国产结构用规格材的抗弯强度可靠度分析和设计值

我国现行木结构设计规范中缺乏国产规格材的强度设计值取值方法,其强度设计值仅参照方木与原木的设计方法确定。强度设计值取决于木材树种,而与规格材的材质等级、尺寸规格无关。为了合理确定国产规格材的强度设计值,开展了不同等级(Ⅰc、Ⅱc、Ⅲc、Ⅳc)的国产东北落叶松(兴安)规格材的足尺抗弯强度试验研究,并基于一次二阶矩验算点法对其进行了可靠度分析。建议采用前25%抗弯强度数据拟合结果确定的平均值和标准差准确拟合抗弯强度的尾部概率分布,规格材几何尺寸的统计平均值和变异系数设置为1.00和0.05。基于可靠度分析,计算得到了东北落叶松(兴安)规格材在不同数据拟合、短期抗弯强度概率分布、荷载组合类型、荷载比值等条件下的可靠度指标与抗力分项系数之间的变化规律。结合GB 50068—2001《建筑结构设计可靠度统一标准》规定的目标可靠度要求,给出了适于工程应用的规格材受弯构件的抗力分项系数及其对应抗弯强度设计值。     

振动场中散体的动力效应与分形特征研究

论文对振动场中散体的动力效应和分形特征展开了详细的研究,论文的主要研究工作如下:(1)利用DSA-1型振动直剪仪,对散体的动态参数(动抗剪强度τ,粘聚力c,内摩擦角ψ)进行测试:并试验研究了振幅、振频、水分、激振方式、振动速度、颗粒尺寸、散体的流动性等对动抗剪强度的影响。(2)在试验的基础上,对散体的动力特性展开研究。分析了散体在动荷载作用下的动应力-应变关系,并对散体动强度的有     

幂函数型强度准则（1）——和刘宝琛先生商榷

幂函数型岩石强度准则是对线性强度准则的改进,方向无疑是正确的,但刘宝琛院士的“幂函数型岩石强度准则研究”和“关于幂函数型岩石强度准则的讨论”存在诸多问题,特提出讨论。刘院士的幂函数型岩石强度准则的关系式为τm/τm0=a（σm/σm0）^b,其中τm=σ1-σ3/2,τm0=σ0/2,σm=σ1＋σ2＋σ3/3,σm0=σ0/3,σ0为单轴抗压强度,实际上很难准确测定。而强度和盯。关系不大,在强度准则中加入盯。会引起接近零应力状态也会发生破坏的误判。同时该文也提出一些小的改良,如避开σm0、τm0直接建立τm和σm之间的幂函数型岩石强度准则,但不能解决根本问题。     

基于正态信息扩散原理的Mohr-Coulomb强度准则参数概率模型推断方法

为构建Mohr-Coulomb强度准则可靠度判别表达式,需要研究岩石抗剪强度参数的概率分布规律,为此提出小样本容量下基于正态信息扩散原理的抗剪强度参数概率模型推断方法。考虑到一般情况下岩石抗剪强度参数样本量较小,以岩石单轴和三轴压缩试验数据为基本信息,根据排列组合理论构建小样本容量下的抗剪强度参数信息库,并利用稳健回归估计方法得到黏聚力c,内摩擦角?和摩擦因数f的样本数据。最后,基于正态信息扩散原理,推断获得3个强度参数的概率分布函数。为和传统拟合检验法所得到的结果进行比较,采用精度较高的K-S检验法进行检验。研究结果表明,基于正态信息扩散原理得到的抗剪强度参数的概率分布更加接近参数的实际分布规律,不论是在检验值还是累积概率值方面,所得结果都优于传统拟合检验法。     

黄河堤防边坡稳定性的可靠度分析

为了更能准确地评价黄河堤防边坡的稳定性,对可靠度理论在黄河堤防边坡稳定性分析中的应用进行了研究;可靠度理论是建立在概率统计基础上的,充分考虑了土体抗剪强度参数c、ψ值的变异性及其相关性等对边坡稳定的影响;利用编制的蒙特卡罗法边坡稳定可靠度分析程序进行了工程实例计算,得出的评价边坡稳定性的可靠指标比定值法得出的安全系数更能反映工程实际情况,具有极其重要的应用推广价值.     

基于Copula函数的抗剪强度参数间相关性模拟及边坡可靠度分析

为了研究表征抗剪强度参数间相关性的Copula函数对边坡可靠度的影响规律,简要介绍了Copula函数的基本定义,收集了水利水电工程中4组岩基抗剪强度参数试验数据,采用AIC准则识别出表征抗剪强度参数间相关结构最优的Copula函数。提出了无限边坡失效概率计算的直接积分方法,以无限边坡可靠度问题为例系统地研究了Copula函数的类型对边坡可靠度的影响规律。结果表明：表征抗剪强度参数间相关性的Copula函数类型对边坡可靠度具有重要的影响,不同Copula函数计算的边坡失效概率具有明显的差别,这种差别随边坡安全系数的增加（或失效概率的减小）而增加、随抗剪强度参数间负相关性的增强而增大、随变异系数的减小而增大。常用的Gaussian Copula函数并不是表征抗剪强度参数间相关结构最优的Copula函数,Gaussian Copula函数构造抗剪强度参数的联合概率分布函数将会明显低估边坡的失效概率,不能为了计算简便而盲目采用Gaussian Copula函数表征抗剪强度参数间相关性。     

