复杂山区地形滑雪场区域风环境数值模拟

以黑龙江省亚布力滑雪场为工程背景,根据地形高程数据对复杂地形进行数字化建模,选取12个不同来流风向,采用基于地形过渡段及粗糙度壁面函数法的CFD(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟对滑雪场的赛道与索道区域进行了风环境分析。结果表明:数值模拟结果与现场实测的偏差基本在20%以内,CFD数值模拟方法具有一定的准确性;来流风向为30°、60°、270°和330°时,滑雪场邻近山体对来流风的阻挡效应较大,赛道处的风速较小;各工况索道观测位置的平均风速放大系数基本大于1(来流风向270°除外);风攻角和风偏角整体受地形地势的影响,风攻角较大的位置出现在索道上站到5#观测点之间,风偏角变化较大的位置出现在索道上站到3#观测点之间。研究结论可以为滑雪项目赛训和索道安全运行提出建议。

静动力荷载下不锈钢丝金属橡胶的剪切力学性能

为研究金属橡胶材料用作隔震器在水平方向承受剪切荷载的性能,对不同成型密度的金属橡胶试件进行静力、动力剪切荷载性能试验,测试成型密度、加载幅值、循环加载次数、动力加载频率、成型工艺等因素对金属橡胶材料剪切滞变性能的影响规律,同时进行大幅值剪切破坏试验,分析极限变形能力。结果表明:改进剪切成型工艺后,金属橡胶材料剪切性能提高;其滞变耗能能力随成型密度、加载幅值的增加而增大,与加载频率和加载次数无关。应力-应变曲线加载段近似于线性,剪切刚度和等效阻尼比随剪切应变幅值的增大而减小,可回复变形达80%。

三向隔震不锈钢丝金属橡胶力学性能试验研究

为开发金属橡胶三向隔震器,文中针对不同成型密度的不锈钢丝金属橡胶试件,分别在拟静力、动力荷载作用下进行压缩和剪切性能试验,测试试件成型密度、加载幅值、循环加载次数、动力加载频率等因素对金属橡胶材料压缩和剪切滞变性能的影响规律,分析研究各试件的力学性能和阻尼性能。研究结果表明,金属橡胶材料承受压缩和剪切变形时均具有良好的变形能力(压缩荷载下可回复变形达40%,剪切荷载下可回复变形达80%),其滞变耗能能力随着试件成型密度的增大而增大;加载频率和加载次数对金属橡胶压缩和剪切滞变性能几乎没有影响;压缩荷载下试件的割线模量大于剪切荷载下的割线模量,但压缩变形时的等效阻尼比小于剪切变形下的等效阻尼比。

一种新型隔震材料:形状记忆合金金属橡胶

为了开发具有变形自复位功能和自限位功能的新型隔震装置,研究并制备一种新型材料——形状记忆合金金属橡胶(Shape Memory Alloy Metallic Pseudo-Rubber,SMA-MPR)。为了研究加工成型工艺对该材料变形自复位能力的影响,共制备三种采用不同加工工艺的SMA-MPR,并对这三种材料的力学性能和变形自复位能力进行试验研究。首先测试三种材料的试件在不同频率正弦压缩循环荷载作用下的力学性能;然后将产生残余变形的三种类型试件放入可控温度箱内加热并测试其变形回复能力。为了验证试件在变形回复后是否仍具有稳定的力学性能,将它们安置在试验机上再次测试正弦循环荷载作用下的力学滞变性能。试验结果表明,形状记忆合金金属橡胶是开发土木工程结构用隔震装置的理想材料。

