嵌入式节点和埋件式节点可以显著提高施工效率,从而得到更多青睐,但是目前关于该类节点锚固性能的研究较少。该文设计了4个1∶2缩尺的双钢板混凝土组合墙-钢筋混凝土基础插筋锚固节点,对其进行静力单调拉伸试验。通过对试件承载力、刚度、裂缝形态、钢筋及钢板应变等开展分析,探究了搭接钢筋布置方式以及对拉钢筋配置对于节点锚固性能的影响规律,并针对可能的破坏模式提出了相应的设计方法。试验结果表明:该类节点可以实现等强连接,且延性较好;对拉钢筋对控制裂缝发展,提高节点整体性具有重要作用,且沿长度方向对拉钢筋应变呈非线性分布;随着搭接钢筋与钢板距离的增大,钢筋与钢板间的不平衡力矩增加,导致对拉钢筋应变增大,但搭接钢筋的滑移有所降低。该文研究结果为插筋式节点的锚固设计提供了重要依据。

飞机机身撞击核工程钢筋混凝土墙体模型试验研究

核电厂房抵御商用飞机恶意撞击是目前核安全领域关注的热点。根据我国某高温堆反应堆核电厂房结构,设计了5组飞机机身模型撞击缩尺钢筋混凝土墙体试验,研究不同配筋形式的缩尺钢筋混凝土墙体在机身模型撞击下的局部破坏特性。试验结果表明:以不同速度撞击钢筋混凝土墙体时机身模型头部发生不同程度的压屈变形;不同配筋形式的缩尺钢筋混凝土墙体在飞机机身模型撞击作用下,墙体局部破坏特性存在差异。当墙体较厚,冲击力较小时,墙体内拉筋的作用并不明显;当冲击力较大时,墙体内拉筋的配筋形式对裂缝大小及分布产生影响,试验采用的U形拉筋在防撞击破坏能力上要优于普通拉筋;由试验墙体的破坏情况,可初步判断该高温堆反应堆安全壳墙体基本可以满足导则建议条件下抗小型飞机撞击安全性评价的要求。相关工作和结果可为核电厂房结构设计、飞机撞击问题的安全评估以及有限元模型的验证和校准提供数据支持。

飞机撞击安全壳中航油爆炸耦联分析模型及影响研究

在飞机撞击安全壳事件中,撞击载荷和航油爆炸载荷是需要耦合考虑的两种载荷。当前主要关注于单一的飞机撞击载荷作用,缺乏撞击-爆炸载荷耦合作用的分析和影响比较。为研究耦合作用下安全壳结构的动力响应差异,并提出可行的数值模型,基于飞机和安全壳细致的动力数值模型进行了全过程的耦合分析。首先,以蒸气云爆炸的TNO多能法模型来定量表示航油爆炸载荷;并基于钢筋混凝土板抗爆、抗弹体撞击的数值模型试验,验证了RHT本构模型在不同载荷形式下的通用性;最后,采用精细化建模的A340-300大型商用飞机和某四代核反应堆安全壳模型,对比分析了单一载荷作用和撞击-爆炸耦合载荷作用下安全壳的位移时程和损伤分布规律。研究结果表明,在对安全壳进行飞机撞击评价时进行撞击-爆炸耦合载荷作用的分析是十分必要的。基于该研究模型,耦合载荷作用下的安全壳峰值位移响应比考虑单一载荷作用的位移增加了约27%。除此之外,安全壳的局部损伤破坏也有较大幅度的变化,与单一撞击载荷作用相比,耦合作用下损伤面积在机身撞击区域增加约142%,在引擎撞击区域增加约72.8%,且引擎撞击局部区域的损伤程度大幅增加。

土–桩基–核岛体系动力相互作用振动台试验及数值模拟

利用振动台试验研究了土–桩基–核岛体系动力反应规律,分析了桩身内力分布特征、变形规律和桩身破坏模式。试验结果表明:输入不同幅值的地震动时土层与桩基础结构均出现加速度放大情况,其中远离结构自由场放大系数峰值出现土层表面,桩间土层放大系数峰值出现在土层中部,表明桩基础对土层加速度放大情况有一定影响;桩身在中部出现加速度放大峰值后在靠近承台位置出现减小,表明上部结构对桩身加速度放大分布有显著影响。桩身剪力在桩-承台连接处最大并随深度增加而减小,弯矩在桩顶部及中上部位置较大。桩-承台连接处、桩中部(约6倍桩径)为桩身薄弱环节,破坏形式为拉伸剪切破坏及弯曲破坏。群桩各桩的破坏顺序为沿振动方向一侧边桩先出现破坏并引起中部角桩破坏,后中桩破坏,另一侧边桩最后破坏。水平地震荷载作用下群桩的可能破坏机制是沿振动方向的边桩由于受桩周土的约束较弱、最先受到地震的作用,更容易先发生破坏,并引起其它位置的桩发生破坏。

