不同倾斜方式对倾斜液化场地地震响应的影响分析

在倾斜场地地震液化后,土体的侧向流动扩展引起的场地失效以及大变形问题的研究中,不同的倾斜方式会对试验结果产生一定的影响,而目前针对不同倾斜方式对倾斜液化场地土体地震动力响应影响评价的研究成果还较为少见。根据课题组开展的水平液化自由场振动台试验,首先基于OpenSees有限元平台建立了水平液化自由场有限元计算模型,在数值模型中考虑了模型箱对场地土地震响应的影响,通过对比数值计算结果与试验结果验证了数值模型的可靠性。在此基础上建立了倾斜液化自由场有限元计算模型,分别建立了层剪箱整体倾斜模型、层剪箱场地土倾斜模型和刚性箱场地土倾斜3种不同的数值模型来模拟振动台试验中采用的不同的倾斜方式。通过对比,分析了在0.3g汶川地震卧龙波作用下3个数值模型计算得到的自由场土体动力响应结果,并讨论了3种不同的倾斜方式对计算结果的影响,最后给出了针对倾斜液化场地地震动力响应数值模拟和振动台试验研究中的一些有参考价值的结论。

基于LSTM模型的高原桥梁温度场预测研究

基于LSTM(long short-term memory,长短期记忆)神经网络深度学习模型,通过自适应矩估计算法建立桥位处的环境温度、地表太阳辐射量(包括直接辐射和散射辐射)、平均风速和风向等环境参数与箱梁温度场之间的映射关系,并通过贝叶斯算法优化LSTM模型中的超参数,使均方差降至最低,从而获得箱梁温度场预测模型。预测值与实测值的对比分析表明,建立的LSTM神经网络深度学习模型能够根据环境参数准确预测高原环境下连续刚构桥箱梁的温度场,且模型具有较强的泛化能力。

预应力混凝土连续刚构桥腹板斜裂缝成因分析

预应力混凝土箱梁裂缝问题在混凝土结构施工与运营过程中都是较常见的,腹板斜裂缝尤为突出,基于云南某混凝土连续刚构桥在施工过程中腹板产生斜裂缝,采用精细化的有限元模型分析裂缝成因。承载力复核表明,桥梁在施工过程和营运状态下的抗剪承载力安全富余较大,能满足设计规范要求。产生裂缝的主要原因是竖向预应力张拉滞后,纵向预应力张拉时混凝土龄期不够,造成纵向预应力张拉锚下混凝土开裂,分析方法与结论对同类工程问题具有一定的参考价值。

井-含水层系统水位响应规律振动台试验初探

利用自行设计的刚性渗流模型箱,结合地震模拟振动台,初步探索了振动条件下井-含水层系统水位的响应程度。结果表明:试验箱与振动台固定良好,试验箱边界效应不明显。相同振动条件,不同含水层特征,井水位响应特征不同。承压性大的非排水条件的含水层水位响应幅度比承压性小的排水条件的含水层小,但变化速度快;同时会出现急升-缓降和缓升-急降等不同形态。此次试验可为后续探索水位对地震波响应规律提供基础。同时还探讨了井-含水层系统振动台模型试验技术,为今后开展此类试验提供技术经验。

百米箱形高墩柱模型试验与分析

南昆线清水河大桥主跨为７２ｍ＋１２８ｍ＋７２ｍＰＣ连续刚构桥，其４号墩高１００ｍ，是国内最高的铁路桥墩。为了检验设计，进行了１／１４缩尺的变截面箱形高墩柱的模型试验。试验结果表明，在使用荷载和最不利施工荷载下，控制截面混凝土和钢筋应力以及墩顶水平挠度的实测值与计算值符合良好。破坏试验说明，高墩柱具有足够的安全储备。