通过活断层区地铁隧道损伤分析

为了深入研究通过活断层区地铁隧道的损伤破坏机理,发现其抗震薄弱部位,采用理论分析、数值模拟和统计回归等方法对逆断层位错作用下隧道衬砌结构的损伤发展变化情况进行了分析,并对减轻隧道震害的影响因素进行了研究。结果表明:建立的地基土-隧道体系整体有限元模型能够很好地模拟逆断层的错动效果;在逆断层位错作用下,衬砌结构的拱顶部位损伤最为严重,结构的损伤程度随着位错量的增加而增大,损伤区域主要集中在活断层附近;在相同逆断层位错作用下,随着覆盖土层厚度的增加,衬砌结构的破坏程度有所减轻;给出的适用于北京地区的衬砌结构抗震薄弱部位估计公式为通过活断层区地铁隧道的抗震设计提供了参考依据;适当增加衬砌厚度可以减轻隧道结构的震害,埋置于较软土质中的隧道结构能够更好地抵抗逆断层位错作用。

东北寒冷地区高等级公路软土地基沉降计算与分析

东北地区的软土地基沉降除了具有变形大、不均匀沉降大、沉降稳定历时较长的特点外,受地质和气候因素影响也较大,这极大地影响了道路的长期稳定和安全使用。这里结合塑料板排水法在东北寒区高等级公路软土地基处理中的应用研究课题,利用哈尔滨绕城高速公路软土地基沉降观测资料,分析了影响沉降的主要原因,利用二种计算方法对软土地基进行沉降计算并做了讨论分析,得出较为符合工程实际的结论。

形状记忆合金金属橡胶自回复减震(振)器的性能试验研究

形状记忆合金金属橡胶(Shape Memory Alloy Metal Rubber,SMAMR)是在金属橡胶基础上改进的一种新型减振材料,在减震(振)器发生塑性变形之后,形状记忆合金金属橡胶可以通过加热诱发金属橡胶中的形状记忆合金丝发生相变,从而达到变形自回复的目的。本文通过对8个金属橡胶试件的静力和动力压缩试验研究发现,形状记忆合金金属橡胶力学性能稳定,并且形状记忆合金金属橡胶减震(振)器的塑性变形可以通过升温进行自回复,而不需要更换新的减震设备。

用于阻尼器结构不锈钢丝金属橡胶元件力学性能试验研究

为研究金属橡胶材料用作土木工程结构消能减震阻尼器的力学性能,本文针对不同成型密度的金属橡胶阻尼元件,分别在静力、动力荷载作用下进行了压缩性能试验,测试加载幅值、循环加载次数、元件成型密度、动力加载频率等因素对金属橡胶元件阻尼耗能的影响规律。研究结果表明,金属橡胶材料有着良好的弹性和阻尼特性,其滞变耗能能力随着成型密度、加载幅值的增加而增大;加载频率和加载次数对金属橡胶滞变性能几乎没有影响。

金属橡胶材料剪切力学性能的研究

针对现阶段金属橡胶材料剪切力学性能研究尚未普及的状况,开展了金属橡胶试件承受剪切荷载的试验,分析了加载方向、循环加载次数、加载频率、应力幅值、成型密度等因素对剪切力学性能的影响规律,实验数据表明:金属橡胶材料的剪切性能不受加载方向、加载次数和加载频率的影响,随着应力幅值、成型密度的增加而增大。

塑料板排水法处理哈尔滨环城西线软土地基

针对哈尔滨绕城高速公路桩号K47+100与K48+100之间软土地基段的设计,对塑料板排水在软土路段的综合应用进行了详细介绍。通过对固结度以及沉降曲线的分析来说明塑料排水板法处理东北寒区软土地基的重要意义和应用前景。

金属橡胶的本构关系研究

为了建立金属橡胶间的本构关系,反映其宏观性质的数学模型,通过建立宏观力学模型与细观力学模型的方法,并引用实验法手段,按照能量相等的原则绘制包络图来阐述金属橡胶间的本构关系,为建立金属橡胶阻尼器的剪力墙—连续梁结构分析模型提供理论依据。

酸性环境下仿钢纤维复合结构的耐久性试验研究

为了研究仿钢纤维复合结构酸性腐蚀后的耐久性能,首先对仿钢纤维混凝土进行了硫酸盐不同浓度的腐蚀试验,获得仿钢纤维混凝土荷载-变形的关系,分析仿钢纤维在硫酸盐腐蚀后的弹性模量。可得出掺入仿钢纤维的混凝土材料具有良好的抵抗腐蚀的能力,提高了材料的耐久性能。

