舱室内爆下舰船结构损伤的一种计算方法

为了评估舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤范围,设计了大尺度舱段模型,并开展了舱室内爆毁伤试验,试验后测量了舱室结构的破坏范围及破坏模式,分析了舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤机理,据此建立了舱室内爆下舰船结构损伤的计算方法。结果表明:(1)舱室内爆下形成的强冲击波载荷和准静态压力载荷可对舰船结构造成大范围的损伤,形成多种破坏模式;(2)舱室内爆下准静态压力载荷是舱室结构损伤破坏的主要毁伤元;(3)建立的舱室内爆载荷下结构损伤变形计算方法可同时考虑强冲击载荷和准静态压力载荷对结构的损伤破坏,理论计算结果与试验结果吻合较好。

基于地震波CT探测的冲击地压危险性评价与防治

为了解决工作面回采过程中存在的冲击危险区域的不确定性和煤岩体内部静载荷分布的模糊性,采用地震波CT探测技术,对回采工作面采取静载荷探测和冲击危险性评估,对冲击危险区域进行了重新确定,并制定了有针对性的卸压方案,提高了工作面回采期间的冲击地压防治效果。结果表明,小庄煤矿40302工作面回采期间,发现中等危险区域共9处,弱危险区域14处,其他区域为无冲击危险区域。通过采用地面L型水平井分段压裂技术、煤层大直径卸压钻孔、煤层爆破及顶板预裂爆破技术对冲击危险区域进行卸压,有效降低了工作面回采期间的冲击风险,为工作面安全回采提供了保障。

静载试验和低应变法对PHC管桩性能的检测

采用静载试验和低应变反射波法对PHC管桩的性能进行检测,通过抽检小比例PHC管桩进行静载试验对承载力进行检测,利用低应变反射波法对桩身完整性进行检测。结果表明:利用静载试验得出位移-荷载曲线的最大沉降量为14.78 mm,位移-对数时间曲线均较为平直发展;利用低应变反射波法检测PHC管桩桩身的完整性,其符合设计要求,可满足工程安全性要求。

单桩竖向静载试验异常在某工程中的处理及应用分析

为确保建设工程下部结构桩基础工程承载力的质量安全,采用低应变法先进行工程基桩桩身完整性的普查,再选取桩底反射波异常的桩进行单桩竖向抗压静载试验,对单桩竖向抗压静载试验沉降数据的应用进行分析。结果表明,基桩桩底反射波存在异常的桩对单桩竖向抗压静载试验沉降数据具有一定影响。说明选取桩底反射波存在异常的桩,进行单桩竖向抗压静载试验的沉降数据也存在异常,再通过单桩竖向抗压静载沉降数据异常分析,进而高效地保障基桩工程承载力的可靠性及安全性。

冲击荷载对具有轴向静应力红砂岩应力波传播速度的影响特性

岩体工程爆破开挖时,距爆源不同距离处的围岩体承受不同大小的冲击荷载和地应力。为研究冲击荷载和地应力对岩石应力波传播速度的影响,利用改进SHPB试验装置对红砂岩进行应力波传播试验,设置7个等级的轴向静应力和冲击速度,分别模拟工程中的地应力和冲击荷载大小。基于试验得到入射波和透射波起跳点的时间差,计算岩石的应力波传播速度,得到静应力和冲击速度对应力波传播速度的影响规律。构建岩石应力波传播速度与冲击速度的关系经验模型,探索拟合参数随轴向静应力的变化规律。通过测量冲击试验后岩石的声波波速,得到受载后岩石声波波速随冲击速度的变化规律,探究动载荷对岩石应力波传播速度的影响机理。研究结果表明,具有轴向静应力岩石的应力波传播速度随冲击速度的增加先增大后减小,二者呈高斯函数的变化关系。轴向静应力显著影响应力波传播速度与冲击速度的变化关系,各个拟合参数随着轴向静应力的增大呈现不同的变化趋势。在不同的轴向静应力工况下,受载后岩石的声波波速随着冲击速度的增大呈现“平缓减小—急剧减小”的变化趋势。研究结果有助于分析深部工程岩体爆破开挖应力波的传播规律以及邻近结构的稳定性分析。

灌注桩承载特性测试技术研究进展

灌注桩凭借承载力高、施工工艺成熟、施工机械化程度高等优点被广泛应用于城市建设中。有效确定灌注桩的承载特性和充分掌握承载特性的测试方法,是确保建(构)筑物安全使用的前提和保证。为此,围绕灌注桩承载特性和承载特性关键测试方法进行了梳理,总结和评述中外相关的最新研究现状,系统归纳灌注桩承载特性的影响因素和荷载传递规律,重点介绍低应变法、声波透射法、高应变法、静载荷试验、自平衡试验等灌注桩完整性和承载特性测试方法的原理与特点,简述分布式光纤测试技术在灌注桩承载性能测试方面的最新研究进展,综合现有研究成果对灌注桩桩端阻力、桩侧摩阻力以及桩身荷载传递规律进行概述与分析,最后基于目前灌注桩承载特性及测试方法的研究不足与缺陷,提出了具有针对性的建议措施以促进灌注桩承载特性测试方法的进步与发展。