上海软粘土抗剪强度指标概率分布类型研究

土体抗剪强度指标是岩土工程中最重要的参数之一,抗剪强度指标选择是否合理以及对其离散性的评价与工程的安全经济直接关联.抗剪强度指标的概率分布类型又在一定程度上影响着风险评价和可靠度分析的结果.抗剪强度指标可以通过室内试验测定.本文通过GDS三轴仪进行CU(三轴固结不排水剪切)试验,测得软土抗剪强度,在此基础上利用K—S法对土体抗剪强度指标的概率分布类型进行了统计.分析表明一般情况下抗剪强度指标均可以接受正态分布和对数正态分布,而选择对数正态分布在更多情况下更为合理、简便,能够避免出现物理量为负的现象.     

K_0固结粉质黏土非共轴特性试验研究

为研究主应力轴定向旋转条件下K_0固结饱和粉质黏土的强度特性和变形特性,利用GDS三轴试验系统,进行K_0固结饱和粉质黏土三轴定向剪切试验,研究不同大主应力方向角β时K_0固结饱和粉质黏土的应力–应变发展规律及应力–应变非共轴现象。结果表明:当β45°时,K_0固结粉质黏土表现为轴向压缩变形为主,其抗剪强度随着β的增大而增加;当β=45°时,试验变形以扭剪变形为主;当β45°时,试样轴向由剪缩变形转换为剪胀变形,径向和环向表现为挤缩变形,其抗剪强度随着β的增大而减小,土体抗剪强度最大值出现在β=60°时,而非纯扭剪试验β=45°时。K_0固结粉质黏土在τ_(zθ)/σ_(c0)-(σ_z-σ_θ)/(2σ_(c0))平面上强度包络线近似呈抛物线形。除纯扭剪试验外,其余组试验结果表明K_0固结粉质黏土应力–应变关系表现出明显的非共轴现象。上述研究成果为复杂应力路径条件下K_0固结饱和粉质黏土的力学特性及其本构关系研究提供了科学依据。     

基于截尾概率分布的基坑突涌模糊可靠度分析

岩土工程可靠度分析中,计算参数具有随机性,稳定性评价具有模糊性。传统的Monte Carlo模拟方法计算可靠度时,往往假定参数概率分布在正负无穷之间分布,与真实情况不符,而且其计算效率也往往较低。规范推荐的基坑突涌验算公式,计算结果往往偏于保守。引入截尾概率分布的确定方法,对参数概率分布进行截尾处理;提出拉丁超立方抽样与最大熵原理结合来确定结构响应概率分布的方法,并将其与模糊可靠度原理结合,构建了基于抽样模拟的模糊可靠度计算模型;推荐了考虑土体抗剪强度的突涌验算公式。将所提方法应用于某深基坑工程突涌分析中,其结果表明,基于截尾分布的抽样可以有效避免参数抽样值为负数的情况,所提计算模型效率明显优于传统的Monte Carlo模拟方法,模糊可靠度的计算结果比经典可靠度更符合工程实际情况。     

三轴抗剪强度参数的粗差剔除与指标确定

三轴抗剪强度指标(粘聚力和内摩擦角)是岩土工程中的重要设计参数,为了更加准确地确定三轴抗剪强度指标,提出了一种基于最小距离平方和的非线性规划求解法。在证明各莫尔应力圆与回归所得强度线的垂直距离服从正态分布的基础上,根据罗曼诺夫斯基准则等小样本异常值判别准则剔除含有粗大误差的数据,获取唯一的强度线,并最终确定岩土体粘聚力和内摩擦角。结合Matlab程序,问题求解显得快速、精确而直观。实例分析验证了本文方法的实用性。     

润扬大桥锚碇基岩摩阻力试验研究

采用室内试验和现场剪切试验等手段研究了润扬大桥南北锚碇基底基岩-混凝土胶结面的强度，并根据试验研究成果及现场实际情况，综合分析多种影响因素，研究确定整个锚碇范围内基底摩阻力情况。     

层状岩体剪切破坏面方向的影响因素

层状岩体的强度具有各向异性（或横观各向同性）的观点，当用Mohr－Coulonb准则来描述其剪切破坏时，必须考虑c，φ值的方向性变化。首先将作者曾提出的层状岩体c，φ值的经验表达与前人的试验结果对比，显示吻合较好，然后在此基础上，计算分析了三个因素，即c，φ值的变化规律、应力状态及层面与外荷载相对方位对剪切破坏面方向的影响。     

