强度包线参数不确定性对土层地震反应影响研究

基于地震动衰减模型获取的强度包线参数是人工合成地震动的必备参数之一,目前已有多种地震动衰减模型成果,各自得到的结果有一定差异性,这势必影响土层地震反应分析结果以及基于此结果确定出的设计地震动参数。为研究这一影响,设定不同的震级、震中距,利用各衰减模型分别计算强度包线参数,获取对应的各强度包线参数的分布范围,并均匀划分取值点,以典型的不同强度加速度反应谱作为目标谱,人工合成一系列地震动并作为输入,计算来源与实际工程中不同场地类别的代表性场地的土层地震反应。研究表明:单独改变三个包线参数的大小对同一场地的地表峰值加速度并没有明显影响;部分场地随着t1、ts、c的增长,在某些区间呈现相反的变化趋势;部分类别场地之间的地表峰值加速度在震中距与震级变化时差值大致固定。强度包线参数的不确定性对土层地震反应分析结果有重要影响,人工合成地震动时要慎重选取。

垃圾土强度特性试验与双线强度包线研究

三轴试验和直接剪切试验是研究垃圾土强度特性的主要方法,通过人工配制垃圾土、标准砂掺纤维土、现场垃圾土重塑样的三轴试验和直接剪切试验,发现垃圾土的剪切应力应变(或位移)曲线表现为持续硬化型,在应变达到一定数值后曲线有锯齿状波动;经过国内相关试验成果的分析,得到垃圾土的强度参数主要受干密度的影响,且有较好的相关性。研究结果表明:垃圾土的强度包线可以用双线强度包线来表达,黏聚力和内摩擦角取决于是否填埋碾压;直接剪切试验结果介于三轴固结不排水和固结排水试验结果之间,且接近于三轴固结不排水试验结果;直接剪切试验更准确地模拟了垃圾团间的滑动摩擦特性,用直接剪切试验确定垃圾土的强度参数更合理;同时建议了三轴试验破坏应变和直接剪切试验破坏位移。

2011年东日本大地震记录强度包线研究

在2011年东日本大地震中,许多强震记录的时程呈现出双平稳段特性,其与断层的多次破裂和地震波的传播方向有关。为更精确地描述此类地震动的能量随时间变化的规律,提出一种具有双平稳段的分段函数强度包线模型,并采用最优化方法确定模型参数。通过回归分析,对具有双平稳段的强震记录进行识别并对强度包线参数的衰减规律进行统计分析。最后根据分析结果探讨具有双平稳段强震记录的空间分布特征。

基于参数化有限元的发动机推力销强度包线计算与分析

根据航空发动机推力销的工作特性和受力建立其有限元模型,利用ANSYS软件的APDL语言编写参数化的结构应力有限元分析程序,并利用地面校准加载试验验证了计算结果的准确性。利用自编程序计算推力销在全飞行包线下的力学响应,并选取合理的安全系数,绘制出推力销的强度包线。对强度包线和工作包线的分析表明,推力销的工作包线被完全包络在强度包线内,结构强度满足重复测量的要求。

考虑强度包线影响的人造地震动研究

利用多峰点强度包线模型——Amin和Ang模型,并采用基于谐波叠加的人造地震动技术,以随机数为初始相位,不断变化强度包线模型参数,以Ⅰ类场地为例,研究拐点时间t1,t2及下降系数C对反应谱和相应人造加速度时程曲线的影响。研究表明:①反应谱拟合的速度与精度伴随强度包线平台长度的增加而提高;②人造地震动加速度时程曲线的平稳段长度随强度包线平台长度的变化而变化;③如果固定强度包线拐点时间,强度包线衰减段下降系数只影响加速度时程曲线衰减段的形状;④精度高的反应谱拟合并不意味着所得人造地震动加速度时程曲线一定合理。

歼击机强度包线边界状态点试飞验证

强度包线边界状态点试飞验证是歼击飞机设计定型试飞必须进行的项目,由于飞机在此状态下很可能已接近甚至超过机动能力和使用载荷限制,因此具有风险高、难度大的特点。首先介绍了歼击机强度包线的组成及扩展试飞方法,以某型机为例,说明了强度包线边界状态点试飞中可能出现的问题;对比分析了同一试飞状态点在控制律更改先后不同试飞结果;最后对飞机强度包线边界状态点试飞及控制律更改/优化设计提出了建议。

