压剪型危岩破坏弹冲动力参数研究

危岩崩塌具有突发性,属于能量快速释放的动力学过程。针对压剪型危岩,提出了压剪型危岩破坏力学模型,建立主控结构面锁固段切向抗力和剪切位移本构方程;发现危岩动力失稳瞬间系统的临滑聚能将释放并转换为危岩崩落动能,推导建立了危岩主控结构面锁固段断裂扩展所需耗能的计算公式,得到危岩临滑聚能和临滑释放能量随剪切位移增大的演化曲线,据此提出危岩突发性破坏后崩塌体弹冲速度和弹冲加速度计算公式。研究成果为进一步分析危岩崩落机制及致灾效应具有一定参考借鉴作用。     

柱下承台受剪切和冲切破坏的理解与分析

柱下承台是会受到剪切和冲切的破坏,很多人对柱下承台剪切以及冲切的概念没有充分的理解,本文对破坏的机理,破坏面形式等方面进行了分析,希望可以使相关人员对剪切与冲切的概念更加了解。柱下承台是混凝土结构的重要组成部分,在了解其受到的剪切与冲切力后,可以更好的维护混凝土结构的稳定性。     

覆盖岩溶临空面对水平承载桩嵌固端承载力的影响试验研究

岩溶地区基岩岩面起伏很大,当水平承载桩嵌固在覆盖岩溶临空面附近时,覆盖岩溶临空面可能会失稳,导致嵌固端失去承载能力。该文设计了含覆盖岩溶临空面和一个软弱结构面组合地质条件下的嵌固端室内模型,考虑了临空面在桩前和临空面在桩后两种工况。进行水平加载试验后,结果表明:临空面和结构面的存在降低了嵌固端的承载力,且桩前临空面对桩嵌固端承载力的影响更显著。在此基础上,基于极限平衡法,提出了含覆盖岩溶临空面和结构面的嵌固端岩体承载力验算方法,并通过比较计算结果和试验结果,对计算假设条件和计算方法进行了验证。     

洞径对地下洞室的动力应力集中系数和振动加速度影响研究

参考模型试验,利用波的函数展开法推导了平面P波作用下不规则洞室的应力和位移表达式,并以一深埋直墙圆拱形洞室为例得到：除了背爆侧局部范围之外,洞室的洞径越大,动应力集中系数越小;当入射角为270°时,在迎爆侧,洞室洞径越大,径向振动加速度和切向加速度越大,在背爆侧,洞室洞径越大,径向振动加速度和切向加速度越小。并且洞径对应力集中系数的影响程度比对振动加速度的影响程度大。     

空气间隔装药爆破动态应力场特性研究

采用动力有限元分析软件并结合混凝土损伤模型,对上部空气层间隔装药爆破作用下岩石动态应力场特性进行了分析研究.计算结果表明:受自由面以及炮孔内加、卸载波两方面的影响,临空面单元随着位置的增加,破坏方式由压剪破坏逐渐转变为剪切拉伸破坏.比较反向起爆与正向起爆动态应力场发现,反向起爆时爆轰气体对岩石的静态作用强度高、时间长,有利于克服孔底岩石所受的夹制力而不易产生根底.正向起爆时,大量爆轰气体自上部裂纹及孔口逸散,不利于爆炸能量的有效利用.     

钢管含粗骨料超高性能混凝土短柱轴压性能研究

考虑钢纤维掺量、粗骨料替代率和钢管厚度三个参数,设计制作了14根短柱试件。通过全截面轴心受压试验,考察了试件的破坏形态、荷载-变形曲线、荷载-应变曲线和极限承载力,分析了各参数对短柱轴心受压性能的影响规律。试验结果表明:当套箍系数0.217≤ ξ < 0.883时试件主要呈现剪切破坏形态;套箍系数0.883 ≤ ξ ≤1.431时试件主要呈现腰鼓破坏形态。在相同钢管厚度下,粗骨料的掺入能有效提高试件承载力。参考已有钢管混凝土规程,提出了CA-UHPCFST短柱轴心受压承载力计算公式,可供工程设计参考。     

