高耸钢混结构造粒塔的定向爆破拆除设计及分离式共节点模拟研究

为成功爆破拆除复杂环境下85.8 m高钢筋混凝土结构造粒塔,结合塔身结构特点及周围环境情况,选用梯形爆破切口,开设高度对称的定向窗、定位窗,结合数据分析,最终确定切口圆心角为216°、切口高度为4.0 m,采用定向倾倒方式进行爆破拆除。为验证爆破设计方案的可行性,采用LS-DYNA仿真软件建立造粒塔分离式共节点三维有限元模型进行仿真计算。结果表明:总体方案的爆破技术参数选取准确;造粒塔往右偏移约4.9°,基本沿原设计方向倒塌,筒体轻微下坐,未发生前冲现象,拆除爆破效果达到预期目标。数值模拟结果显示,塔身顶端节点位移、速度变化趋势与实际倒塌过程基本一致。可为类似工程提供参考。

基于分离式共节点模型的建筑物定向倾倒切口数值模拟研究

利用有限元Ansys/ls-dyna对建筑结构爆破拆除的定向倒塌进行模拟,利用分离式共节点模型对抚顺大酒店的爆破拆除进行数值模拟,通过对单根柱子的数值模拟进行研究,然后初步分析分离式共节点模型存在的问题,在大量数值模拟实验的基础上,找出钢筋失效应变的修正系数范围,就这种现象提出了三种可能。同时,基于重心失稳理论和经验公式理论,选取了多个切口高度进行定向倾倒研究,通过选取不同的切口高度进行大量的数值模拟实验,在数值计算结果分析的基础上,得出"楼坚强"形成的主要原因是切口高度不够的结论。

基于分离式共节点模型的钢筋混凝土柱抗爆加固效果研究

为研究钢筋混凝土柱在爆炸冲击荷载作用下外覆钢板加固对柱抗冲击变形能力的提升效果,根据钢筋及混凝土材料的动态本构模型,选取合适的参数,建立了钢筋-混凝土分离式共节点的实体模型,并结合CONWEP爆炸载荷及动态松弛法,利用大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟钢筋混凝土构件在爆炸载荷下的响应,并对比不同厚度外覆钢板加固对柱的抗冲击变形能力的增强效应。对数值模拟结果与试验结果对比分析得出:分离式共节点模型可以充分体现钢筋混凝土柱构件在爆炸冲击作用下钢筋和混凝土材料的不同破坏特性,与试验结果符合的较好。且计算结果显示,随着外覆钢板厚度的增大,受冲击荷载的钢筋混凝土柱端转角减小,且加固钢板厚度对爆炸后柱端转角的影响减小。

基于共邻节点相似度改进的DPoS共识算法

针对委托权益证明(delegated proof of stake,DPoS)中节点投票不积极和恶意节点操纵选举结果的问题,提出一种基于共邻节点相似度改进的DPoS(DPoS based on similarity of common neighbor nodes,S-DPoS)共识算法。首先,引入共邻节点相似度模型实现社区划分,缩短投票周期,提高共识效率。其次,计算节点的信誉度,各社区选出一个信誉度最高的节点作为见证节点且负责生产区块,通过节点身份转换机制及时更新节点类别。最后,通过奖惩机制对节点进行奖惩,快速剔除错误节点。仿真实验结果表明,S-DPoS共识算法的节点参与度比DPoS算法提高30%~40%,并且能够有效降低恶意节点操纵选举结果的可能性,增强了系统的安全性。

基于共邻节点相似度的加权网络社区发现方法

为实现加权网络的准确划分,发现真实的社区结构,提出一种基于模块度和共邻节点相似性的层次聚类社区划分方法IEM.首先,定义两节点间基于共邻节点的相似度.之后,基于该度量快速聚合当前节点和与其关联紧密度最强的邻居节点以形成初始社区,并进行社区扩展.最后,以最大化网络模块度为目标进行社区合并以优化划分结果.算法通过形成初始社区、扩展社区、合并社区三步,实现了加权网络合理有效的社区划分.以加权模块度作为社区划分质量的评价标准,在多个数据集上的实验结果表明,IEM算法优于加权CN、加权AA、加权RA.同时,与CRMA算法相比,IEM算法对加权网络社区划分的有效性和正确性更高.

