相对密实度和固结应力比对北部湾海砂动力特性影响的试验研究

北部湾地区拥有丰富的海洋资源,海洋工程在这一地区的发展日益重要,了解海砂在不同固结应力比和密实度条件下的动力特性,对于海岸线保护、港口建设、堤防工程等都至关重要。为探究北部湾海砂的动力特性,针对北部湾海砂开展了一系列的固结不排水循环动三轴试验,分析了相对密实度和固结应力比对北部湾海砂的轴向累积应变、动弹性模量、动孔压以及滞回曲线的影响。研究表明:在相同振次水平下,随着固结应力比和相对密实度的增大,海砂的轴向累积应变随之减小;动孔压随着固结应力比的增大线性减小,在低相对密实度(Dr≤50%)下,动孔压随振次的增大而增大,在高相对密实度(Dr=70%)下,动孔压随振次先增后减;动弹性模量随着振次的增加出现刚度软化现象,增大相对密实度与固结应力比,较明显地减缓了动弹性模量的衰减速率;随着固结应力比和相对密实度的增大,滞回曲线包围的面积减小,滞回曲线由不封闭曲线转为封闭曲线。这些研究成果可以为北部湾围填海工程提供一定的参考。

桩网复合地基离心模型试验中桩顶轴力测试方法研究

桩网复合地基是常见的软土加固措施。在开展桩网复合地基离心模型试验时,为了分析桩土应力比,需要测量桩顶轴力和桩间土压力。微型土压力计在离心模型试验中已经得到广泛应用,但尚无成熟的微型桩顶轴力测试传感器。利用模型桩的桩帽,开发了一种离心模型试验专用桩顶轴力测试方法,标定结果显示该方法测试线性度好。通过某桩网复合地基离心模型试验和数值分析的桩土应力比结果对比分析,验证了该方法的测试效果。

Numerical Si mulation of Inner Stress Fields for Stretching Block With Rectangular Section Between Flat Anvils

The stretch of blocks with rectangular section using flat anvils was simulated by using ANSYS software. The inner stress distribution for different tool width ratio w/h and blank width ratio b/h was studied. Consequent- ly, critical anvil width ratio （w/h）c and critical blank width ratio （b/h）c are obtained, which provide a sound basis for designing reasonable stretching technology.

超大长宽比加劲型钢箱混凝土柱轴压性能分析

为研究加劲肋构造形式和截面长宽比对超大长宽比矩形钢箱混凝土柱轴压性能的影响,通过钢箱混凝土柱屈曲分析,预测其轴心受压时的屈曲模式,提出最小加劲刚度比简化公式,以优化开孔板加劲肋设计。在此基础上,以某高速公路匝道桥薄壁墩为例,设计3组(无肋、设置刚性加劲肋、设置柔性加劲肋,每组5个)矩形钢箱混凝土柱试件,采用Abaqus软件建立各试件有限元模型,分析各试件的破坏模式、混凝土轴向应力分布和轴压承载力。结果表明:无肋和设置柔性加劲肋时试件轴压破坏屈曲模式相同,设置刚性加劲肋可改变试件轴压破坏屈曲模式;与无肋矩形钢箱混凝土柱相比,若矩形钢箱混凝土柱沿壁长方向均匀设置加劲肋,达到极限荷载时截面大部分区域混凝土轴向应力分布均匀,有效限制钢板向外屈曲,提高了钢箱与混凝土的组合作用;钢箱混凝土柱承载力提高系数随截面长宽比的增大呈逐渐减小趋势,刚性加劲肋试件的承载力>柔性加劲肋试件的承载力>无肋试件的承载力,加劲肋与混凝土的黏结可使试件具有更高的极限承载能力;提出的最小加劲刚度比简化公式对加劲肋设计具有较好的指导作用。