基于现场试验的超长桩端阻力承载性状研究

为弄清大直径超长桩端阻力承载特性,基于15个场地中共32根桩的现场试验资料,采用作图法、归一化处理法、数学模型拟合法研究了大直径超长桩端阻力随桩端沉降的发挥性状。发现,桩端阻力随桩端沉降的变化主要有3种类型,即类型一(近似直线增加型)、类型二(转折点后增幅大为变缓的双折线增加型)、类型三(转折点后增幅几乎为0的双折线增加型),3种类型代表着大直径超长桩的破坏型式大致分为类型三代表的桩端刺入破坏和类型一、类型二代表的桩端整体剪切或局部剪切破坏;玻耳兹曼数学模型拟合桩端阻力-桩端沉降归一化曲线的效果好,相关系数R2达0.95以上;桩端阻力达到极限状态时的桩端沉降值至少在0.444d―123.433d之间,显示超长桩端阻力极限状态时的桩端沉降基本上无定值,但大部分在1.00mm―40.00mm之间;注浆后的端阻力为注浆前的2.5倍以上。结果表明,超长桩的端阻力不能被忽略,应加强研究,应充分利用它。     

基于T-P模型的桩-桩水平振动相互作用研究

为精确揭示桩-土动力相互作用,弥补动力Winkler地基-Bernoulli-Euler梁模型(E-W模型)在桩-桩水平振动分析中的不足。考虑土体剪切效应和桩身剪切变形,建立Pasternak-Timoshenko模型(T-P模型)模拟桩-土动力相互作用,推导水平动力和竖向荷载共同作用下的主动桩水平振动解析解。在此基础上,根据桩-桩动力相互作用原理,建立被动桩水平振动控制方程,运用传递矩阵法考虑土体分层特性,利用初参数法计算桩-桩动力相互作用因子;与已有文献进行对比,验证计算结果的正确性。通过参数分析表明：土体剪切效应对水平动力相互作用因子有增强效果;在给定桩土参数的情况下,主动桩和被动桩存在“有效桩长”(Ld=10d～15d);当桩身长径比在L/d=5～10范围内时,不宜忽略桩身剪切变形对动力相互作用因子的影响;竖向荷载对水平-摇摆耦合作用因子的影响最为显著。     

爆破开采扰动对巷道围岩稳定性影响的模拟研究

以某金矿Ⅶ号矿体-498m水平开采工作面为研究对象,采用有限元数值仿真分析方法研究了该矿爆破开采扰动对巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明:受开挖扰动的影响,巷道顶板的最大主应力减小较为明显。在工作面推进过程中,巷道周边岩体向开挖空间内移动,采掘横巷顶部的位移场沿工作面呈现心型分布,且在采掘横巷与水平沿脉巷交汇处出现的最大位移为6.31mm。随着工作面的推进,采掘横巷围岩的垂直位移呈现增大的趋势,当巷道掘进工作面推进3m以内时,其采掘横巷顶板的垂直位移变化较大,最大增大了60.13%;当巷道掘进工作面推进距离超过3m时,顶板的顶部垂直位移变化不明显,而水平沿脉巷道各监测断面的围岩垂直位移趋于稳定;当工作面推进20m后,可认为开挖对水平巷道围岩的垂直位移没有影响。巷道围岩主要表现为剪切破坏,且巷道临空位置顶板和底板主要表现为拉伸破坏和拉剪复合破坏。     

爆破开采扰动对巷道围岩稳定性影响的模拟研究

以某金矿Ⅶ号矿体-498m水平开采工作面为研究对象,采用有限元数值仿真分析方法研究了该矿爆破开采扰动对巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明:受开挖扰动的影响,巷道顶板的最大主应力减小较为明显。在工作面推进过程中,巷道周边岩体向开挖空间内移动,采掘横巷顶部的位移场沿工作面呈现心型分布,且在采掘横巷与水平沿脉巷交汇处出现的最大位移为6.31mm。随着工作面的推进,采掘横巷围岩的垂直位移呈现增大的趋势,当巷道掘进工作面推进3m以内时,其采掘横巷顶板的垂直位移变化较大,最大增大了60.13%;当巷道掘进工作面推进距离超过3m时,顶板的顶部垂直位移变化不明显,而水平沿脉巷道各监测断面的围岩垂直位移趋于稳定;当工作面推进20m后,可认为开挖对水平巷道围岩的垂直位移没有影响。巷道围岩主要表现为剪切破坏,且巷道临空位置顶板和底板主要表现为拉伸破坏和拉剪复合破坏。     