波纹钢腹板连续刚构桥扭转与畸变的试验研究

设计制作3跨单箱单室变截面波纹钢腹板连续刚构桥和等效的普通混凝土腹板连续刚构桥的模型,通过2个模型桥的扭转与畸变对比试验,从挠度、沿梁高度方向的翘曲应变、箱梁混凝土顶底板的翘曲应力和波纹钢腹板的翘曲剪应力4个方面,分析波纹钢腹板连续刚构桥和普通混凝土腹板连续刚构桥的扭转和畸变特点。结果表明:波纹钢腹板连续刚构桥的抵抗扭转和畸变能力比普通混凝土腹板连续刚构桥弱,但强于波纹钢腹板简支箱梁桥;墩梁固结提高了波纹钢腹板箱梁的整体抗扭能力,且箱梁各截面的抗扭转和畸变能力与该截面距墩顶墩梁结合处的距离有关,距离越近,截面抵抗扭转和畸变的能力越强,反之越弱;计算波纹钢腹板箱梁在偏载作用下的挠度和应力时,要考虑扭转和畸变的影响。

强受扭损伤箱梁加固后的压弯性能研究

为研究某特大跨双索面混凝土斜拉桥因火灾致强受扭损伤的混凝土箱梁能否修复使用,对强受扭损伤加固后主梁的压弯刚度、扭转刚度及抗弯极限承载力开展了模型试验研究,评估灌浆-锚钢加固对主梁的压弯刚度及扭转刚度的影响。依据常用规范公式对箱梁抗弯极限承载力及正常使用极限状态下的变形、裂缝特征进行验算,评估规范中相应计算公式的适用性,并对加固箱梁在压弯荷载作用下的破坏形态进行对比分析。结果表明:灌浆-锚钢加固能有效地提高弯扭剪复合受力下箱梁的压弯刚度及扭转刚度;在压弯荷载作用下,加固梁的最终破坏形态为箱梁底板拉裂至钢筋屈服破坏,顶板混凝土没有被压溃,腹板锚贴钢板基本无损坏,但顶板锚贴钢板与混凝土界面发生了剥离现象,钢绞线未被拉断;GB50010—2010、JTG D62—2012、ACI318M-05规范均能较为准确地计算箱梁的抗弯极限承载力,ACI318M-05规范计算试验梁在正常使用极限状态下的跨中挠度值与实测值较为接近,基本能反映预应力混凝土箱梁正常使用极限状态下的变形性能;GB50010—2010规范计算试验梁的最大裂缝宽度和裂缝间距与实测值均较为接近,基本能反映预应力混凝土大比例缩尺箱梁的裂缝特性。

基于组合模型的连续刚构施工期开裂分析

由于梁中大量存在的曲线预应力束,常用的钢筋混凝土分离式和整体式有限元模型不适用于连续刚构的施工过程分析。为了解决该问题,提出一种组合单元模型,即将混凝土体元内的钢筋作为梁元,根据钢筋和混凝土在单元内的位移协调条件和虚功原理将两者组合成1个单元。采用该模型对一座预应力混凝土连续刚构桥进行跨中底板的防崩裂分析,结果表明:连续刚构施工中的开裂部位和已有箱梁裂缝调查位置较为吻合,采用加设防裂钢筋网能够有效抑制箱梁裂缝的发展。

依赖包围盒紧密率及多层建模结构的混合碰撞检测算法

针对复杂环境下物体包围盒选择与更新的低效性,直接导致了碰撞检测时间延长的问题,提出了一种依赖包围盒紧密率及多层建模结构的混合碰撞检测算法。算法首先通过计算比较包围盒紧密率将物体形状分为四类,分别采用Sphere包围盒、轴向平行包围盒、方向包围盒和椭球体包围盒,对两两包围盒进行相交测试,快速准确地剔除不相交的物体。同时,提出三角面片-刚体-模型的多层建模结构的优化方法来构造包围盒树(BVT),减少包围盒树更新时间。最后实验结果表明,相比采用单一包围盒和传统结构的混合包围盒检测算法,该算法能大幅度地缩短相交测试的时间,提高碰撞检测的效率。

穿越不良地质段山岭隧道动力模型箱设计及其试验验证

在地震模拟隧道振动台模型试验研究中,模型箱设计合理与否,将直接关系到隧道结构动力响应数据的可靠性。以高烈度地震区穿越不良地质地段山岭隧道工程为依托,主要设计了穿越基覆交界面隧道整体式刚性模型箱和穿越活动断层隧道错动式刚性模型箱,通过模态分析,分析了土-箱共振和箱体承载力问题,提出了模型箱加固技术方案,避免模型土-模型箱结构的共振和承载力不足的问题。采用8 m×10 m大型振动台开展两种不同条件下山岭隧道结构动力响应研究,试验及分析结果表明两种不同地质条件下振动台模型箱具有良好的边界性能,提高了不良地质段隧道结构动力响应的试验结果的可靠性,为同类地震动模型试验模型箱研究奠定了基础。