型钢混凝土T形柱轴压性能分析

为进一步研究配钢形式“方钢管+T型钢”型钢混凝土T形柱在轴心荷载作用下的受力性能,为型钢混凝土T形柱结构受力过程的非线性分析和抗震性能分析提供参考依据,利用ANSYS有限元软件建立普通混凝土T形柱轴压模型,通过与现有的试验结果对比验证模型的合理性。在此基础上,建立配钢形式为“方钢管+T型钢”型钢混凝土T形柱模型,对其轴压性能进行有限元分析,深入研究“方钢管+T型钢”的配钢形式对混凝土截面应力、钢筋应力和型钢应力的影响,同时定量分析配钢率这一参数变化对轴压性能的影响规律。结果表明:与普通混凝土T形柱相比,“方钢管+T型钢”型钢混凝土T形柱极限承载力显著提高,但此种配钢形式对T形柱极限承载力的提高作用随配箍特征值的增大而减小;型钢的加入使得“应力拱”现象不再明显,在箍筋约束区内形成型钢强约束区,主要集中在T型钢腹板区域和方钢管区域,混凝土截面应力分布更加均衡;随着配钢率增加,同等比例荷载下型钢混凝土T形柱混凝土截面平均应力减小,型钢应力得以充分发挥,承载力显著增加。

一方向为短肢墙的高层住宅楼抗震性能分析

在高层板式住宅楼中,一个方向设置门窗洞口后剪力墙数量较少或截面长度较短,另一个方向分室、分户剪力墙数量较多。由于结构两个主轴方向剪切刚度差别较大,合理调整结构布置可以使结构两个方向的基本周期和地震作用下最大层间位移角基本相当,但地震作用下结构两个主轴方向的变形特征仍存在明显差异,分别为弯剪型和弯曲型。另外,地震作用下各墙肢轴力分布不均匀,而规范中对剪力墙的轴压比计算不考虑地震作用参与组合且采用同样的限值,不能真实地反映剪力墙延性;补充双向地震作用分析并控制墙肢名义拉应力则可以有效地提高剪力墙延性。罕遇地震动力弹塑性分析结果亦表明,剪力墙损伤程度与考虑多遇地震作用组合下轴压比和设防地震作用名义拉应力大小一致。

锥形-有孔柱形组合管桩复合地基荷载传递特性分析

锥形-有孔柱形组合管桩复合地基属于一种新型的地基处理方法,相关计算理论仍处于探索性阶段。通过室内模型试验,分析竖向荷载作用下锥形-有孔柱形组合管桩复合地基荷载-沉降曲线、桩身轴力、桩土应力比的变化规律,揭示其荷载传递特性。研究结果表明:1)相同荷载作用下锥形-有孔柱形组合管桩复合地基沉降小于无锥有孔管桩,在一定锥度范围内,锥度越大复合地基总沉降越小,复合地基极限承载力越大;2)相较于无锥有孔管桩复合地基,锥形-有孔柱形组合管桩复合地基桩身侧摩阻力有更好的发挥;3)复合地基桩土荷载分担比随着桩身锥度的增大而减小。研究成果能为锥形-有孔管桩复合地基理论研究提供实践基础,并对其应用推广和优化设计起辅助作用。

不同轴压比的装配整体式齿槽剪力墙受力性能数值分析

基于有限元分析软件ABAQUS建立了装配整体式齿槽剪力墙的数值分析模型,通过与试验结果对比分析验证了数值分析模型的准确性,研究了轴压比对装配整体式齿槽剪力墙的影响规律。结果表明,建立的数值分析模型与试验结果吻合较好,能够反映装配整体式齿槽剪力墙的破坏形态和受力特征;提高轴压比可抑制墙体裂缝的开展,但根部混凝土压溃区域有所增大,纵向孔洞底部和竖向圆孔对应位置处的混凝土破坏现象也有所加剧;随着轴压比的提高,装配整体式齿槽剪力墙的承载力先增加后减小,轴压比为0.40时达到最大值;峰值荷载后,墙体刚度退化速率加快,变形能力降低,但轴压比达到0.60时,墙体位移延性系数为5.4,依然具有较好的变形能力。

单桩与群桩变形特征对比有限元分析

群桩基础广泛应用于建筑领域,为深入研究群桩基础作用详细机理,通过非线性有限元ABUQUS建立单桩与群桩模型,研究轴力、桩土应力比、桩土差异沉降对单桩和群桩的影响,并计算群桩效率系数,优化桩承式加筋路堤设计参数.研究结果表明,群桩基础相对于单桩基础承载力明显;通过分析桩土应力比变化规律,随着荷载的增大,中心桩、边桩、角桩的桩土应力比逐渐变大;越靠近群桩基础中心的位置,桩间土承受的压力越小,在边缘处达到最大值.成果将丰富数值模拟研究并为实践应用提供借鉴和参考.