深部大巷静载荷估算与冲击危险性评价研究

通过分析深部大巷临界冲击载荷与围岩强度的关系,建立了深部大巷巷间煤柱、停采保护煤柱力学模型用于静载荷估算,提出了基于深部大巷静载荷与围岩强度的冲击危险性评价方法及分级指标,研究成果在矿区深部大巷冲击危险性评价得到了实际应用。

基于震波CT探测的工作面冲击危险性评价及防治

为了提高工作面冲击地压防治效率,鉴于集中静载荷在冲击启动过程中的基础作用,以陕西某矿为工程背景,采用震波CT对工作面开展集中静载荷原位探测和冲击危险性评价,划分冲击危险区域,制定针对性防治方案。结果表明,煤层强冲击倾向性、开采深度大、上方厚硬顶板以及相邻工作面采空区顶板悬而不垮使工作面冲击危险性升高;工作面探测区域内煤层总体处于中等冲击危险等级,并准确划分了冲击危险区域。采用顶板爆破、煤层帮部及底板大直径钻孔卸压技术,切断力源,转移应力,由原来的“防治全巷道”转变为“防治重点危险区域”,提高冲击地压防治效率,得以保障工作面的安全回采。

静载荷与循环冲击作用下岩石损伤变量定义方法的选择

选择合理参数定义损伤变量,对研究静载荷与循环冲击组合下岩石的损伤演化特性具有重要的意义.基于动静组合加载实验装置,对岩石开展静载荷与循环冲击组合加载试验,根据试验结果并依据现有定义静载荷作用下岩石或混凝土损伤变量的方法,从能否表征岩石动态疲劳力学性能的演化规律、第1次冲击造成的损伤以及最终的合理损伤等3个角度,对定义岩石损伤变量的参数进行选择研究.结果表明,残余应变和波阻抗可以定义静载荷与循环冲击组合作用下岩石的损伤变量;与波阻抗相比,残余应变计算损伤变量受主观因素影响较大.

深部冲击地压智能防控方法与发展路径

为了解决冲击地压威胁深部智能开采与防控人员安全问题,提出了深部冲击地压智能防控方法。基于基础静载荷诱发冲击地压启动的关键作用,指出深部冲击地压智能防控的理论基础是自动探测采掘空间内围岩基础静载荷,并实现智能化、精准化降低其集中程度,以提高后期获取增量静载荷、动载荷的门槛,从而达到冲击地压防控目的。提出了未来深部冲击地压智能防控研究发展路径:冲击地压灾害多源信息主动调度理论与方法,多源信息融合的防灾治灾方案专家库,高速交互智慧机器人与信息化装备,冲击地压灾害智能治理与复合灾害自适应技术,重大灾害防控效能自评价技术。

深水钻井隔水管的准静态非线性分析

对深水钻井隔水管进行准静态分析时,需搜索波浪的最大相位角以寻找最大波流合力,提出了搜索波浪最大相位角的最大Mises应力准则。开发了隔水管准静态分析系统,系统以C++Builder为开发环境,后台调用ABAQUS进行计算,调用面向对象Python程序访问数据库,提取计算结果,实现了波浪最大相位角的自动搜索和深水钻井隔水管的准静态非线性分析。应用实例验证了该分析系统的有效性。结果表明,波浪相位角为180°时隔水管准静态响应最大,其次为波浪相位角90°,270°,0°,隔水管静态响应介于波浪相位角为90°与270°的准静态响应之间。

水下爆炸载荷的静态等效方法

水下爆炸对水中结构物的作用一是直接压力,另一个是使结构物产生速度和加速度,而且,不仅仅是结构物产生速度和加速度,其附加质量(也称附连水质量)也产生相应的加速度,即:爆炸要同时改变结构物和附加质量的动能与动量。水下爆炸作用下结构物的响应研究极其复杂,计算量极大。如果能采用静态等效的方法分析结构的响应,不但使结构分析过程得到简化,更重要的是为结构设计提供一个等效载荷值和施加方法。根据能量原理、动量原理和达朗贝尔原理,给出了水下爆炸载荷静态等效研究的分析方法和计算方法,并通过算例对该算法进行了验证。结果表明:提出的静态等效方法可行。

缝槽水压爆破破岩载荷实验研究

针对缝槽爆破中以空气作为不耦合介质,其冲击波和准静态压力较小、炸药能量利用率低、破岩能力弱的问题,提出缝槽水压爆破方法.利用水的微压缩性,以及传能效率高等特点,以水作为炮孔不耦合介质,提升缝槽爆破破岩载荷,开展其爆破破岩载荷特征研究.通过自主研发的缝槽爆破载荷测试实验系统,分别开展缝槽空气不耦合爆破和缝槽水压爆破实验.结果表明:水作为缝槽爆破不耦合介质,其冲击波压力峰值约是缝槽空气不耦合爆破的35倍,冲击波压力上升沿更平缓,入射效率更高;其准静态压力峰值是缝槽空气不耦合爆破的37~46倍,水压爆破的准静态压力压降缓慢,保压时间更长.研究表明,缝槽水压爆破的炸药能量利用率高,爆炸载荷提升明显.上述研究成果有助于深入认识缝槽水压爆破破岩载荷特性,同时对该方法的工程应用提供理论和实验支撑.

