桁架拱塑料大棚骨架平面内竖向荷载受力性能试验

桁架拱塑料大棚在我国北方寒区广泛使用且数量庞大。由于我国北方寒区雪荷载大,而多数大棚骨架设计制造不合规,冬季常有暴雪导致的大棚坍塌事故发生。为研究桁架塑料大棚骨架在平面内竖向荷载的受力性能,以节点间距及桁架拱高度为影响因素,研制了4榀桁架拱塑料大棚骨架及试验装置。采用竖向加载的方法得到了桁架拱塑料大棚骨架竖向荷载作用下的试验现象、骨架极限荷载及位移等试验数据。通过极限荷载数据分析得到了影响桁架拱塑料大棚骨架承载力因素排列顺序为:矢高>上弦节点间距>桁架高度。通过分析骨架荷载-位移曲线得到了骨架弹性极限荷载及对应的弹性位移,并通过分析骨架变形形态得到了骨架进入平面外屈曲的位置和屈曲状态。采用ABAQUS建立了桁架拱塑料大棚骨架三维线性有限元模型,通过跨中及l/4跨处的荷载-位移曲线试验值与模拟值对比分析,验证了有限元模型的正确性。研究成果可为桁架拱塑料大棚使用阶段受力和后续非线性屈曲稳定有限元分析提供参考。

夏季高温下支承层斜裂缝诱发纵连板上拱规律研究

在夏季高温作用下,支承层斜裂贯通缝可能导致结构上拱变形,衍生次生病害。基于内聚力和塑性损伤理论建立CRTSⅡ型板式无砟轨道结构有限元模型并与现场实测结果对比验证模型的有效性,分析夏季高温作用下支承层斜裂缝导致的结构上拱变形、离缝、受力和伤损规律。结果表明,温度荷载作用下,斜裂缝一旦贯通,轨道结构变形急剧增大。随温度升高,支承层相互错动,CA砂浆层与支承层先离缝,随后轨道板与CA砂浆层离缝,轨道结构上拱变形。结构性能随温度演化过程可分为0~20℃的缓慢发展阶段、20~30℃的加速发展阶段和大于30℃的飞速破坏阶段。贯通斜裂缝位于板中,角度30°时,轨道结构变形达到最大值26 mm。建议温度大于30℃时,检修重点关注角度不大于45°的板中斜裂贯通缝。

辽宁地区葡萄不下架防寒模式探讨

葡萄下架埋土防寒一直是北方葡萄防寒区产业发展的重要制约。文中论述了辽宁地区葡萄不下架越冬的几种栽培模式,包括日光薄膜温室、塑料大棚、连栋大棚栽培中葡萄不下架越冬方法,并对比分析了其优缺点,其中塑料大棚采用二道拱防寒越冬方法既节约了成本又能优产高产,且建造投入低,是一种较优的不下架越冬模式,在北方寒冷地区应用前景广阔,值得进一步研究、推广。

东庄拱坝基础加固措施效果分析

拱坝基础加固是保证坝肩稳定和拱坝安全的重要工程措施,以东庄拱坝坝基加固措施为研究对象,系统模拟坝肩岩体中断层、夹泥裂隙、宽大裂隙和相应的加固措施,采用弹塑性本构对其坝基加固效果进行了有限元分析。计算结果表明:基础加固措施对坝体位移和应力的最大值影响很小,但在一定程度上使坝体以及建基面的屈服区减小,改善了坝体受力;基础加固措施对拱坝坝体的塑性区影响不大,但是基础加固后建基面屈服区明显减小,基础加固措施明显改善了坝基的受力状态,基础加固措施对于断层f5和夹泥裂隙Rnj3的屈服区体积影响相对较小,对于宽大裂隙L22的屈服区体积影响较为显著。东庄拱坝基础加固措施改善了坝体和坝基受力、提高了坝基的稳定性。

高碾压混凝土拱坝整体稳定安全评估与工程类比研究

为分析高碾压混凝土拱坝的整体安全性,综合模拟主要断层、软弱夹层、裂隙、岩体材料分区以及坝体结构特征,建立拱坝整体稳定三维有限元模型。采用非线性有限元法分析正常运行条件下拱坝-地基的整体工作性态;在此基础上采用水容重超载法,计算拱坝的极限承载能力。结果表明,正常运行条件下,拱坝整体稳定性较好;通过对水容重安全系数进行工程类比,该拱坝具有较高的超载安全系数,处于拱坝工程的中等偏上水平。