基于超声法检测钢管混凝土质量

综述了超声法检测钢管混凝土拱桥质量缺陷的理论和方法,重点研究超声波通过钢管混凝土试件常规缺陷状况下的参数特征和波形特征。实现了钢管混凝土常规缺陷的定性测量,为超声法检测钢管混凝土拱桥提拱了有益的参考,对于实际工程的检测有很大的实用价值。

金属橡胶的阻尼及高温性能试验研究

金属橡胶是一种新型的材料，它由细金属丝卷成弹簧卷经过编织和冲击压缩制造而成，它的优点是耗能大、弹性好、不惧高低温作用、不易腐蚀变质等。为了将金属橡胶这种多孔弹性材料应用于建筑及桥梁，耗散地震和风载振动能量，采用不同加工工艺成型密度的金属橡胶试件，在不同应变幅值、高温等条件下进行力学性能试验，测试其在压缩、剪切变形下的耗能性能，同时分析材料的等效阻尼比参数变化规律，进而得出金属橡胶利用金属丝之间干摩擦形成的阻尼原理。为金属橡胶本构关系的推导提供基本参数和理论依据。

金属阻尼器耗能减震结构模拟分析

为了查看多重剪切塑性结构对地震动力反应,通过运用时程分析的方法对地震波进行研究选取,并建立剪力墙模型作为模拟分析对象,在实验中,通过在剪力墙模型中加入金属阻尼器后对模型的耗能减震效果运用工程软件进行分析,所得分析结果与未加入金属阻尼器的模型进行对比,然后进行时程分析,最终得出金属阻尼器的特征参数对结构地震反应的影响规律,达到理想的控制效果。

金属橡胶耗能减震阻尼器参数确定方法

金属橡胶是一种新型的弹性材料,它由0Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈钢丝卷成弹簧卷经过编织和冲击压缩制造而成,既具有所选金属固有的特性,又具有类似橡胶的弹性。根据已建立的金属橡胶材料应变硬化特性的折线本构模型,通过对已建立的12层剪力墙连续梁无控结构有限元模型,使用静力弹塑性分析方法,进行静力推覆法分析,得到结构整体性能屈服点,确定金属橡胶阻尼器的长度、面积等基本参数。为下一步设计不同金属橡胶阻尼器特征参数,分析的特征参数对安装耗能器结构的地震反应及损伤的影响规律奠定基础。

金属橡胶的压缩及高温性能试验研究

为了将金属橡胶这种多孔弹性材料应用于建筑及桥梁,耗散地震和风载振动能量,采用不同加工工艺成型密度的金属橡胶试件,在不同应变幅值、高温等条件下进行力学性能试验,测试其在压缩变形下的耗能性能,同时分析材料的等效阻尼比参数变化规律,进而得出金属橡胶利用金属丝之间干摩擦形成的阻尼原理,为金属橡胶本构关系的推导提供基本参数和理论依据。

基于流动控制方式的平屋盖抗风研究

文中以减弱大跨屋盖顶部前缘区域负风压,提高屋盖结构安全性为目的。将涡发生器应用于建筑屋盖结构中,期望利用涡发生器的流动控制原理扰动屋顶流场消减屋顶负风压极值,减小风吸力,提高屋盖安全性。运用数值模拟的方法,通过将涡发生器安置在平屋顶迎风面顶端进行了不同工况的对比研究,同时探讨了涡发生器尺寸参数、安置位置等参数对屋顶负风压控制效果的影响。结果表明,涡发生器安装在迎风面顶端的时,其对屋顶前缘负风压极值区域有明显抑制效果,涡发生器的流动分离抑制功能可以削弱平屋盖屋顶负风压防止屋盖掀飞破坏,为提高屋盖结构抗风安全性提供参考。