基于划分社区和差分共邻节点贡献的链路预测

通过改进基于节点相似度的朴素贝叶斯模型,引入GN和CMN两种经典的划分社区算法挖掘网络社区属性对预测节点对的影响,赋予共邻节点不同的连接度和社区贡献度并计算其贡献权重,同时把模型应用于五种相似度算法,采用ROC和Precision-Recall曲线进行实验评价。人工网络和真实网络中的实验证明,该模型能够在深入挖掘社会网络结构信息的基础上提高预测的精确度,同时为该类模型的研究提供一种新的方案。

基于共邻节点相似度的社区划分算法

复杂网络中的社区结构能帮助人们认识网络的基本结构及其功能。针对目前多数社区划分算法准确率低、复杂度高的问题,提出了一种基于共邻节点相似度的社区划分算法。首先,为了计算节点间相似度值,提出了相似度模型,该模型通过将被测节点对的邻居节点引入一并计算,提高了相似度度量的准确性;然后,计算节点局部影响力值,能客观地表现出节点在所处网络中的重要性;其次,结合节点相似度值和节点局部影响力值对节点进行层次聚类,完成网络社区结构的初步划分;最后,通过聚合初步划分的子社区,获得复杂网络的最优模块度值。仿真结果表明,在网络的社区特征模糊时,与新的基于局部相似度的社区发现算法(CDALS)相比,所提算法的准确率提高了14%,证明了所提提法更能够准确、有效地划分复杂网络的社区结构。

基于节点共边的异构部分重复码构造

为了满足分布式存储系统的动态存储和异构存储,本文提出一种基于节点共边的异构部分重复码(heterogeneous fractional repetition codes based on node common edge,HFRC-NCE)的构造算法.具体地,将MDS码编码后的数据块分为冷数据块和热数据块,结合节点共边的特性,分别将冷数据块和热数据块复制不同的倍数存储到各个节点中,构造的异构部分重复码更加简单直观,可实现故障节点的精确无编码修复.理论分析表明,与基于完全图和部分正则图构造的部分重复码相比,基于节点共边的异构部分重复码虽然存储开销和修复带宽开销略大,但其节点修复选择度更高,节点存储数据容量更多样化,重构度更小.

基于分离式共结点模型的钢筋混凝土结构爆破拆除数值模拟

通过大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,充分考虑钢筋和混凝土在结构倒塌时各自的受力状态和强度差异,运用分离式共节点模型模拟钢筋混凝土结构建筑物的爆破拆除倒塌过程。通过对倒塌过程中钢筋混凝土支撑立柱内侧和外侧的钢筋单元、混凝土单元的承载失效过程分析研究,对数值模拟效果与实际爆破效果对比分析得出:分离式共结点模型可以充分体现结构倒塌过程中钢筋和混凝土材料的承载失效差异,可以用来准确地模拟结构的倒塌过程。

小高宽比框架结构爆破拆除数值模拟研究

为研究小高宽比框架结构爆破拆除的倒塌过程,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立分离式共节点模型,对其倒塌过程进行数值模拟研究,分析该结构钢筋混凝土柱的受力特点。通过对比实际工程与模拟结果,发现两者在倒塌时间、倒塌历程、爆堆范围等方面高度一致,由此可见数值模拟是可靠的。研究发现:在倒塌过程中,各排立柱达到截面抵抗弯矩后会在梁柱节点处产生塑性铰,上部结构以塑性铰作定轴转动,前倾过程中对后排立柱产生向后的反力,以致产生明显的后坐。倒塌前期钢筋与混凝土单元共同受力,混凝土单元失效后,与其共节点的钢筋单元应力发生突变,随后在拉压状态下不断变换,直至倒塌结束,爆破切口处的钢筋对上部结构的自由落体有一定的阻碍作用。