基于纤维混凝土材料试验的套拱加固隧道地震响应模拟

以一座山岭隧道为背景,选取钢纤维、玄武岩纤维、碳纤维为掺料进行纤维混凝土材料试验并确定纤维最佳体积掺量;结合试验数据与塑性损伤数值模拟结果,分析地震作用下有无纤维混凝土套拱加固隧道结构响应情况。结果表明:无套拱加固时衬砌拱脚、拱肩、拱腰处易发生拉裂损伤,拱顶与仰拱中心、左右拱肩的相对位移均较大。三种纤维混凝土套拱加固后,衬砌-套拱叠合结构拱腰、拱肩处损伤均有所改善,拉裂损伤向两端发展的趋势得到抑制;拱顶与仰拱中心,左右拱肩的相对位移较无套拱加固时有所降低,隧道结构稳定性提高。综合考虑衬砌损伤与测点位移,体积掺量为1.5%的钢纤维混凝土套拱加固效果最佳。

基于塑性屈服体积-应变增量积的特高拱坝整体稳定性评价

坝肩岩体的工作性状是评价拱坝整体稳定性的重要依据,也是特高拱坝设计与安全调控的重点与难点。数值模拟分析中,以拉裂及压剪屈服区域发育范围的传统评价方法无法考虑岩体及结构面损伤屈服程度,且难以准确评判断层等对应力状态敏感材料的工作性态。为此,提出一种基于应变增量判断建坝蓄水后坝肩结构面是否进入屈服状态,采用塑性单元体积与其应变增量的乘积为指标的拱坝整体稳定性评价方法,并采用该方法对ZY特高拱坝展开研究,揭示了其坝肩岩体及结构面在正常运行工况及超载条件下整体稳定特征演化规律,厘清了显著影响坝肩稳定性的断层及结构面,为特高拱坝整体稳定性评估及加固措施优化调控提供了技术支撑。

基于台阶法的小净距隧道施工变形规律研究

为降低小净距隧道施工成本,缩短施工工期,文中以威海某小净距隧道施工为背景,利用现场实测与数值模拟手段相结合的方式,对小净距隧道动态开挖过程中的围岩变形规律进行分析,得出台阶法施工隧道地表沉降及拱顶沉降变形规律,根据围岩塑性区,得到隧道施工薄弱区域,为隧道安全施工提供参考。

中卫南站房抗震性能化分析

为研究不规则混凝土框架结构的抗震性能,结合中卫南站房实际情况,提出其抗震性能目标和钢拱架的抗震设计指标,基于性能的抗震设计方法,对结构进行多遇地震弹性、罕遇地震静力弹塑性(Pushover分析)和动力弹塑性时程分析。研究结果表明:站房整体结构抗震性能良好,钢拱架作为关键构件,其抗震性能目标满足并超出预设的性能水准;对于典型平面布置的铁路中小型站房,罕遇地震作用下,可考虑对其仅进行静力弹塑性分析。

脱细胞真皮基质在隆眉弓术中的临床应用体会

目的:探讨应用脱细胞真皮基质(Acellular dermal matrix,ADM)材料隆眉弓的临床效果。方法:选取2022年1月-2023年7月笔者医院美容外科收治眉弓低平要求隆眉弓的18例就医者,其中女17例,男1例,年龄21~36岁,平均27岁。根据就医者要求设计眉弓增高的范围与高度,以ADM材料置入术区改善眉弓低平,术前术后拍照对比分析。结果:随访3~21个月,17例就医者眉弓低平改善明显,术后效果满意,1例就医者诉眉心区域相对凹陷,予以二期手术改善后效果满意,所有就医者未出现感染、排异等术后并发症。结论:应用脱细胞真皮基质材料隆眉弓手术安全有效,对眉弓低平改善明显,能有效增加上面部立体感,可以作为隆眉弓术的一种有效的临床选择。

基于粘合棚杆地膜的小拱棚铺膜机的设计与实验

旨在为小拱棚铺膜机的研发提供了一种新的研究方向与思路。设计时,使用一种带棚杆的复合地膜,即将棚杆按一定间隔事先粘接在地膜上,制作成一种特殊的地膜。这种地膜在铺膜机鸭嘴式拱形模具的压制下,将棚杆与地膜一起从鸭嘴式拱形模具中拉出并压入地膜两边开好的沟槽中,再经覆土、压实,完成小拱棚铺设工作。这种铺设方法的优点是铺设机械设备简单、价格低、铺设过程中棚杆的间距恒定、棚杆与地膜入土深度稳定、铺设过程能实现连续高效作业、铺设质量稳定,且操作简单、安全可靠;缺点是地膜与铺膜机必需是专用的、通用性差。

Stability and reinforcement analyses of high arch dams by considering deformation effects

The strict definition and logical description of the concept of structure stability and failure are presented. The criterion of structure stability is developed based on plastic complementary energy and its variation. It is presented that the principle of minimum plastic complementary energy is the combination of structure equilibrium, coordination condition of deformation and constitutive relationship. Based on the above arguments, the deformation reinforcement theory is developed. The structure global stability can be described by the relationship between the global degree of safety of structure and the plastic complementary energy. Correspondingly, the new idea is used in the evaluations of global stability, anchorage force of dam-toe, fracture of dam-heel and treatment of faults of high arch dams in China. The results show that the deformation reinforcement theory provides a uniform and practical theoretical framework and a valuable solution for the analysis of global stability, dam-heel cracking, dam-toe anchorage and reinforcement of faults of high arch dams and their foundations.