V型刚构连续梁桥墩梁结合处施工技术

V型刚构连续梁桥是近年兴起的一种新型桥梁,文章主要介绍该类桥型的特点及施工难点,并采用Midas软件对施工过程进行了模拟,在此基础上介绍了浐河大桥的V墩及墩顶段箱梁施工关键技术,可供类似工程参考。

转向架轴箱拉杆的简化有限元计算模型

本文在建立轴箱拉杆钢-橡胶模型并对其进行力学分析的基础上,充分考虑其结构特点及钢与橡胶的高刚度比,根据刚体位移原理,提出了简化的刚体-橡胶模型,实算结果表明,后者的计算结果具有较好的精度,而且在数据处理、计算规模及计算机存贮和计算速度方面,都获得了量级上的效益。

重型拖拉机液压机械无级变速器箱体疲劳寿命分析

针对重型拖拉机液压机械无级变速器(简称HMCVT)实际作业过程中由于箱体受载复杂,载荷不对称从而易发生疲劳破坏的问题。本文提出了一种基于虚拟样机技术修正材料S-N曲线对HMVCT箱体进行疲劳寿命预测的方法。利用Adams建立变速器刚柔耦合虚拟样机模型,提取HMCVT箱体各轴承孔处的动态激励。综合考虑HMCVT箱体载荷特点,结构参数,表面工艺等因素,重新拟合了箱体结构S-N曲线,根据Miner线性累计损伤理论对HMCVT箱体进行疲劳寿命预测。结果表明,结构S-N曲线较传统材料S-N曲线有较大程度的修正,HMCVT箱体危险点疲劳累计损伤量为D=4.8353×10-8,变速箱寿命为57447 h,满足全寿命使用要求。该研究为设计及优化农机装备关键零部件时的疲劳寿命预测提供了参考。

箱梁不同部位裂缝对连续刚构桥的影响分析

基于陕西省已运营连续刚构桥裂缝的分布特征,采用MIDAS FEA分别建立设计和开裂两种状态下的空间实体有限元模型,分析各部位各形式裂缝产生前后,连续刚构桥跨中挠度和跨中最大压应力及裂缝周围最大拉应力的变化情况,进而比较出各部位各形式裂缝对连续刚构桥梁的影响程度。结果表明:对跨中挠度和跨中最大压应力产生最不利影响的裂缝主要集中在中跨L/2处,尤其是中跨底板L/2处的横向裂缝;对局部区域产生较大影响的是中跨底板L/2处的横向裂缝、中跨腹板L/3处的竖向裂缝和斜向裂缝。

基于数值方法和子模型法的薄壁箱梁分析

由于剪切变形和畸变的存在,求解腹板高度不同的薄壁箱梁各截面应力时,使用梁单元无法精确求解,如果全桥都采用实体单元,则求解规模偏大。而使用子模型法对单箱单室左右腹板高度不同的薄壁箱梁进行分析,可解决实际问题。

地震作用下振动台试验刚性模型箱侧壁柔性材料研究

岩土工程振动台试验中模型箱的边界效应直接影响试验数据的可靠性,在刚性模型箱侧壁内衬柔性材料已经成为减弱边界效应的一种重要方法。基于振型叠加法原理,建立土–箱–柔性材料集中质量模型,推导模型箱侧壁合理设置柔性材料参数的理论公式,并分析柔性材料的弹性模量、厚度、泊松比、密度、阻尼比变化对模型箱边界效应的影响。结果表明,当输入波及岩土体参数确定后,柔性材料的设计转化为求解不定方程。在输入波和岩土体参数下,采用所推导的理论公式与数值计算2种方法得出柔性材料最优弹性模量值的误差仅为3.3%,且该柔性材料参数下模型箱内土体的位移与自由场的最大误差仅为3.7%,说明运用公式求解的柔性材料参数对减弱刚性模型箱边界效应具有明显效果,理论公式在岩土工程振动台模型试验中模型箱边界的设计方面具有重要的参考价值。