基于《建筑抗震设计规范》强度包线函数参数取值研究

利用《中国地震动参数区划图》采用的地震动参数衰减关系,以及《中国地震动参数区划图》中地震动峰值加速度和地震动加速度反应谱特征周期反推不同设防烈度和设计地震分组对应的震级和震中距,再根据《建筑抗震设计规范》中各设防水准的峰值加速度确定对应的震级和震中距,进而根据地震动强度包线参数与震级和震中距关系计算地震动强度包线参数的取值,为基于强度包线函数生成人工地震动提供参考,并讨论强度包线参数的取值规律:(1)随着设防烈度的提高,加速度时程曲线上升段持续时间t_(1)和平稳段持续时间t_(s)减小,下降段衰减指数c增大;(2)随着地震水准和设计地震分组的提高,加速度时程曲线上升段持续时间t_(1)和平稳段持续时间t_(s)增加,下降段衰减指数c减小;(3)在生成人工地震动时,除考虑峰值加速度和设计地震分组影响外,还需要考虑设防烈度影响。

应用非线性抗剪强度包线进行边坡稳定性分析

土、填石和强风化岩石的最大抗剪强度包线在一定范围的压力下呈明显的幂曲线状。本文绘出了一种拟合摩尔圆上数据的幂函数曲线关系的方法,这个数学函数表达式就代表了抗剪强度。为验证此法,作者又研究了六种超固结粘土,发现幂函数曲线很好地拟合了它们的破坏包线的形状。作者又应用此法分析了一边坡稳定性问题。指出这种方法是在简布严格条分法基础上提出的,可应用于分析破坏面是任意形状的边坡稳定性问题。

基于渐进损伤分析的复合材料螺栓连接强度包线法研究

针对中国民机采用T800级复合材料这一新材料体系而基础数据匮乏的现状,采用渐进损伤分析(PDA)替代试验以显著降低研究周期和成本。综合渐进损伤方法和工程算法各自的优点,提出以渐进损伤分析替代应力集中减缓因子(SCRFs)测定试验,进而建立强度包线,并进行多钉连接强度预测的数值策略。为验证该数值策略的可行性,针对典型铺层应力集中减缓因子,测定试样,并开展渐进损伤分析,获得了试验件强度预测值来计算应力集中减缓因子,采用旁路载荷修正的强度包线法,绘制了典型铺层复合材料多钉连接旁路载荷修正强度包线,预测多钉连接的失效载荷,并与试验结果进行对比。结果表明:采用该数值策略预测的强度包线、多钉连接的失效载荷和失效模式均与试验结果吻合良好,证明了该数值策略的可行性。

高分解度泥炭土直剪抗剪强度特性及机理

基于大量室内压缩-直剪联合试验结果,系统分析了取自昆明市和大理市3个不同场地典型高分解度泥炭土的直剪抗剪强度特性及机理。试验结果表明：固结快剪、快剪和慢剪所得泥炭土的剪应力～剪切位移关系曲线表现出不同的形态;固结快剪和慢剪时,随着法向应力的增大,剪切变形从塑性变形转变为弹塑性变形为主;不同法向应力下,快剪的剪切变形均以塑性变形为主。高分解度泥炭土抗剪强度包线近似为相交的2段不同斜率的直线;固结快剪和慢剪抗剪强度包线转折点对应的法向应力σs约为200 k Pa,快剪时σs约为100 k Pa。通过分析泥炭土固结压缩变形特性并建立压缩-剪切微结构模型,分析了其抗剪强度来源及演化机理。机理分析表明：随着法向应力增大,高分解度泥炭土经历了从多孔隙状态至相对密实状态的转变,导致其抗剪强度及抗剪强度参数发生相应改变。

含盐量对硫酸盐渍土抗剪强度影响试验研究

郑徐高铁沿线盐渍土含盐成分复杂且含量多变,影响天然盐渍土强度的因素众多。通过兰考段硫酸盐渍土的室内三轴试验,研究了不同含盐量的硫酸盐渍土抗剪强度参数在不同含盐量条件下的变化规律。研究结果表明:不同含盐量试样的抗剪强度包线均呈直线型,其破坏符合摩尔—库伦破坏准则;内摩擦角受含盐量影响较小,黏聚力随易溶盐含量的增大呈先减小后增大趋势。为郑徐铁路路基的设计及施工提供了可靠的技术参数。

复合材料厚板双轴非线性渐进失效分析

为计算复合材料厚板在三维应力状态下的极限承载,综合考虑复合材料厚板的三维应力特性和厚板的本构理论,基于非线性本构关系与增量步迭代法,以Hashin 3D失效准则为单层板失效判据;当层压板中有一层或多层被检测到失效时,对失效层进行刚度折减,并在增量过程中不断更新刚度矩阵。同时,对航空结构件中使用的复合材料厚层压板进行了双轴载荷下的渐进失效过程模拟,分别计算了两种碳纤维环氧复合材料单向带在两种铺层形式以及三种载荷工况下的初始失效和极限承载包线;并给出了不同的铺层和材料组合下层压板的初始失效与最终失效强度包线及每一段所代表的失效模式,展示了层压板的渐进失效过程。本文研究方法解决了对复合材料厚层压板失效过程状态的跟踪与判定问题,同时又不必去建立复杂的三维有限元模型,减小了计算量。