软岩巷道破坏机理及控制研究

针对软岩巷道大变形问题,以贯屯煤矿50213工作面回风巷为工程背景。采用理论分析、物理相似模拟和数值模拟相结合的研究方法,研究了软岩回采巷道围岩塑性区演化规律及失稳机理。结果表明:在围岩应力作用下,肩角剪切裂隙带向上发育,形成“蝶形”塑性区。同时锚固拱内外岩层的变形不协调运动易在锚固端形成水平离层裂隙。该离层裂隙与两肩角的剪切裂隙带相互贯通从而造成锚固拱整体失稳。基于此,提出了高预紧力“倒梯形”注浆锚索与普通锚索协同支护技术,并通过数值模型对优化前后围岩控制效果进行了分析,优化后围岩塑性区显著减小,顶板最大下沉量较原方案下降了50.7%,两帮移近量下降了38.2%,有效解决了软岩巷道大变形问题。

强震作用下肋拱式渡槽动力响应及损伤破坏机理研究

为探究强地震作用下肋拱式渡槽结构的损伤破坏演化过程,以长岗坡渡槽为例,建立肋拱式渡槽结构三维非线性有限元模型,采用黏弹性人工边界方法来实现无限域地基的精准模拟,引入混凝土塑性损伤本构模型,开展不同地震强度作用下肋拱式渡槽结构的动力响应分析及损伤破坏模式的研究。研究结果表明:渡槽结构的动力响应随地震强度增大而增大;地震作用下,基于塑性损伤本构模型,通过模拟得到渡槽结构的峰值位移、峰值加速度响应均较线弹性本构模型模拟结果大,主要是因地震波的持续作用使结构出现塑性损伤,致使刚度退化;反之,峰值应力较线弹性模型结果小,主要是因结构出现的塑性损伤会导致结构阻尼增大,耗散能增大。渡槽整体结构损伤严重的部位为顺槽向靠近支墩位置的槽体、跨中肋柱以及支墩、肋拱、肋柱交界处,明晰了槽体、小腹拱、支墩等构件的损伤演化破坏演化过程,揭示了其主要是由结构受力不均而引发的混凝土受拉损伤破坏的损伤破坏机制。研究成果明晰了渡槽结构的抗震薄弱部位,可为类似渡槽结构的抗震设计及加固处理提供理论基础。

混凝土拱坝地震非线性响应中的应变率效应研究

通过引入多轴有效硬化函数和S型率相关强度准则,改进了混凝土损伤塑性(concrete damage plasticity,CDP)模型,称为S-CDP模型,能够更加合理地反映混凝土材料的应变率效应和三维塑性变形行为。基于S-CDP模型建立了大岗山拱坝的率相关数值模型。利用所建的率相关数值模型,分析了地震作用下坝体混凝土的应变率分布规律、动态增长因子的变化规律以及混凝土应变率效应对坝体动力响应的影响。结果表明,S-CDP模型能够合理反映受拉区混凝土材料的率效应,在地面峰值加速度为0.557g,0.663g,0.836g的地震动荷载作用下,拱坝坝体混凝土的动强度增长最多能达到23%,然而并不能保证坝体混凝土的动强度始终提高20%及以上。在水工建筑物抗震设计时,若将混凝土的动强度提高固定的20%,可能会造成计算的损伤结果与实际的损伤有所偏差,动强度提高固定的20%计算得到的损伤结果相较于该文中采用S-CDP模型计算得到的损伤结果偏大。因此在水工建筑物抗震设计时,推荐选用合适的混凝土率相关本构模型进行计算,以尽可能的保证计算的精确度。