JRC-JCS模型与直剪试验对比研究

 结构面抗剪强度是影响工程岩体稳定的重要因素，它决定工程岩体破坏的可能性。基于结构面粗糙度系数定向统计测量技术的JRC-JCS模型可以考虑地质和环境因素的影响，具有费用低、速度快、简便易行等特点，是获取工程岩体无填充或少填充硬岩结构面抗剪强度参数的实用方法，已为50多个岩体工程提供了结构面抗剪强度参数。为分析JRC-JCS模型评价结构面抗剪强度参数的可靠性，选取天然岩石结构面试样，进行干燥状态和饱和状态结构面抗剪强度直剪试验和JRC-JCS模型评价的对比研究。结果表明，在结构面粗糙度系数的定向统计测量、尺寸效应分析，以及剪切过程衰减折减的基础上，运用结构面粗糙度系数定向统计测量技术的JRC-JCS模型评价的结构面抗剪强度参数与直剪试验结果具有较好的一致性，JRC-JCS模型对结构面峰值摩擦角有较好的预测能力。     

非饱和黏性土的抗拉强度与抗剪强度关系试验研究

 通过对具有一定抗拉强度的非饱和黏性土在不同含水量状态下的重塑土样进行剪切和拉伸对比试验研究，结果表明，非饱和黏性土的抗剪强度指标c和j在一定范围内都随含水量的增大而减小；以三轴拉伸试验围压为大主应力、轴向应力为小主应力所确定的各应力圆符合莫尔–库仑准则；物理性状相同的非饱和黏性土重塑土样的抗拉强度与抗剪强度存在一定的函数关系。提出在无拉伸试验条件情况下，可通过相应物理性状的剪切试验结果计算非饱和黏性土的抗拉强度思想。     

工字形、T形钢筋混凝土剪力墙抗震抗剪试验

鉴于带翼缘的剪力墙在我国高层建筑中占有极大的比重,而我国设计规范中的剪力墙抗震抗剪承载力公式缺乏国内试验依据,国外已有试验结果又缺少有轴压力带翼缘剪力墙抗震抗剪试验的事实,介绍了作者完成的尺寸较大的一个工字形截面和两个T形截面剪力墙试件的有轴压力的低周交变屈服后抗剪性能试验的主要结果。文中还专门讨论了高长比大的高层建筑中的抗震剪力墙剪跨比不大的理由;并以国内外已有的试验结果为依据对我国现行规范剪力墙抗震抗剪承载力公式进行了分析评价。     

层状岩体的三维弹塑性有限元分析

层状岩体具有明显的各向异性,其抗剪强度应是相对于层面方向的函数。作者曾提出层状岩体c,j 值的经验表达式,并与前人的试验结果进行对比,二者吻合较好。在此基础上,引入横观各向同性体的本构关系和其中的c,j 值是随方向变化的Mohr-Coulomb准则,编制了相应的三维弹塑性有限元程序,并以一个地下洞室为背景,分别就岩体为横观各向同性和各向同性的情况进行模拟计算与对比,得出了有益的认识。     

不同浸水时间黄河堤防土体强度特性试验研究

 土体抗剪强度参数在堤防边坡稳定性分析中是十分重要的，现行堤防设计规范没有涉及堤防土体浸水后强度特性变化情况。考虑黄河下游堤防洪水历史和堤防临水状况，进行堤身土体的固结压缩、直接快剪和不固结不排水三轴试验，特别是土样浸水后的强度特性试验，研究堤防土体浸水后强度指标的变化及其机制。试验结果表明：黄河下游堤防堤身土体浸水5 d后黏土压缩系数增大1.46倍，黏聚力最大降低72.6%；粉土压缩系数增大0.64倍，黏聚力最大降低62.8%，而2种土的内摩擦角变化较小。试验结果为黄河下游堤防标准化设计和堤坡稳定性分析提供了科学依据，并对黄河堤防的管理提出了建议。     

考虑非线性剪切效应的钢筋混凝土柱模型化方法及应用

采用纤维模型梁柱单元和与之串联的零长度单元,模拟柱的弯曲机制和剪切机制。利用OpenSees提供的Limit State Material和Shear Limit Curve材料模型,定义钢筋混凝土柱的非线性剪切效应及其与弯曲效应的耦合。通过与不同学者的试验结果比较,验证了该方法的可靠性。最后,对笔者完成的原位推覆试验的一榀平面框架进行了Pushover分析。结果表明,考虑非线性剪切效应的模型化方法能较好地模拟钢筋混凝土柱抗剪承载力和刚度的退化现象,传统的纤维模型梁柱单元难以反映配箍不足的钢筋混凝土柱的弯剪破坏机制。该方法可用于存在抗剪能力缺陷的框架结构的非线性分析。     

粘土的抗剪强度指标试验对比分析

抗剪强度是土的重要力学性能之一,室内剪切试验主要有直剪试验、三轴试验、无侧限抗压强度试验。实际工程中常采用较为简便的室内直剪试验来确定土体抗剪强度中内摩擦角φ和黏聚力c。试验表明,对同样性质土样进行直剪试验和三轴压缩试验得出的内摩擦角φ和黏聚力c相差较大。说明了两者之间的差异。