矿用扩径式吸能构件吸能防冲特性研究

为增强液压立柱的防冲性能,有效防治煤矿冲击地压,或在一定程度上减小冲击地压事故造成的损失,提出了一种与液压立柱结合使用的扩径式吸能构件。采用理论分析和试验研究方法,对构件吸能防冲特性进行研究,结果表明：轴向压缩下扩径式吸能构件具有非常好的稳定性和可重复性的变形破坏模式,且构件变形后向四周膨胀值仅为薄壁圆管厚度,几乎不占用其它空间。扩径式吸能构件压缩过程中具有较为理想的力-位移曲线。扩径式吸能构件冲程效率不受几何尺寸影响,扩径式防冲构件具有较小的载荷波动系数。理论推导得出了构件吸能防冲评价指标,并与试验结果具有较好吻合,为构件选取提供了理论依据。扩径式防冲构件是较为理想的吸能防冲构件。     

矩形钢管混凝土柱-H形钢梁外顶板式节点抗震性能试验研究

针对钢结构住宅建筑中柱子宽度日趋减小的趋势,提出了柱内无隔板的矩形钢管混凝土柱-H形钢梁外顶板式节点。对7个新型节点试件进行拟静力试验,变化参数有钢梁截面、顶板厚度和顶板长边高度。试验主要研究了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度退化、强度退化、延性和耗能能力等抗震性能。试验结果表明:外顶板式节点共有梁翼缘受拉破坏、梁翼缘与顶板连接焊缝破坏、顶板与柱连接处的柱壁破坏三种破坏模式。节点延性系数为2.17~3.67,等效粘滞阻尼系数在0.2~0.3之间,极限位移角平均值为1/49,节点抗震性能满足“强节点弱构件”要求。增大外顶板的厚度或长边高度可提高节点承载力,钢梁翼缘、翼缘和顶板连接焊缝或柱壁的过早开裂会降低节点延性和耗能能力。最后提出在验算柱壁和连接焊缝极限承载力时,节点连接系数应取1.4;另外可采取梁端翼缘加强或削弱措施,以保证外顶板式节点具有足够的塑性变形能力。     

非包容性失效条件下飞机蒙皮厚度的算法

为了提高航空发动机非包容性失效条件下飞机蒙皮的抗击穿能力,需要根据非包容性碎片特性和蒙皮破坏的特点,合理评估蒙皮破坏时的能量损耗.为此,借鉴平头圆柱体冲塞破坏能量模型,在考虑整体弯曲变形和局部剪切变形的基础上,采用长方体叶片碎片当量化的方法,提出了适用于长方体碎片的冲塞破坏能量模型.在此冲塞破坏能量模型的基础上,结合航空发动机典型的非包容性碎片特性,给出非包容性失效条件下的飞机蒙皮最小厚度算法.最后通过算例校验了算法的有效性.     

DX旋挖挤扩灌注桩群桩数值分析研究

通过数值计算软件FLAC3D对DX旋挖挤扩灌注桩（简称DX桩）群桩的承载性状和桩周土体的沉降规律进行了研究。分析了桩间距、承力盘布置对群桩极限承载力和沉降控制能力的影响,并比较了6根基桩的DX群桩和8根基桩的直桩群桩的极限承载力。研究结果表明：DX群桩的基桩具有DX单桩的受力性状。承力盘下方土体位移大于承力盘上方土体位移,盘腔上部出现临空面。3D(D为盘径)桩间距的承载力和沉降控制能力最佳。同一地层内,承力盘布置方式（平行、错开布置）对DX群桩的承载力影响甚微。6根基桩的DX群桩的极限承载力是8根基桩的直     

试样厚度对夏比冲击试验结果的影响

通过不同温度下的夏比摆锤冲击试验对非标准小尺寸V型缺口冲击试样的冲击吸收能量和侧膨胀值进行了分析,并结合力-位移曲线,研究了试样厚度对冲击试验结果的影响。结果表明:当试验温度高于韧脆转变温度时,冲击吸收能量与试样的横截面积有关,因此与厚度呈线性关系;而低于韧脆转变温度时,冲击吸收能量与试样厚度之间没有明显关系;试样的侧膨胀值、剪切断面率与厚度之间没有直接联系。随着试样厚度的减小,不稳定裂纹扩展起始力越来越小,从而导致冲击吸收能量减小。厚度越大试样吸收的能量越多,冲击过程中所受到的最大力也越大。     