轴向不耦合装药结构水介质不耦合系数及位置效应分析

为了改善爆破破岩效果,减少爆破的有害效应,并减少岩石大块率的产生,采用ANSYS/LS-DYNA模拟水介质所处的不同位置以及不同不耦合系数对爆破效果的影响,通过优化装药结构以期找到合理的装药结构和较优的不耦合系数。基于显式动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立三维数值计算模型,以爆炸应力云图、峰值拉应力分布为评判依据,对轴向不耦合装药位置、轴向不耦合系数等因素进行了对比分析。研究表明:轴向不耦合装药位置的不同,对最大拉应力值的影响不同,虽然水介质在中部和在顶部的装药结构在孔口段处的最大拉应力值远大于岩石的抗拉强度,但综合考虑孔底岩石所受的损伤效应,得出水介质在两端的装药结构能量分布较为均匀,孔底岩石受的损伤大大减少,减少对未爆岩体的损伤和扰动;以最大拉应力值作为爆破效果的评判标准,在不耦合系数1.3~1.8之间,峰值拉应力存在极大值,即对应一个最优的不耦合系数,同时较耦合装药结构相比,减少了粉层和有毒有害气体的生成。

混凝土在大跨度建筑结构施工中的应用研究

如果对大跨度建筑结构中混凝土构件客观应力需求缺乏分析,混凝土梁结构在荷载状态下将产生较大位移。为此,文中进行了混凝土在大跨度建筑结构施工中的应用研究,分析混凝土构件的应力需求,以满足建筑荷载要求作为核心目标,设计试验加载装置,选择强度等级在C30以上的混凝土为施工材料,优化连接钢筋混凝土梁与型钢混凝土柱,并差异化处理混凝土梁的长度和轴压比限值。试验表明,本项目施工混凝土结构在x、y、z方向上的位移分别稳定在0.3、0.4和1.0 mm以内,均处于较低水平,由此证明文中设计的技术具有良好的实际应用效果。

高层住宅中震下受拉墙体型钢配置比较与工程应用研究

高层住宅建筑当高宽较大,或所处地区抗震设防烈度较高,底部剪力墙可能会出现较大的拉应力,导致混凝土过早开裂,造成墙肢抗剪能力和抗弯刚度下降。为此,《福建省住宅工程设计若干技术规定》规定,中震下剪力墙拉应力超过混凝土强度抗拉强度标准值时,必须设置型钢并承担全部拉力。本条要求与《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的规定一致,但确定型钢面积的方法略有不同。通过公式推导,建立轴拉比和截面含钢率、轴拉比和型钢拉应力最大值的关系曲线,比较这两个文件规定的不同之处,总结一些规律;前者的用钢量虽然较多,但是计算公式更简洁,方便设计。另外,通过一个高层住宅的工程案例,分析了墙肢轴拉比计算、型钢配置的设计流程,并对计算参数、组合墙范围、型钢布置的原则进行说明。

纤维布加固高轴压混凝土柱抗震性能

设计了 3个高轴压混凝土柱试件 ,其中 1个为对比试件 ,2个为采用了不同包裹形式的纤维布加固试件 ;在低周反复荷载作用下 ,通过对试验现象和测试数据详细的描述与对比分析 ,研究了纤维布加固法对高轴压混凝土柱抗震性能的改善情况 ;利用通用有限元计算程序 ,对低周反复试验进行了全过程仿真模拟 .研究表明 ,适宜的纤维布加固方式 ,可以大幅度提高高轴压混凝土柱的抗震性能 ,同时利用考虑纤维布约束混凝土本构关系的有限元计算方法能够较为准确地模拟纤维布加固高轴压混凝土柱的非线性性能 .