基于土-结构相互作用的核电厂房抗飞机撞击耦合分析与模型验证

相互作用是结构-地基体系在冲击载荷作用下动力响应的重要影响因素,尤其非岩基场地条件下地基对结构的刚度约束作用有所削弱,有效而合理地开展地基等因素模拟是保证结论可靠性的关键前提。该研究结合某核电厂房在飞机撞击条件下的动力特性分析开展了细致研究,提出了一种细致模拟的耦合动力分析方法,其中基于飞机载荷曲线和墙体冲击变形等因素,对密切关系到分析规模的模型网格疏密特征进行了精细对比分析;对完整地基场地进行建模,并在边界处设置完美匹配层(PML)模拟无限地基辐射阻尼效应;对不同柔、硬场地条件及飞机撞击的不同位置进行对比分析,得出上部结构振动响应的影响因素。模型参数的敏感性分析可为精细化模型的标准化建模提供依据,而数值结果显示在非岩基场地条件下,土-结构相互作用对于核电厂房抗飞机撞击的整体动力响应,尤其是楼层反应谱有较显著的影响。

平面内和平面外竖向荷载下低矮钢筋混凝土墙水平承载力研究

民用建筑中的剪力墙高宽比通常大于1,而高温气冷堆内的钢筋混凝土墙的高宽比一般小于1。为了研究低矮钢筋混凝土墙的失效机理,本文对平面内和平面外竖向荷载下,高宽比分别为0.33、0.5和1的12片低矮钢筋混凝土墙进行了水平承载力试验,对提出的墙水平承载力计算公式进行了验证。试验表明:低矮钢筋混凝土墙的破坏方式与一般的钢筋混凝土梁和柱有很大区别。在轴力和水平剪力作用下,低矮钢筋混凝土墙的破坏为斜开裂-剪摩擦机制;对于高度相同的墙,高宽比越小,剪切破坏时沿墙底剪摩擦段的长度越长;墙高宽比、轴压比和配筋率均对墙的水平承载力有影响;平面外竖向荷载下墙的水平承载力小于平面内竖向荷载下墙的水平承载力,墙水平承载力与平面外弯矩近似符合1/4圆关系。本文公式计算结果与试验结果符合良好。

多层及高层建筑结构嵌固点选取的探讨

在多层及高层建筑结构设计中,建筑结构嵌固点的条件和嵌固点相关的技术问题,将影响到结构计算模型与相应抗震措施的符合性,从工程设计的实际出发,进行了分析和探讨,供工程设计人员参考。

单侧钢板超高性能混凝土组合板单元面内受力性能试验研究

为研究单侧钢板超高性能混凝土(half steel ultra-high performance concrete,HSUHPC)组合板单元的面内受力性能,设计了12个HSUHPC组合板单元试件,采用自主研发的平面双向多功能加载装置完成了3个单向受拉试验、3个双向受拉试验和6个循环剪切试验,研究含钢率、配筋率对HSUHPC组合板力学性能的影响。结果表明,钢板、钢筋和超高性能混凝土在弹性和开裂初期的变形较为一致,在后续的加载阶段能够保持共同受力;HSUHPC组合板中配置的钢筋与超高性能混凝土之间能够发展有效的应力重分布,由于残余拉伸强度较高且具有良好的应变硬化性能,超高性能混凝土能够提供至少50%的受拉和受剪承载力贡献;配筋率和含钢率对HSUHPC组合板单元承载力均有影响;双向受拉工况对HSUHPC组合板单元的面内承载力影响不大,与单向受拉工况下HSUHPC组合板单元的面内承载力接近。基于试验数据和相关现行规范,提出了HSUHPC组合板单元的受拉和受剪承载力计算式,公式计算结果与试验结果偏差均在±10%以内,证明其具有较高的计算精度。