不同态碳纤维复合材料冲裁断裂行为

为了揭示不同态碳纤维复合材料(CFRP)在剪切冲裁过程中的变形及断裂行为,优化冲裁工艺方案,利用自主设计的冲裁模具,在CMT5105美特斯微机控制电子万能实验机上完成系列冲裁实验,研究了碳纤维织物层数、树脂膜层数、温度、冲裁速度、冲裁间隙、冲头角度对CFRP断裂行为的影响,并对载荷-位移曲线中出现的单、双峰现象进行了分析。结果表明:碳纤维织物与树脂膜交替舍甫放的CFRP断裂形式为分层断裂,当试件的厚度较小时,树脂膜易发生撕裂;温度的变化使树脂与碳纤维织物的结合状态改变,对断裂行为影响较大;冲裁速度太高或太低均使断面质量较差;冲裁间隙、冲头角度较小时,材料以剪切断裂为主,断面质量较好。     

基于分形理论的人工挖孔嵌岩桩承载特性分析

嵌岩长桩的承载性能主要取决于桩-岩接触面的剪切强度。基于岩体结构面强度的研究方法,引入分形维数描述的两相接触介质粗糙表面的抗剪强度公式,建立了以分维数表示的嵌岩桩侧摩阻力传递模型,求得了弹性条件下的桩侧摩阻力及桩身轴力的解析式。基于所获得的解答,深入地探讨了分形维数D对桩侧摩阻力?、桩身轴力P及桩端荷载分担比Pb/Pd的影响规律。研究表明:同等条件下一定范围内粗糙分维值D越大,桩侧摩阻力在桩身上部分布越集中,荷载传递深度越小,桩端荷载分担比Pb/Pd也越小;长径比l/d越小,桩端荷载分担比越大,反之越小。工程算例对比分析表明:理论计算与实测结果吻合较好,对嵌岩桩设计有一定参考价值。     

地下洞室群爆破地震波传播的现场试验研究

溪洛渡水电站右岸平行开挖3条大断面近距离的导流洞,形成了多个工作面平行和交叉作业,致使爆破开挖干扰大,安全问题突出.通过对复杂地下导流洞群爆破振动现场试验,研究了导流洞群爆破地震波在开挖主洞和邻近导流洞的传播规律.研究结果显示,在爆破作业条件相同的情况下,在其中一条导流洞进行爆破开挖时,其洞内爆破质点振动速度传播规律与相邻导流洞的振动速度传播规律存在较大差别,相邻导流洞内的爆破质点振动速度传播具有放大效应,且随爆破开挖方式、临空面和周围夹制作用的不同,其衰减规律和放大效应也有差异.在相同条件下,临空面少、围岩夹制作用大的部位进行爆破在近区产生的质点振动速度比临空面多、夹制作用小的部位产生的质点振动速度大,衰减也较快.这为复杂地下洞室群爆破施工的围岩稳定性和施工、支护的设计和安全性提供指导.     

考虑开孔钢板厚度的PBL剪力键力学性能研究

钢-混凝土组合结构中PBL剪力键的力学性能受到多种参数的影响.为了解开孔钢板厚度对PBL剪力键力学性能的影响,进行了6 组24 个PBL 键试件的推出试验,研究PBL 键的静力性能及影响因素;从荷载-滑移曲线出发对PBL 键的传力机理进行分析;研究PBL 键的破坏机理和开孔钢板厚度对破坏模式的影响.试验研究结果表明:开孔钢板的厚度对PBL 键的设计承载力、抗剪刚度和极限承载力都有显著影响;荷载较小时PBL 键的承载能力由混凝土榫抗剪提供,混凝土榫抗剪失效后转由贯穿钢筋抗剪承载;受开孔钢板厚度的影响,PBL 键的破坏形式有贯穿钢筋的弯剪破坏、剪切破坏或开孔钢板的剪切破坏.结合国内典型推出试验的结果,推导了考虑开孔钢板厚度的PBL键承载力计算公式,公式与试验结果吻合良好.     

DX桩桩周土应力场分布的模型试验研究

通过室内小比尺的模型试验,可以进一步为确定DX桩沉降计算公式提供必要的依据。在小型模型试验箱中,通过采用杠杆加砝码的装置对22 mm桩径的DX桩在砂土中进行研究,测定单桩的桩顶荷载-桩顶位移曲线,确定承载力,并与相同情况下的直孔桩进行对比;同时,利用微型土压力盒测定土中应力变化,研究荷载在土中的传递规律。试验结果表明,DX桩的承载力及沉降特性明显优于直孔桩;承力盘在上部和下部时,DX桩尽管承载力相差不大,但是盘在下部时会增大桩端附近土体的应力;两个承力盘的DX桩,两盘受力比较一致,且盘受力的影响范围,在竖