钢筋混凝土框架柱轴压比限值问题研究

针对目前高层钢筋混凝土结构抗震设计中遇到的突出问题之一——框架柱轴压比超限现象,结合以往试验现象分析和对规范背景资料的研究,对框架柱轴压比限值的研究进行了综述与分析,并对进一步的研究工作提出了一些新的建议。

小型桥壳液压胀形初始变形条件分析及成形试验

介绍了小型汽车桥壳的液压胀形工艺,提出了初始胀形内压的表达式,预测了初始胀形内压与轴向推力的匹配关系(即经向应力比的大小)对预胀形时各部分变形顺序的影响。在普通液压机上进行了两种加载路径下的液压胀形试验,在初始经向应力比小于零并保持恒内压的条件下,预胀形管坯先变形成两侧高、中部低的双鼓形,经增压后将中部胀起;在初始经向应力比大于零且内压恒定的条件下,预胀形管坯中部沿轴向胀裂;两种加载路径下,管坯扁锥体凸起与胀形区之间均产生了明显内凹缺陷。理论分析与试验结果均表明,初始变形条件对小型桥壳的预胀形有重要影响。

蓖麻籽不同状态不同压榨方式下压缩比与轴向应力关系的研究

【目的】研究蓖麻籽在不同状态不同压榨方式下压缩比-轴向应力关系.【方法】进行了完整蓖麻籽与碾碎后的蓖麻籽在不同的压榨方式、不同的压榨速率下的冷榨试验;采用川北方程建立了双曲线型压缩比-轴向应力关系模型,并依据试验结果,应用最小二乘法求得该模型的待定参数.【结果和结论】蓖麻籽碾碎后压榨在相同的条件下所达到的等价压缩比和完整籽基本一致,但实际压缩比比完整籽小得多;多次压榨在相同的条件下比单次压榨可以达到更大的压缩比;模拟值与实测值的对比和误差分析表明,模拟值与实测值比较吻合.

混凝土框架柱轴压比限值分析

导并计算了混凝土柱截面在界限破坏条件下的轴压比,讨论了箍筋约束、周边纵向钢筋、“芯筋”和其他因素对柱轴压比限值的有利影响.针对目前高层钢筋混凝土结构抗震设计中遇到的突出问题之一——框架柱轴压比超限现象,提出了一些设计建议.

CFRP约束轴压预压混凝土棱柱体的应力研究

通过CFRP约束预压混凝土棱柱体的轴压试验,研究了在不同预压力下的CFRP加固预压混凝土棱柱体试件与CFRP加固未预压混凝土棱柱体试件,测得CFRP加固后的极限应力值,并与混凝土棱柱体试件的应力值进行了对比分析,分析了CFRP加固混凝土棱柱体的破坏特征,为实际工程的加固提供了试验依据。

薄壁管轴压胀形关键工艺参数及成形极限

利用粘性介质传压,对薄壁管轴压胀形进行了研究;基于塑性理论和分散性失稳理论,推导了轴对称胀形内压力分布规律,得出了内压加载区间和轴向加载关系;建立了基于载荷控制的加载函数,提出了送料控制方法,优化了加载模式;基于集中性失稳理论,计算了胀形压力极限,建立了均匀变形极限和极限应力比的概念,形成了零件可成形性的基本判据;分析了管材成形过程中应力变化特点,揭示了管材胀形区由拉-压应力状态迅速发展到双向受拉的机理.通过实验并利用有限元方法对薄壁管轴压胀形过程进行了模拟计算和研究,验证了理论分析结果.

黏粒和砂粒混合土体的动态液化性能研究

现场和实验室观测表明,一定黏粒含量的砂土在一定条件下易发生动力液化的现象,且黏粒含量对砂土抗液化性能的影响较为复杂。通过CKC全数字闭环控制气动式三轴仪试验系统,对黏粒含量为0%、5%和10%的砂土进行动力三轴试验。结果表明,黏粒含量为5%时砂土的抗液化性能最差,并且黏粒含量对于孔压的发展具有较大影响。根据实验数据的分析,对砂土-黏土的混合土的液化和抗液化性能进行机理分析。