双筒型旧硝铵造粒塔爆破拆除数值模拟与施工设计

针对复杂环境下57 m高双筒型旧硝铵造粒塔拆除爆破工况,通过分析双筒型造粒塔存在下落势能大与质量分布不均的结构特点,设计了中间起爆、逐段向双侧的爆破方式,以实现“定向爆破+内合”的倒塌效果。爆破设计方案中采用梯形爆破切口,并严格控制其周长及高度,适当保留底部支撑墙体并开设精确对称定向窗,使用高精度导爆管雷管结合孔内延时、孔外接力的复式闭合双回路起爆技术进行爆破施工。经理论分析计算,最终确定爆破切口长度为13.5 m、高度3.5 m。为验证设计方案的合理性,使用LS-DYNA仿真软件建立造粒塔三维有限元模型并进行了倒塌预分析。仿真计算结果显示:造粒塔爆破倒塌过程共历时约8.8 s,通过对造粒塔倒塌形态和顶部关键质点位移变化进行分析发现倒塌过程存在轻微下座,未发生前冲现象,总体方案的爆破参数选取合理,拆除爆破可达到预期效果。现场爆破完成后发现爆破倒塌效果与仿真计算结果基本一致,为同类型爆破工程提供了一定参考。

差分化节点特征对复杂网络链接预测的分类性能分析

链接预测属于复杂网络分析的研究分支,它根据网络历史结构信息预测未来节点间会产生链接的可能性,从而挖掘网络的传播和演化方式。通过引入差分化节点的贡献权重并结合经典的节点和共邻节点网络拓扑结构特征,分别应用七类有监督学习-分类模型对社交、生物、交通等不同领域的八个真实复杂网络数据集进行实验,并采用Precision和ROC曲线对实验结果进行分析与评价。实验表明,引入基于差分化节点的贡献特征能够在深入挖掘网络结构信息的基础上比其余特征有更优的预测精确度,同时差异化的分类模型和特征选择对链接预测性能有相异的影响。

框架桥基础沉降对结构安全影响的数值模拟研究

某高速互通立交主线桥第15~44跨为30×15 m钢筋混凝土结构框架桥,经多次加固后仍存在多处破损、露筋和开裂等病害,需对其进行拆除并同步在两侧修建新桥。新桥桩基础距旧桥最近净距约1.4 m,拟采用旋挖钻孔施工工艺。考虑到旋挖钻孔施工可能会造成旧桥基础沉降,为了解基础沉降对框架桥的结构安全影响,采用有限元软件建立部分框架桥分离式共节点模型,对钻孔施工影响下框架桥的受力分析进行数值模拟。结果表明:框架桥基础沉降取值为5 mm时,最大拉应力出现在左幅桥面板内侧边缘处,为2.62 MPa;沉降取值4 mm时,最大拉应力出现在左幅桥面板内侧边缘处,为2.1 MPa,未达到其抗拉强度设计值。建议桩基施工过程中对旧桥位移进行实时监测,控制不均匀沉降值在4 mm内。

框-筒结构建筑物的折叠爆破拆除

采用共节点分离式钢筋混凝土模型,对框-筒结构折叠倒塌进行了三维数值模拟,包括底部起爆和顶部起爆2种方式,并且在底部起爆方式中,采用了不同切口高度和延迟时间。对结构的倒塌过程、支撑立柱的破坏过程进行了比较分析。结果表明:采用底部起爆时,结构下部压碎程度较采用顶部起爆严重;同为底部起爆,延迟时间0.25 s的结构破碎比0.5 s严重;底层立柱采用不同的切口高度和延迟时间,结构的倒塌方向发生了改变,结构略向南倾倒;支撑柱的破坏过程不同,对结构的后坐距离产生影响,采用底部起爆时,结构的后坐距离小于顶部起爆。通过对混凝土和钢筋单元受力过程进行的分析,共节点分离式模型能够反映钢筋和混凝土2种材料的力学性能差异。

高耸筒形结构爆破拆除的数值模拟

采用共节点分离式钢筋混凝土模型,通过比较分析塔体缺口中间有切缝与无切缝设计2种方案,对典型高耸筒形结构冷却塔爆破拆除过程进行了三维数值模拟。对混凝土和钢筋单元的受力过程进行分析,共节点分离式模型可以体现混凝土和钢筋材料的力学性能差异;采取切缝设计可减小结构倒塌过程中的下坐与后坐倾向,促使塔体后部严重扭曲变形,使塔身解体比较完全,缩短整体倒塌时间,减小爆堆范围。

