一种提高管片隧道衬砌结构抗内爆炸性能的工程措施研究

地铁等城市隧道是恐怖爆炸袭击的主要目标之一。盾构管片隧道由不同类型的预制混凝土管片通过接头处的紧固螺栓拼装而成的。由于接头的存在,与整体式衬砌结构相比,其整体刚度和承载水平比较弱,变形和破坏机理与整体式衬砌结构不同。考虑内爆炸的恐怖袭击条件,目前关于管片隧道衬砌结构抗内爆炸的研究成果很少。从分析全尺寸管片内爆炸试验结果入手,分析了内爆炸荷载作用下管片衬砌结构变形和破坏规律,梳理出控制衬砌结构破坏的关键因素和关键位置,提出一种在接头螺栓处添加柔性垫圈来降低与螺栓接触区域管片的破坏程度的方法,以期达到优化衬砌结构抗内爆炸性能的目的。最后采用数值模拟方法,对所提出了抗爆减爆工程措施进行了分析研究。结果表明,该方法可以有效减小管环在接头处的局部破坏,提高管片衬砌的抗内爆炸性能。

提高强冲击荷载作用下平板式防护门门框墙抗力的方法

在强冲击波荷载作用下门框墙转角处会产生明显的应力集中,影响门框墙体系甚至整个防护结构的安全。为解决该问题,提出在迎爆面门框墙和衬砌结合部位设置薄弱层的构造方法,从而减小冲击荷载引起的过大的拉应力。运用考虑了剪切变形的悬臂梁理论分析表明,梁端部约束刚度的变化可以影响结构的破坏形态以及结构的内力分布,降低端部的约束刚度可以有效降低端部区域的内力峰值,延缓结构发生破坏的时间。利用有限元模拟的方法,分析了在出入口门框墙位置设置薄弱层对门框墙动力响应和破坏规律的影响。分析结果表明,设置薄弱层可以有效降低门框墙转角处的应力,降低门框墙结构破坏的风险,进而提高门框墙的抗力水平。

大面积荷载下一维分层固结计算方法及应用

单层土的一维固结问题的研究已经取得了较大的进展,形成了经典的太沙基一维固结理论,但是实际工程土层是多层的,其固结性质与单层土情况存在着一些不同。从超孔隙水压力消散基本方程出发,考虑了单面排水和双面排水两种情况,可以推导出分层土的一维固结计算公式,同时以具体工况为背景,结合MATLAB软件对公式加以运用验证,总结了分层土单面排水和双面排水条件下的一维固结规律,规律表明:计算公式结果与实际情况较为吻合,因此推导的公式可以为实际土体的设计施工监测提供一种参考;边界排水条件的差异对于土体的固结速率和程度有较大的影响。

爆炸荷载作用下约束刚度对梁端动力响应的影响

在静载作用下,钢筋混凝土梁中部通常发生弯曲破坏,但是在短时冲击荷载作用下梁端会产生很大的拉应力,最终在两端发生破坏,继而影响整个梁的正常工作。为解决该问题,可以通过减弱梁端约束刚度的方法来削减梁端过大的内力。通过等效单自由度方法分析了梁端的内力变化,结果表明减小约束刚度可以减小端部的内力;利用有限元模拟方法,改变梁端约束条件来分析不同刚度下梁端的动力响应,结果表明适当减弱梁端的约束刚度能够使梁中的内力趋于均匀。