一种新型真三轴巷道模型试验台的研制

介绍了一种新型真三轴巷道平面模型试验台的设计原理和技术特征。该试验台采用 6 个液压枕加载,最大施加载荷为 10 MPa,具有整体刚度好、柔性加载、受载均匀、伺服稳定等特点,能够实现效果较好的真三轴巷道模型试验。同时,介绍了与之配套的相似材料技术和有关巷道稳定性模拟试验的部分研究成果。

新型岩土地质力学模型试验系统的研制及应用

根据地质力学模型试验的特点,研制出一种新型岩土地质力学模型试验系统,该系统主要由盒式台架装置、带扁千斤顶的变荷加载板、液压加载控制试验台组成。其中盒式台架装置用于容纳试验模型并作为加载反力装置,带扁千斤顶的变荷加载板用于给试验模型施加非均布荷载,液压加载控制试验台用于试验模型的自动加压与稳压。该系统具有规模大、整体稳定性好、尺寸可调、能进行同步非均匀加载,并具有加荷高、升压快速、持荷稳定的优点。将该系统应用于某一高速公路大型分岔隧道的三维地质力学模型试验研究,试验结果有效指导和优化了工程的设计和施工。

多向加载近净成形研究动态

通过主动控制不同方向、不同成形阶段的多向加载条件并配合模具、变形温度等成形条件,可有效控制变形,提高坯料的成形性能,以获得预期的结构形状及组织状态的零件,实现净成形或近净成形,为难变形材料的复杂整体构件的精确塑性成形提供了一条有效途径。多向加载技术在蒙皮拉形、管材挤胀、环件径轴向辗扩、多向模锻等塑性成形工艺中都得到体现,但其工艺通用性差,需要专门的设备,不同成形工艺甚至当成形零件不同时,其变形机理亦迥异。评述了目前多向加载成形工艺的应用与国内外研究现状,指出了该工艺在体积成形中应用发展需要解决的关键技术问题。

超高压智能数控真三维加载模型试验系统的研制及应用

随着世界对矿物资源和能源需求的增加,人类地下开采活动不断走向地球深部。为了揭示超深埋地下洞室在高地应力条件下的非线性变形特征与强度破坏机制,采用数控技术和光电装换技术研制了超高压智能数控真三维加载模型试验系统,该系统主要由模型反力架、超高压加载系统、智能液压控制系统、模型位移自动采集系统、高清多探头窥视系统组成。系统额定出力63 MPa、最大加载45 000 kN、加载精度0.05 MPa。通过智能数控技术实现模型超高压真三维梯度非均匀加载;通过光电转换技术实现模型洞室任意部位位移的自动测试,位移测量精度0.001 mm;通过高清多探头窥视系统实时动态观测模型洞室的破坏状况。利用研制的整套模型试验系统对新疆塔河油田超深埋油藏溶洞的成型垮塌破坏过程进行相似材料三维地质力学模型验,揭示出古溶洞成型垮塌破坏模式、非线性变形特征和应力变化规律。通过地质力学模型试验验证超高压智能数控真三维加载模型试验系统的可靠性,该系统在研究超深埋地下洞室的非线性变形破坏机制方面具有广泛的应用前景。

深圳大运会体育中心体育场整体模型承载力试验研究

深圳世界大学生运动会体育中心体育场屋盖钢结构采用"单层折面空间网格"结构体系。本文通过建立"预堆载的自平衡加载体系",采用"手动葫芦分级分组张拉"、"位移初控-内力微调"的加载方案完成了体育场大比例整体模型承载力试验,研究了模型刚度变化过程及最终承载力,观察其薄弱部位及对应破环模式,并采用有限元方法对结果进行了分析和评价。研究结果表明,考虑几何非线性、材料非线性的有限元分析与模型试验结果吻合较好;单层折面空间网格结构具有足够的刚度和安全储备,但由于结构自身特点,其承载力往往受个别高拉应力构件强度所控制;承受较大拉弯作用的构件与肩峰节点的连接部位易发生局部破坏,成为整体结构的薄弱环节,这些部位在设计中要留有足够的富裕度,施工中严格控制焊接缺陷,保证其具有足够的塑性变形能力。

新型地质力学模型实验系统的研制与应用

为进一步完善地下工程领域模型试验研究手段存在的不足,自主研发了一套新型地质力学模型实验系统,并以某矿煤巷掘进期间围岩变形演化特征研究为依托,通过试验结果与现场实测结果对比,验证了试验系统的可行性与可靠性。采用280个液压作动器实现了多方向主动稳定加载,能够还原地下工程围岩真实应力场分布特征;扩大了有效加载区域,较为显著地降低了尺寸效应与边界条件因素对试验结果精度的影响程度;首次综合采用了EDC伺服液压控制系统、光电编码器及数据实时传输系统,实现了数据实时采集,提高了数据采集准确度。试验结果表明:巷道开挖与支护过程中,模型巷道围岩变形规律与现场实测基本吻合,围岩变形主要特征基本一致,验证了该系统能够较好体现原型巷道围岩动态演化特征,具有一定工程应用价值,为地下工程围岩稳定性研究提供了良好途径。

受限空间钢结构桁架整体提升施工技术

某市民中心工程由两栋独立的圆形塔楼组成,其中上塔楼为钢结构建筑,与下塔楼存在1/4重合。为解决常规提升法造成的钢结构提升精度低且无法同步提升的难题,采用受限空间钢结构桁架整体提升施工技术,将有限元分析、BIM模拟、液压同步控制与智能监测相结合,通过分批拼装、分级加载、局部提升与整体提升等方式进行施工,实现了程钢结构整体同步提升及高精度目标,具有较好的实践与参考价值。

基于目标索力的“位移-荷载双控”张拉算法研究及应用

针对深圳世界大学生运动会体育中心体育场单层折面空间网格钢屋盖结构的整体模型承载力试验,进行了加载控制方案的研究。对于试验中手拉葫芦分级分组张拉加载过程模拟分析、张拉误差现场控制等关键问题,提出了"位移-荷载双控"的张拉算法,为试验加载的实施奠定了理论基础。研究表明,一体化有限元模型和上述张拉算法结合能够很好地对张拉过程进行模拟分析。相比通常的迭代算法,本文提出的"位移-荷载双控"的补偿张拉算法具有较高的求解效率和精度,可以有效地解决类似工程实践中的张拉问题。