钢板夹芯混凝土剪力墙面外抗震性能试验研究

对10个钢板夹芯混凝土剪力墙试件进行面外受力性能试验,研究其在单向压弯作用下的破坏特征、承载力、刚度、变形能力等结构性能。通过对各个试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性系数和耗能能力等抗震性能参数的计算和比较,分析剪跨比、含钢率以及墙体构造方式的变化对墙体面外受力性能的影响。研究表明:钢板混凝土墙试件的面外变形能力很强,墙体的剪跨比、含钢率变化对墙体的承载力和变形能力有影响。

核电站安全壳密封性能测试研究进展综述

安全壳是核电站发生事故后,有效防止放射性物质泄漏的最后一道屏障,也是保障核电站安全稳定运行的重要设施之一,因此其密封性能至关重要。在核电站调试和运行期间均需要开展核电站安全壳密封性试验,以测试其密封性能。介绍了国内外关于核电站安全壳密封性试验的最新研究成果。从安全壳整体密封性测试、局部密封性测试以及涉及密封性测试的其他方面三个角度总结了相关研究进展。对安全壳整体密封性试验和局部密封性试验的不同方法进行了比较,并总结了方法特点。此外,对安全壳密封性测试相关的部件优化、泄漏率预测和数值模拟与软件开发进行了总结,还分析了目前安全壳密封性测试研究存在的不足,探讨了安全壳密封性测试未来发展的方向,可为安全壳密封性研究及其发展应用提供相关借鉴。

考虑一致危险性谱的核电厂房结构振动台试验研究

为得到适合特定核电厂所需要的反应谱,考虑具体的场地条件及地震动参数,采用随机模拟方法与概率危险性分析相结合的方式,建立了生成超越概率为10-4的一致危险性谱(UHS)的方法。为进一步研究核电结构的抗震性能及UHS在实际核电结构中的适用性,设计和制作了1∶20的核电厂房结构模型进行振动台试验,采用2条天然波及UHS、厂址谱(SL-2)、RG1.60谱所生成的人工波对结构的响应进行比对分析。结果表明,不同地震波对核电结构的响应有所差异,UHS生成的人工波对上部结构加速度放大效应以及位移影响较大,对应的楼层反应谱幅值相对其他反应谱较高,进行结构及设备抗震设计时应予以考虑。

核电厂钢筋混凝土结构基于双尺度结构分析的设计方法初探

核电厂构筑物的钢筋混凝土结构以长墙、异形板为主,在结构有限元分析中以壳单元模拟,所得结果为单元的内力,但现行的设计沿用民用建筑中基于墙或板构件的整体内力进行结构设计的方法,结构效应和抗力所面对的对象并不匹配。基于宏观和细观双尺度结构分析的设计方法,首先利用标准大小的壳单元(如1 m×1 m)进行宏观尺度的整体结构分析,提取单元内力或位移;再对单元建立参数化的精细模型,混凝土采用实体单元,钢筋采用线单元,钢筋与混凝土之间通过非线性切向弹簧模拟黏结滑移关系,施加整体分析所得的单元内力或位移作为荷载-位移边界条件,进行细观非线性分析,基于混凝土材料的拉应变、钢筋的拉应变以及弹簧力作为指标,分别识别单元体的损伤状态,进而验算整体结构的安全性。通过对某核电厂厂房在500年一遇的基准地震工况(OBE地震工况)下的局部外墙构件进行双尺度设计方法验证,基于混凝土材料的拉压损伤指标识别单元体的损伤状态,进而验算这一外墙构件的整体安全性。

钢板混凝土结构在核电厂工程中的应用研究

钢板混凝土结构性能优越,在民用建筑、桥梁、隧道等工程中得到了越来越广泛的应用。当应用于核电厂时,钢板混凝土结构在受力特点、功能需求和施工建造方面表现出较强的特殊性,近年来国内外已经开展了大量钢板混凝土在核电厂工程中的应用研究,形成了较为完整的规范体系。文章对钢板混凝土结构在核电厂工程中的应用与研究现状进行综述,包括相关的结构设计规范情况、典型的结构构造形式、基本构件和单元力学性能及设计方法、特殊工况下(事故工况、大飞机撞击等)结构性能与设计方法。并针对核电厂特殊功能需求以及精细化设计建造方面的要求,提出了需要进一步研究的问题,包括各类型钢板混凝土基本单元的复杂静力性能试验;钢板混凝土结构在特殊工况下的受力性能和设计条件;合理简单的构造方式;模块加工精度、混凝土浇筑温度和模块变形控制、混凝土浇筑密实度和质量控制等关键建造技术。