动力测定桩承载力的若干问题

本文总结了桩基承载力的检测方法，包括桩基承载力的基本概念、确定承载力的不同方法、加载速度对桩基承载力的影响及各种动测方法；并讨论了桩基动测的现状和发展方向。

动静载荷耦合作用下PDC刀具的失效机理

运用应力波理论分析了冲击-静压切削模式下PDC刀具的破损机理,得出了冲击应力波的幅值、入射角(刀具侵入角)、刀-岩接触间隙,以及在接触面上的多次透、反射造成加载—卸载—再加载的循环,对破岩效果和PDC刀具破坏有很大影响.在自行研制的动静态多功能岩石破碎试验台上,以砂浆块和花岗岩为试验对象进行了冲击-静压切削破岩试验.结果表明:在硬岩破碎中,PDC刀具的破坏模式主要是轴向崩裂、冲击压碎和径向崩裂3种;施加一定的静压可使刃面与岩面充分接触,有利于应力波的传播,从而提高破岩效果和PDC刀具的使用寿命.

循环冲击下波阻抗定义岩石损伤变量的研究

在动静组合加载试验系统上,对有轴向预应力的岩石进行循环冲击时无法测量其声波波速,以致于不能用声波波速值的变化研究此过程中岩石的损伤演变特性,为此提出了基于岩石波阻抗定义其损伤变量的方法。在理论上证明裂隙岩石的密度和纵波波速间具有良好的正向相关性,在同一损伤过程中,岩石的波阻抗与其纵波波速的相对变化量接近,根据密度和纵波波速都能反映岩石损伤的现实,得出基于岩石波阻抗定义岩石损伤的方法是可行的结论,并给出其定义损伤变量的表达式。根据一维应力波理论,推导出由入射波和反射波或透射波求解波阻抗的表达式。对利用霍布金森压杆装置进行试验时应力波在岩石试件两界面间多次透反射的过程进行了分析,在此基础上,确定了由试验数据计算循环冲击过程中岩石波阻抗的方法。对岩石试件进行了无初始应力的循环冲击试验,测量了岩石在每次冲击后的纵波波速,得出了基于波阻抗和纵波波速定义的损伤变量具有相同的变化趋势的结论,并分析了二者之间有差别的原因。研究结果表明,在入射能大小接近的循环冲击过程中,利用波阻抗定义岩石损伤变量的方法是可行的。

静风荷载作用下覆冰导线的动力特性

在风荷载作用下均匀覆冰导线静力构形和动力特性的分析中,通过对三种静力构形计算方法的比较,给出静风荷载作用下均匀覆冰导线的静态构形计算公式。由静风荷载作用下覆冰导线动力特性分析可知,考虑静风荷载作用的覆冰导线自振特性分析能更全面的反映导线模态随弹性几何参数变化的规律及导线模态间耦合关系,该模态可作为基函数建立用于导线动力响应分析的离散模型。

动静加载下组合煤岩的应力波传播机制与能量耗散

运用改进的霍普金森压杆,在波动力学理论的基础上,研究动静载下煤岩结构的应力波传播机制与能量耗散,分析应力波幅值和静载对煤岩组合体中应力波的波形、透射系数、反射系数和能量耗散的影响规律。研究结果表明：应力波幅值和静载明显的影响组合煤岩中应力波的传播性质;并且煤岩组合结构初始处于弹性与塑性状态的透射、反射系数随动载的变化规律是不同的。动载能量耗散随应力波幅值的增大而增大,随着静载的增大呈现先增大后减小的趋势。同时注意到组合煤岩在静载在0.50~0.75动载耗散能量迅速降低,并且组合加载下煤岩结构的破坏失稳可分为两种形式,包括动载主导和动载诱发,分别以动载和静载为主要能量源。由静载对应力波传播机制和能量耗散的影响可知,埋深不同或距离采掘空间的远近不同,应力波传播机制和能量耗散是不同的。

有限元在大载荷橡胶隔振器设计中的应用研究

以实例介绍了有限元在大载荷橡胶隔振器设计中的应用,运用I-DEAS分析软件,建立数学模型、静态和动态特性的计算,并通过试验进行验证,两者比较吻合,达到了工程实用价值。

全容式LNG储罐在爆炸荷载作用下的计算方法研究

通过对爆炸荷载特性和作用方式的描述,总结了全容式LNG储罐在两种不同爆炸作用计算方法下的分析要点。以某16万m^3LNG储罐为例,建立了Abaqus三维有限元实体模型,对两种不同爆炸作用计算方法的作用效应进行了对比分析。结果表明,行波效应的爆炸荷载计算方法更为合理。