考虑混凝土损伤特性的拉西瓦拱坝破坏路径分析

针对高拱坝破坏路径分析的问题,当前数值模拟方法对坝体混凝土的拉压损伤特性仍考虑不足。为此,采用混凝土塑性损伤(CDP)本构模型,模拟分析了拉西瓦拱坝在静力超载、气温骤降及最大可信地震工况下的损伤破坏特性。结果表明,超载工况下坝体主要以坝踵、岸坡坝基处的混凝土拉伸破坏为主,并在形成损伤贯通区后失去承载力;气温骤降工况下坝体混凝土在表孔及1/4拱坝顶、拱端及坝踵区域可能产生拉伸损伤;地震工况下则主要以坝顶下游面表孔拱冠梁附近的拉伸破坏为主,逐渐形成水平带状破坏区域而失去承载力。研究结果明确了拉西瓦拱坝可能出现的损伤特性及破坏路径,为确定拉西瓦拱坝结构安全监测的关键部位提供了参考。

地铁车站交叠式群洞结构施工过程动态安全变化对比研究

目的:由于对隧道的稳定性评价缺乏合理的评判标准,传统有限元方法无法得到隧道工程的安全系数和围岩破坏面,为解决此问题,将有限元强度折减法引入到隧道施工稳定性分析与控制中。方法:以青岛某地铁车站为例,尝试将强度折减法应用于研究该车站隧道施工过程中的各阶段安全系数动态变化,并对关键施工工序围岩塑性区进行分析。将施工现场的监测数据与数值模型进行对比,验证模型的准确性。通过等效塑性应变和围岩位移,研究叠式群洞地铁车站典型开挖工况下的整体极限状态,指出施工过程中的围岩潜在破坏面,同时研究了站台的水平极限间距和站厅与站台的垂直极限间距,以期为这类地下结构的初步设计和施工过程评价提供依据。结果及结论:各开挖步中初期支护的施作都会对围岩整体稳定安全系数有不同程度的提高,其中区域3的开挖为最不利施工步骤,围岩会产生塑性区贯通现象,加剧围岩变形,增加站台层衬砌受力,此时车站整体安全系数达到最小;站台层水平极限间距和站厅-站台垂直极限间距分别为4.5 m和1.8 m,此时整体安全系数的最小值为1.0。

玻璃熔窑碹顶保温不当造成的玻璃质量事故分析

熔窑碹顶保温可显著提高熔窑的热效率,但保温层过厚时,保温层下层温度较高,若高于所选用的保温材料的熔融温度将会造成比较严重的问题。通过对实际发生的质量事故机理的分析和研究,提示玻璃从业人员在进行窑炉保温设计和施工时,应注意保温层厚度与保温材料性能的关系,防止保温材料熔融而侵蚀主体材料造成损失。

不同棚膜小拱棚地膜处理对苗期棉花的影响

南疆地区早春低温冷害、沙尘与冰雹等极端天气影响棉种萌发及幼苗发育,为解决极端天气影响棉花出苗及减产问题,在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇开展小拱棚大田试验。试验共设计3种不同材质棚膜,每种棚膜下设有无地膜两种处理方式,选取当地冬灌棉田(无小拱棚,有地膜)作为对照处理,共7组处理,每个处理设3个重复,分析不同处理对棉田耕作层(0~30 cm)土壤水热微环境、棉花株高茎粗、地上部干物质量及出苗率的影响。覆盖小拱棚有地膜处理苗期增温效果显著,有地膜处理5 cm土层日均土壤温度较无地膜处理增加2.9~4.2℃,较CK增加3.8~6.3℃;不同材质棚膜下棚内气温变化趋势相同,有地膜较无地膜处理棚内气温增加0.6~1.65℃,较CK增加1.2~3.8℃;覆盖小拱棚有地膜处理有很好的保水作用,0~30 cm有地膜较无地膜处理土壤含水率提高6.13%~6.70%,较CK提高1.17%~4.36%;不同材质棚膜下覆盖小拱棚有地膜处理对棉花株高、茎粗及地上部干物质量的积累影响显著,且能实现提早出苗。不同材质棚膜下覆盖小拱棚有地膜处理在棉花生产过程中均能提高地膜的增温保墒效果,M1(聚乙烯(PE)膜)轻薄且透光性好,综合分析可知,M1W处理能更好的发挥地膜的增温保墒效果,有效提高出苗率,延长棉花全生育期。

瑶琳互通天桥主拱圈施工技术及支架受力分析

依托瑶琳互通天桥为工程背景,以拱圈施工流程为研究对象,总结施工过程关键工艺。在拱圈浇筑流塑混凝土时,对盘扣支架的竖杆进行水平位移监测,测得有向内部的水平侧移;进行有限元分析,优化荷载施加方式,侧移计算结果与监测值相当。通过对天桥进行分阶段施工与整孔浇筑两种施工方法数值计算比较,可得分段浇筑施工拱圈的最大弯矩和内力比整孔浇筑时要小,采用分阶段浇筑施工对拱圈结构更有利,该施工方法可为同类工程提供参考。