基于Linear Cohesion模型的含水堆积体滑坡过程数值模拟

水通常是堆积体滑坡发生的触发因素,采用数值方法模拟堆积体滑坡时加入水的液桥力有助于提高计算结果的合理性。为了研究含水堆积体滑坡过程的各项运动特性,提出采用Linear Cohesion接触模型模拟含水湿润状态下松散堆积体滑坡的运动过程,利用离散元程序EDEM 2017建立了含水堆积体滑坡水槽数值模型,计算堆积体从失稳-滑动-堆积整个运动过程。结果表明:能量密度k是Linear Cohesion模型模拟含水堆积体滑坡的关键参数;当k<5000 J/m^3时,随着能量密度值逐渐增大,堆积体滑动过程的流动性越来越小,最大平均速度值和最大动能越大,当k≥5000 J/m^3时,含水堆积体的各项滑动特征变化不明显;较小能量密度的湿颗粒堆积体在滑动过程中结构体易发生破坏,形成的颗粒群流动性更强,滑动距离更远,扩大了滑坡灾害的影响范围。相关研究成果对今后类似的含水堆积体滑坡灾害的预测和评估有一定参考价值。     

循环荷载下钢-混结合段性能演化试验研究

为探究特大跨轨道连续刚构桥钢-混结合段在循环荷载作用下的性能演化规律,设计结合段局部1∶2缩尺模型,分别按照设计状态和极限状态施加循环荷载。研究表明：设计荷载循环作用下,每次加载应力-荷载曲线都能够基本重合,且都呈线性关系,说明设计荷载循环作用下结合段的性能基本没有退化。极限荷载循环作用下,每次加载界面粘接均有一定退化,在第6次加载中开裂处混凝土脱空,界面粘接退化严重。前5次加载前段刚度退化不明显,在第6次加载至3 300 kN时,已经退化严重。该文通过对结合段的界面滑移量以及位移量进行分析,研究界面粘接退化以及整体刚度退化,对认识特大跨轨道专用钢-混结合段在偶然极端荷载（如严重超载、地震荷载等）作用下的性能退化规律有很大的参考价值。     

矿渣混凝土砖砌体的可靠性分析

通过对矿渣混凝土砖砌体轴心受压试件进行可靠度分析,给出了这种材料的承载力统计参数,应用蒙特卡罗法并采用MATLAB语言进行编程计算,结果表明,该试件的可靠度满足要求.     

复杂运动路径下滑坡转向变形机理研究

滑坡受地表地形地貌和滑面形态的影响,在运动过程中常表现出转向、分叉、聚合等复杂行为,研究复杂运动路径下滑坡转向变形机理对滑坡的防灾减灾工作有重要意义。以三维地质建模技术为基础,构建庞家湾滑坡的三维颗粒流模型。通过PFC模拟滑坡的运动过程,得到如下结论：庞家湾滑坡发生了转向和聚合行为,滑坡中后部土体的滑动方向发生偏转并在坡脚与东北区域滑体聚合;滑坡中部发生转向运动的颗粒以较快的速度首先开始滑动,且速度由滑坡中部向周围呈辐射状减小;滑坡前缘在整个运动过程中,始终保持较快的运动速度,而后缘运动速度较慢,此外滑体表面速度大于滑体内部和底面速度,而滑坡各部分运动速度不同则是造成滑坡转向变形的重要原因。揭示了复杂路径滑坡的运动规律和转向变形机理,为评估滑坡风险,采取更为合理的防治方案提供理论依据。     

快速建造的钢混组合连续刚构桥装配方法及力学性能影响研究

为研究全装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥应用于特大跨径时的合理装配工序,揭示不同装配工序对桥梁结构性能的影响,建立了l=386m的装配式组合连续刚构桥有限元模型,模拟了6种不同的钢桁、预制桥面板安装工序以及钢混组合结整时机,以分析比较桥面板与钢桁的装配顺序、钢混焊接结整顺序对于桥梁跨中挠度、钢桁上下弦杆应力以及预应力度的影响。计算结果表明：桥面板与钢桁分节段同步施工时,可减小桥梁的上下弦杆应力和跨中挠度值,并提高刚度。但是同时会降低预应力度;桥道板分段焊接在跨中挠度值和上下弦杆应力方面表现出更好的性能,可以平均减小跨中挠度值29.90%,并平均减小上下弦杆应力35.49%,而且能够有效减小靠近桥墩节段的预应力损失;桥道板与钢桁分多段同步施工,合龙后一次性焊接桥道板不仅能保证预应力损失较小,还能提高全桥刚度,因此可推荐为特大跨全装配式钢桁-混凝土连续刚构桥优化施工装配方案,研究结果可为全装配式钢混组合梁桥推广应用提供技术参考。     

锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力与自发漏磁相关性试验研究

为探索锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力与自发漏磁的相关性,同时开展了锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力和自发漏磁检测试验。基于法拉第电解第一定律对试件进行不同程度电化学加速锈蚀,并采集了试件锈蚀后的自发漏磁信号,最后采用四点弯曲试验测定试件受弯承载力。结果表明：随着锈蚀加深,试件自发漏磁分量曲线出现愈发明显磁异变峰的同时,受弯承载力逐渐衰减,通过该磁异变峰可确定锈蚀区域并判断受弯承载力大致衰减程度。随着试件受弯承载力持续衰减,漏磁曲线梯度与邻增量均非线性单调增加,且该梯度和邻增量增长快慢均与受弯承载力损失快慢一致。梯度和邻增量均能昭示受弯承载力的大幅衰减,邻增量出现峰值点可作为受弯承载力为零的判据。     

