鱼雷锚拉拔过程的三维有限元模拟分析

随着海洋风电由浅海走向深海,固定式海洋平台逐渐被漂浮式海洋平台取代。鱼雷锚基础作为漂浮式锚泊系统的基础部件,克服了固定式锚泊系统在安装过程中依赖水深等特点,成为海洋风电走向深海的“主力军”。为研究鱼雷锚基础的拉拔特性,本文基于PLAXIS 3D有限元软件开展了鱼雷锚拉拔过程的数值模拟研究,分析了鱼雷锚贯入土体后的最终贯入深度、倾斜状态对拉拔位移和鱼雷锚变形的影响规律。研究结果表明,鱼雷锚的拉拔位移随贯入深度的增加而减小,并且对鱼雷锚进行倾斜可有效减小鱼雷锚的拉拔位移。该研究成果可为鱼雷锚的设计和安装提供有益的借鉴与参考。

基于格构模型理论的单纤维拉拔试验建模及仿真

水泥基材料的单纤维拉拔试验对测试仪器要求较高,试验操作难度大,很多实验室不具备测试能力。针对该问题,采用格构模型理论建立模型,基于分段步进式方法,对单纤维拔出过程进行数值仿真,得到纤维拉拔荷载-位移响应曲线。通过文献中的试验数据对模型进行验证,发现该模拟方法可以模拟单纤维拉拔过程及荷载-位移曲线。进一步,通过模型研究纤维方向、弹性模量和水泥-纤维界面黏结强度对于拉拔荷载-位移响应曲线的影响。模拟结果可用于研究不同边界条件下各种因素对试验结果的影响,计算工程水泥基复合材料单裂缝桥接关系,为高韧性工程水泥基材料设计提供参考。

收获期烟秆的拉拔力及影响因素

测定并分析烟秆拉拔力与拉拔位移、烟秆直径、土壤含水率、土壤紧实度之间的相互关系。结果表明:拉拔烟秆是一个拉拔力上升阶段和拉拔力下降阶段的综合作用过程,当土壤含水率较低(13.2%)、土壤紧实度较大(18.6 kg/cm2)时,烟秆拉拔位移为14 cm,拉拔力最大值为1 654 N;当土壤含水率较高(21.8%)、土壤紧实度较小(11.54 kg/cm2)时,烟秆拉拔位移为16 cm,拉拔力最大值为1 628 N。烟秆直径与起拔力之间呈正相关直线回归关系,相关系数为0.88,烟秆直径为26.1～38.3 mm时,起拔力为551～1 840 N;土壤含水率越大,起拔力越小;土壤紧实度越大,起拔力越大。

灌浆岩石锚杆拉拔变形和刚度的理论解析

岩石锚杆的变形计算是锚固工程设计中的一个关键因素。基于协调剪切变形段锚杆和岩体间剪切变形刚度的线性假定,不协调剪切变形段锚杆和岩体间剪应力沿杆长呈幂函数型分布的假定,通过荷载传递微分方程,对全灌浆锚杆和有自由端灌浆锚杆的拉拔变形和刚度进行了理论分析,推导出沿杆长剪应力分布函数、轴力分布函数和位移分布函数,进而可获得锚杆最大拉拔力和拉拔荷载–位移曲线。根据剪滞理论,由灌浆锚杆周围岩体单元应力平衡微分方程,推导出锚杆与岩体之间剪切弹性变形刚度的计算公式。与其它理论结果比较,表明本分析方法是合理的、可行的,对于灌浆锚杆变形、刚度及强度设计具有参考价值。