爆炸冲击震动对砖墙破坏作用的数值模拟

砖墙在爆炸冲击震动作用下的动力反应非常复杂,本构关系很难精确建立。本文阐述了砖墙几种常用的有限元模拟方法,分析各种方法的优缺点,确定采用一种砖块和砂浆分开的精细化建模的三维砖墙有限元模型;通过LS-DYNA软件,得到砖墙在水平爆炸冲击震动荷载下的破坏过程,计算结果与实验现象很好。研究表明:该种分析模型综合考虑了砖块和砂浆之间复杂的相互作用,并且对砂浆层进行了单独建模,保证了砖墙在数值模拟上的真实性和正确性,因此可以准确地模拟出实验中砖块之间砂浆层的损伤积累破坏。

数值模拟在冷却塔爆破拆除中的应用

针对目前双曲线冷却塔爆破拆除数值模拟中往往采用整体式模型的实际情况,为了更加真实的反映出钢筋混凝土在拆除爆破过程中的力学特性,基于ANSYS/LS—DYNA建立了分离式共节点模型,并结合工程实例进行对比分析。结果表明,利用分离式共节点模型能准确反映出冷却塔倒塌过程中变形扭曲—扭转撕裂—自由塌落的运动过程,模拟的结果与实际的爆破过程极为相似。因此可认为,利用分离式共节点模型可对爆破拆除方案进行预演从而为方案的优化提供参考和借鉴。

布孔方式对支撑梁爆破拆除的影响机制

支撑梁爆炸毁伤破坏效应的数值模拟及理论研究是创新改进爆破拆除方法的前提。结合钢筋混凝土支撑梁爆破拆除工程实际,针对垂直布孔与多向协同布孔分别建立其共节点分离式模型,比较分析梁内Von Mises等效应力分布规律、爆炸荷载空间分布特点及其破碎形态。结果表明:相邻炮孔炸药能量分别在50μs、60μs开始耦合叠加,叠加区应力水平显著增高;在混凝土碎胀效应及反射拉伸波共同作用下,支撑梁表面材料单元以拉伸破坏为主;相同炸药单耗时,多向协同布孔法可促进梁内爆炸荷载的均匀分布,有效改善拆除效果;材料失效演变过程表明,支撑梁破碎形态分别在255μs、265μs时刻稳定下来,采取先下后上的起爆顺序,能有效防治爆破飞石危害。

钢筋混凝土烟囱高位切口爆破拆除数值模拟研究

为进一步研究复杂条件下高耸烟囱分段控制爆破拆除技术,利用高速摄影对钢筋混凝土烟囱高位切口上段筒体爆破拆除倒塌过程进行拍摄,并采用共节点分离式模型,利用DYNA非线性有限元软件对烟囱上段筒体爆破拆除倒塌过程进行了数值计算。结果表明:数值模拟结果和实际吻合较好;高位切口上段筒体倒塌过程可分为爆破切口形成、切口支撑部位变形破坏、筒体下座及定向倾倒和触地解体破碎四个阶段;高位爆破切口形成后,烟囱经历2 s左右时间进行应力重新分布是烟囱完成安全、定向准确爆破拆除的关键条件;高位切口支撑部位变形破坏由受压区开始,向受拉区发展,在此过程中,中性轴向后移动,轴向钢筋受压屈服。

弹体高速侵彻钢筋混凝土的实验与数值模拟研究

为了得到钢筋混凝土目标在动能弹高速冲击作用下的破坏数据,基于大口径发射平台进行了100 mm口径卵形弹体高速侵彻钢筋混凝土靶体的实验,弹体质量为5.4 kg,靶体尺寸分为2 m×2 m×1.25 m和2 m×2 m×1.50 m两种,混凝土抗压强度为50 MPa,弹体侵彻速度为1 345~1 384 m/s,实验获得了弹体的侵彻深度及钢筋混凝土靶体的破坏数据。通过“钢筋混凝土全体单元分离式共节点建模方法”建立钢筋混凝土靶体模型,结合Riedel-Hiermaier-Thoma本构模型对实验工况进行计算。数值模拟给出了侵彻过程中钢筋的拉压力变化和分布规律,很好地模拟出贴近迎弹面钢筋在弹体高速冲击作用下伴随混凝土反向飞溅而产生的反向拉伸现象及靶体背面钢筋在混凝土崩落作用下发生的拉伸现象;数值模拟得到的弹体侵深数据、现象与实验结果吻合良好,实验验证了“钢筋混凝土全体单元分离式共节点建模方法”的可靠性。