碳纳米管悬浮液分散质量影响因素试验研究

选取常见的5种表面活性剂,开展碳纳米管悬浮液的分散性和稳定性实验,定量分析了超声时长、表面活性剂掺比和碳纳米管浓度对悬浮液分散性的影响,量化了使用表面活性剂的碳纳米管悬浮液稳定性。结果表明：(1)超声时长对碳纳米管悬浮液的分散性有显著影响,采用功率为270 W的超声处理,超声40min,悬浮液的分散性趋于平稳;(2)在平均最佳超声时长下,SDBS作表面活性剂具有最优的分散效果,吸光度峰值达到1.729;(3)随着碳纳米管浓度的增加,分散性呈波形变化,SDBS和Triton X-100作表面活性剂,均在碳纳米管浓度为6 g/L时,表现出最佳的分散效果;(4)SDBS作表面活性剂,短期内吸光度值下降较少,有良好的短期稳定性,Triton X-100作表面活性剂,短期内吸光度值下降较多,但7 d后下降较少,有较好的长期稳定性。     

延安新区黄土结构性参数对无侧限抗压强度的影响规律

为研究高填方黄土的结构性在无侧限压缩状态下对其强度与变形特性的影响,以延安新区某高填方场地黄土为研究对象,开展不同试验条件下原状黄土与重塑黄土无侧限抗压强度试验,研究含水率与压实度对黄土结构性的变化规律及其力学特性的影响,并构建原状黄土和重塑黄土的初始结构参数与抗压强度关系的数学模型。结果表明：随着土样含水率的增大或压实度的减小,土体的应力-应变关系曲线由“陡峭”向“平缓”特征过渡,应力峰值减小且后移,结构性参数-应变关系曲线的峰值减小且前移;塑性指标可以作为影响初始结构性参数变化的临界值指标,含水率小于塑限值时,小应变会导致黄土结构性增强,反之则减弱;随着含水率的增大,初始结构性参数呈非线性减小,抗压强度呈线性减小;原状黄土结构性参数-应变关系曲线比相应的重塑黄土曲线分布“陡峭”,含水率增大对原状黄土初始结构性的削弱程度明显大于重塑黄土;初始结构性参数与抗压强度具有非线性关系,可较为精确地表征出原状黄土和重塑黄土基于抗压强度、饱和黄土抗压强度及初始结构性参数的双曲线函数模型。     

软岩隧道锚渐进破坏演化特征的模型试验研究EI北大核心CSCD

针对软岩隧道锚的渐进破坏问题,通过相似模型试验,运用数字图像相关技术,研究软岩隧道锚承载全过程中岩体裂纹的起裂与渐进扩展演化规律。结果表明:软岩隧道锚的承载过程经历近似线弹性变形、非线性变形、塑性变形和完全破坏4种状态,隧道锚的渐进破坏由早期单一的岩体破坏转为岩体破坏及锚–岩接触面滑移–脱黏的双重破坏,具体为:塑性变形状态下隧道锚首先进入剪裂纹从锚体拱顶和底板后端的岩体中萌生的破坏阶段I;而后进入岩体压剪和拉剪破坏以及接触面滑移的双重破坏阶段Ⅱ;完全破坏状态下隧道锚进入裂纹延伸至地表及接触面脱黏的破坏阶段Ⅲ。锚体上部岩体中的裂纹在向地表延伸的过程中,经历剪切破坏→拉–剪复合破坏→拉伸破坏的演变,锚体下部岩体中的裂纹则以近似平行于锚体轴向的剪裂纹为主。地表裂纹自锚体在地表的投影处起裂,并经历拉伸破坏→剪切或拉剪复合破坏→拉伸破坏→拉剪复合破坏的演变过程。岩体内部被裂纹切割而成的块体形态,自锚体拱顶后端起向前由条状过渡为块状,相邻块体间的竖向位错值由后向前依次降低。岩体内部的裂纹随剥离深度的增大逐渐由上凸的喇叭状转变为下凹弧状,破坏区域向浅层地表和锚体拱顶前端收缩。     

基于单轴受压的岩石三轴应变指标确定方法研究

 在单轴受压的基础上可以采用Mohr准则或Hoek-Brown准则确定三轴受压下岩石的强度指标,但应变指标的确定一直没有较好的求解办法。根据岩石在弹性极限点(损伤门槛值)处微裂纹密度变化梯度为一常量的特点,运用岩石损伤演化的宏细观损伤复合模型,通过岩石应力–应变曲线上临界损伤值及门槛损伤值的相关性,由单轴受压下在弹性极限强度点处的损伤门槛微裂纹密度值和微裂纹密度变化梯度,得到不同围压下在弹性极限强度点处的临界损伤值,应用Mohr-Coulomb准则或Hoek准则得到不同围压下的岩石峰值强度,进而得到相应的应变指标;推导由岩石单轴受压指标确定三轴受压指标的计算公式,通过计算实例和试验验证公式的合理性。