混凝土结构疲劳损伤全过程模拟的加速算法

基于混凝土随机疲劳损伤本构模型改进了循环跳跃加速算法。将外推变量从损伤变量修改为累积耗能变量,研究了跳跃阈值和外推方式对加速算法计算结果的影响。当选取合适的跳跃阈值时,可以利用较少的逐步计算结果获得更为精确的外推变量信息,使得混凝土疲劳损伤全过程模拟具有更高的精度和更小的计算成本。最后,采用改进加速算法对受压素混凝土梁进行疲劳损伤全过程模拟。结果表明,改进加速算法可以准确高效地模拟混凝土结构的疲劳破坏全过程。

基于能量耗散分析的混凝土随机疲劳损伤模型

基于微-细观随机断裂模型(MMSF)发展了一类混凝土随机疲劳损伤模型。该模型将MMSF中的微弹簧视为一能量耗散单元并考察了其跨尺度的能量耗散过程。在纳观尺度,引入速率过程理论描述裂纹的扩展速度,并基于裂纹层级模型和自相似假定完成从纳观尺度到微观尺度的过渡。由此建立了微弹簧在疲劳荷载作用下的多尺度耗能描述。此外,为了考虑疲劳加载中混凝土多条裂纹的相互影响,引入了包含损伤扩展效应和损伤愈合效应的疲劳损伤因子来修正耗能表达。通过与相关试验的对比,证明了该模型能反映疲劳荷载作用下混凝土的主要力学行为,如疲劳损伤三阶段特点、疲劳寿命的离散性和疲劳寿命随加载频率的变化趋势等。

考虑应变率效应的混凝土随机损伤本构模型研究

混凝土材料组分复杂且具有随机分布的特点,其受力力学行为不可避免地存在非线性和随机性.同时,在动力荷载作用下,混凝土材料具有不可忽视的率敏感性.为了综合反映混凝土受力力学行为中的非线性、随机性与率敏感性,本文从对材料的纳-微观裂纹扩展分析入手,引入速率过程理论描述纳观裂纹的扩展速率,并研究了对应的能量耗散过程.在此基础上通过裂纹层级模型将纳观分析推演到微观尺度,建立了微观能量耗散的基本表达式.进而与微-细观随机断裂模型相结合,形成了混凝土纳-微-细观随机损伤本构模型.同时,基于速率相关势垒的分析,揭示了动力强度的提高源自加载速率和原子键断裂速率的竞争机制.据此,假定微裂纹间相互作用与应变率比值的相关关系以建立微弹簧能量耗散速率与应变率的联系,实现了从静力本构模型向动力本构模型的扩展.数值算例表明,建议模型能够同时反映混凝土材料力学行为中的非线性、随机性和率敏感性.最后通过与相关试验结果的对比,验证了建议模型的正确性.

基于改进相互作用矩阵的基坑施工安全风险评价

为解决现有基坑施工风险评价方法过于单一、客观性不足的问题,从勘察设计与监测、支护结构、土方施工、排水与降水、周围环境5个方面选取19个基坑施工安全影响因素;利用引入C-OWA算子的相互作用矩阵对其进行交互耦合分析,考虑各因素的单独作用效果的同时,在削弱专家主观偏好和综合考虑各因素相关性的基础上,研究其协同作用效果;最后用实例验证方法的实用性,结果表明:该项目整体风险偏高,其中排水系统能力、地下水水位和地下管线埋布是影响该基坑施工安全的主要风险因素,需重点防控。

旧工业建筑改造项目火灾事故应急决策研究

为解决旧工业建筑改造中由于火灾事故不确定性高、有效应急措施不力问题,针对以往决策过程比较单一、客观性不足的现象,对改造项目火灾事故进行框架表示,一方面将COWA算子用于异质信息属性权重的计算以便更为客观地确定满足相似度阈值的相似案例集;另一方面,进行决策属性评价及综合排序以筛选出相似案例集所对应的最优应急决策,并结合实例说明了该方法的现实意义。