土工合成材料加筋土拉拔试验数值模拟分析

为了研究充分调动土工合成材料达到筋土界面剪应力峰值所需的拉拔位移值、填料在拉拔过程中位移和应力的变化以及筋材拉应力的分布在拉拔过程中的变化,在3种土工合成材料室内拉拔试验的基础上,建立了FLAC3D数值模拟分析模型。研究结果表明,FLAC3D数值模拟分析模型得出的拉拔剪应力与位移曲线与拉拔试验结果基本一致;筋材拉应力随着拉拔位移的增加整体呈增大的趋势,当达到拉拔剪应力峰值时,筋材拉应力趋于稳定;填料在拉拔方向上的位移包括正位移区、负位移区和零位移区,正位移区的边界代表了筋材上下影响带的高度;填料在拉拔方向的应力随着拉拔位移的增大从下往上分层递减分布变成围绕土体前后2个最大、最小应力圈分别向四周递减、递增分布。

土工格栅与膨胀土界面摩擦阻力系数试验研究

为满足土工合成材料在道路工程应用中的技术要求,开展了合理选取土工格栅与膨胀土界面摩擦阻力系数的研究.以正交设计原理为指导,选取筋土界面参数的4个影响因素(上覆压力、膨胀土体含水量、土工格栅尺寸和拉拔速度),进行了筋土界面摩擦阻力系数测试的拉拔试验.通过分析筋土界面各参数的影响因素,提出了当量拉拔位移的概念和筋土界面参数拉拔试验测试结果的过程分析方法,获取了各影响因素对摩擦阻力系数的影响程度及其在拉拔试验过程中的变化规律,并提出了拉拔试验的测试要求、步骤和结束标准.

尖萼金丝桃根系特征对其抗拉特性的影响研究

以西南地区2年生野生乡土植物尖萼金丝桃为研究对象,采用室内拉拔试验,选取拉拔位移、抗拉拔力、抗拉强度以及弹性模量作为抗拉拔特性指标,探讨根径、根长对其抗拉拔特性的影响。结果表明,根系拉拔位移与直径显著相关;抗拉拔力与直径间表现为正向相关,根系极限抗拉拔力随根径的增大而增长;抗拉强度与直径呈负相关,极限抗拉强度随根径的增大而减小。弹性模量随着根径的增加呈现不断减小的趋势,弹性模量为2.695~432.230 MPa。该研究结果可为更好地定量评价尖萼金丝桃根系增强边坡固土抗蚀性能的贡献提供试验数据支撑,为进一步深入探讨植物根系增强边坡土体的稳定性机理提供参考。

全轻混凝土与钢筋粘结破坏的能量分析

为了探讨钢筋与全轻混凝土之间的粘结破坏机理,通过全轻混凝土与光圆钢筋和月牙肋钢筋进行的拉拔试验发现,粘结破坏只有劈裂破坏和拔出破坏2种形式;但光圆钢筋只发生拔出破坏,而且月牙肋钢筋对粘结破坏的耗能贡献率远大于光圆钢筋.其次,全轻混凝土与钢筋粘结的能量机制与普通混凝土基本一致,并以能量耗散和能量释放2种类型为主;但前者的总能耗-位移(W-S)曲线突变较为平缓,且突变点也较提前.而根据发生劈裂破坏且钢筋直径d为16、20mm时的试件,较发生拔出破坏且d为12mm时的试件,其总能耗仅为后者的19.7%和30%的结论,进一步表明当钢筋混凝土结构采用能量设计原则较传统的强度设计原则时,更加合理且更易保证结构的延性,从而有利于提高结构的抗震性能.

轻钢轻混凝土组合柱粘结滑移性能研究

本文通过10个轻钢轻混凝土短柱试件的拉拔试验,研究了轻钢轻混凝土组合柱的粘结滑移性能,分析了几形与矩形轻钢截面及抗剪键形式对其粘结滑移性能的影响。结果表明:几形截面轻钢试件的峰值拉拔荷载及粘结性能均优于矩形截面试件;矩形截面轻钢试件对抗剪键依赖性较大,设置抗剪键后能够充分发挥轻钢的抗拉强度,峰值拉拔荷载随轻混凝土强度等级的增加有所提高,滑移位移也有小幅改善。