基于状态曲面的非饱和土强度准则及其验证

考虑体变对非饱和土土-水状态的影响,将状态曲面函数引入传统的Vanapalli强度公式得到与孔隙比相关的抗剪强度准则,新准则使用饱和土的强度参数和两条不同孔隙比对应的土-水特征曲线。选择一种尾矿砂和高岭土的混合土料为研究对象,进行一系列的土-水特征曲线试验、吸力控制的等向压缩和三轴剪切试验。试验结果表明,新准则能更准确地预测非饱和土的强度,证明了传统强度预测的误差主要来源于忽略了体变导致的土-水状态变化,并提出在不同应力空间内精确地获得抗剪强度包线的方法,合理地解释了强度包线斜率在净应力-强度平面内随吸力增大、强度包线形状在吸力-强度平面内随净应力发生变化的特性。

三维地震动强度非平稳特性的相关性研究

提出了可用于三维地震动相关性分析的四段连续型强度包线函数模型及其估计方法 ,对三维地震动强度非平稳特性的相关性进行了统计分析并给出其设计取值建议。

基于KiK-net强震记录的三维地震动强度非平稳模型研究

地震动强度非平稳特性对结构非线性响应有显著影响,准确描述强度非平稳特性对生成人工地震波有重要意义。该文提出了一种描述三维地震动强度非平稳特性的模型,分别给出了其确定性参数取值和随机参数取值。首先以大量Ki K-net强震记录为样本,提取其强度非平稳特性;然后选取地震动强度非平稳模型,并使用遗传算法识别出了模型的参数;最后通过统计回归分析给出了各震级、震中距不同场地类别的三维模型参数取值。结果表明,所得强度非平稳模型能够反映地震动强度非平稳特性的规律,可将其用于结构抗震分析和人工地震动模拟中。

从坍塌土坡与土基中研究抗剪强度

土体稳定分析的可靠性,取决于正确预测土的抗剪强度,可是现有技术水平尚难以准确测出符合实际的真实强度。此强度及其测试技术只有从实际土体滑坍现象中探求,可是从中反演分析c,Φ值是尚未解决的难题,本文建议的临界圆的强度包线法就可迎刃而解。本文研究了14座失稳工程,认为真实强度测试方法与土的性质有关。故在进行稳定分析时应按土的性质选用抗剪强度测试方法及相应的临界安全因数,在工程设计中采用的稳定安全因数应大于此值,建议一般工程应大于1.3,重要工程不小于1.5为宜。

高应力状态下均质岩基极限承载力的滑移线解

岩体所处应力状态不同 ,其强度特性则有异。参考Serrano的研究成果 ,以水平承载面均质岩基为例 ,在介绍岩体性质转变时Hoek -Brown强度包线形状、转变点应力、滑移线应力特征的基础上 ,阐述了高应力状态下水平均质岩基极限承载力的求解方法。最后 。

基于拉伸、压缩、剪切单轴强度试验值的材料三参数广义强度准则

基于材料的第一应力不变量和应力偏张量第二应力不变量,给出了同时考虑拉伸、压缩、剪切强度参数影响下的三参数广义强度准则。该强度准则公式严格满足纯拉伸、纯压缩、纯剪切情况下的强度值,在物理意义上体现了静水压力和静水拉力对材料强度的不同影响和剪切强度对应力偏张量的影响。基于此三参数广义强度准则,讨论了材料在各种典型应力状态下的强度包线,并同传统的强度准则进行了比较分析。最后,以ROHACELL闭孔PMI泡沫为例,给出了三种典型泡沫材料的强度破坏包线曲线和试验验证数据,比较结果证明,采用该强度准则可以较好地预测ROHA-CELL刚性泡沫材料的破坏强度。

含泥砂砾石的强度特性

本文根据大直剪试验资料对含泥砂砾石的强度特性作了初步探讨。认为:①莫尔强度包线是一条过原点的曲线,用指数方程式τ=Ap(σ/p)~n表示较好;②含泥量对粗料含量不同的砂砾石强度影响的特征和大小不同;③不同性质的泥对粗料含量相同的砂砾石料强度影响的大小也不尽相同;④剪位移-时间过程线中的直线段的起点是值得注意的特征点。

基于衰减弦函数模型的强度非平稳特性对结构动力反应的影响

采用衰减弦函数包线模型调制谐波信号得到强度非平稳激励信号,建立该激励下线性SDOF运动平衡方程,采用留数定理求解运动方程,得到强度非平稳特性对结构动力响应影响的解析表达式,研究激励强度非平稳特性对结构动力反应的影响规律,揭示峰值时刻不同以及强度非平稳度不同的激励信号对结构动力反应影响的规律。