适用于扩展有限元裂缝计算的钢筋与混凝土粘结滑移关系

以定量分析钢筋与混凝土粘结滑移关系为目标,利用RCXFEHohai-P扩展有限元程序,计算采用不同粘结滑移公式时钢筋混凝土简支梁的最大裂缝宽度。结果表明,计算所得最大裂缝宽度各不相同,且都与《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)所列最大裂缝宽度公式计算值存在差别。为此,基于GA-BP神经遗传网络,以规范最大裂缝宽度公式计算值为预测目标,反演得到适用于扩展有限元裂缝计算的粘结滑移公式,算例表明该公式能满足扩展有限元裂缝宽度计算要求。研究成果对提高扩展有限元裂缝分析的准确性具有一定的参考价值。     

粘土水泥复合浆材强度研究

通过室内试验,研究了水灰比、龄期、粘土加量、压滤效应等对粘土水泥浆材结石无侧限抗压强度的影响。分析试验结果表明,粘土水泥浆无侧限抗压强度和浆液水灰比随着龄期的变化规律呈指数关系。在完全压滤作用下,抗压强度随着压力的增大而大幅提高,且强度随龄期呈二次多项式规律变化,如在0.8 MPa压力作用下,粘土水泥浆材结石28 d无侧限抗压强度增大3倍左右;抗压强度随着粘土加量的增大而减小,粘土加量在50%~60%间出现大幅下降。研究表明,在注浆工程中采用粘土水泥浆材时,应尽可能创造条件产生较充分的压滤效应,控制粘土加量不超过50%,水灰比在2∶1左右,可以获得足够的强度指标。适量添加粘土,这类浆材完全可以用于注浆加固工程中。     

重力坝动力深层抗滑稳定性研究

基于我国西南某待建高碾压混凝土重力坝,建立了典型坝段三维有限元接触分析模型,分别采用强度折减动力分析法和时程安全系数分析法,综合研究了坝基动力深层抗滑稳定性。同时针对传统时程安全系数分析存在的局限性,基于概率统计深入探讨并改进了可靠度动力安全系数评价指标。研究结果表明,大坝满足动力深层抗滑稳定设计要求,本文所采用的理论方法能够考虑地震作用的往复性和随机性,评价结果更为科学合理,为重力坝动力抗滑稳定的定量判别进行了有益探索。     

爆炸液化场地上堤坝变形的模型试验研究

饱和砂土地基在地震、爆炸等振动荷载作用下易发生液化,从而使堤坝等上部构筑物发生破坏。开展了爆炸液化场地上堤坝变形的大型模型试验,考虑了筑坝材料以及堤坝地基加固措施对堤坝变形和坝身裂缝的影响。试验表明:堤坝沉降主要发生在场地液化后的1~2 h内,该段时间内产生的沉降占7 d时沉降量的84%~87%;掺加了碎石的堤坝比未加碎石的堤坝7 d时沉降量大24%;地基内采用土工格栅+土工布的加固措施能够有效减少堤坝在液化场地上的沉降,比未加固的堤坝沉降减少了10%。堤坝的裂缝主要出现在细骨料筑成的坝段和不同筑坝材料的交界处,沿坝身开展。总结了国内外规范中对于液化地基沉降的计算及预测方法,根据液化地基上浅基础建筑物沉降图表对试验中的堤坝沉降进行了推算,发现实测沉降与推算沉降比较接近。     

考虑竖向荷载影响的大直径管桩水平振动响应解析解

建立了黏弹性地基中受轴力作用的现浇大直径管桩水平振动响应计算模型,通过引入势函数对土体振动方程进行解耦,结合桩土耦合条件求得了桩顶复阻抗解析表达式。将该解退化到不考虑竖向荷载的水平振动响应解与已有理论解对比,验证了该解的合理性。通过算例分析,研究了竖向荷载、激振频率和桩长对管桩桩顶水平复阻抗、桩身位移和内力的影响,研究结果表明:复阻抗实部和虚部在桩土系统固有频率处均发生共振;竖向荷载使管桩位移和内力发生重分布,竖向荷载为零时,位移、弯矩和剪力最大值均出现于管桩中上部,随着竖向荷载增大,其最大值均出现于桩底;桩身水平位移随频率变化而变化,管桩中下部转角、弯矩和剪力受频率影响较大;桩身中下部位移和内力受桩长影响大于桩身其他部分;无桩芯土时桩顶水平位移和转角比桩芯土存在时大。     

多种参数对自由曲面形态优化的影响研究

自由曲面结构的形态优化通常是在给定材料参数和曲面厚度的情况下进行的,因此有必要对材料参数和曲面厚度取值对曲面形态优化的影响进行研究。基于梯度法,采用非均匀有理B样条（NURBS）技术生成自由曲面,以最小应变能为优化目标,对自由曲面进行形态优化,并研究了材料弹性模量、泊松比和曲面厚度对优化结果的影响。研究表明,弹性模量的取值对曲面的优化结果几乎没有影响,而材料泊松比和曲面厚度的取值对曲面形态优化均有影响,其中曲面厚度的影响最为显著。     

九层框架结构拆除爆破切口方式数值模拟对比分析

针对武汉市中自小区楼房爆破中的一栋九层框架结构进行爆破拆除数值模拟分析,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行建模,运用整体式建模对九层框架小高宽比结构采用三角形切口和梯形切口2种切口模式进行对比,3个爆区通过瞬间删除单元模拟爆破拆除柱子,得到框架拆除爆破的爆堆高度、前冲距离、后坐距离。对比分析2种切口形式爆破,小高宽比结构使用梯形切口能够得到更好的模拟结果。数值模拟分析结果与实际工程相吻合,可为类似拆除爆破提供数值模拟参考。     

悬臂式压电能量采集器模型修正

该文以悬臂式压电能量采集器为研究对象，针对Erturk推导的分布参数模型速度频率响应函数（VFF）仿真时发现在0~20 Hz时存在偏差问题，提出了VFF修正方法。首先介绍了含集中质量块的分布参数模型的VFF推导过程；然后通过0~20 Hz内的仿真分析，发现出现较大误差的原因是VFF表达式的第一项，因此，引入含参数α的正弦函数来减小误差。考虑到正弦函数的引入又将导致第二项产生误差，在第二项中引入含参数β的正切函数来减小误差；最后通过误差分析确定参数α、β的最优取值范围，并进行实例分析。结果表明，修正后分布参数模型下的速度频率响应与实验结果吻合。     

疏浚泥固化过程中水分量的变化与 强度关系研究

采用计算含水率来表示固化疏浚泥中由于水泥反应引起的真实含水率变化,通过对7 d和28 d龄期水泥固化疏浚泥的含水率和无侧限抗压强度测定研究,发现固化疏浚泥无侧限抗压强度、计算含水率及其变化量均与水泥量之间存在良好的线性关系。因此,在工程应用中可以用计算含水率的变化量来推测固化疏浚泥的无侧限抗压强度     

适用于有限元片状裂缝模型的钢筋与混凝土粘结滑移关系

对比分析了常用的几种钢筋与混凝土粘结滑移关系,采用Hohai RCFE-P有限元软件计算各粘结滑移公式相对应的裂缝宽度,并与《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)[1]最大裂缝宽度公式计算值进行比较。结果表明:各粘结滑移公式差异大且不适用于有限元片状裂缝模型的计算。因此,参照文献[1]规定的粘结滑移公式,建立了基于GA-BP神经遗传网络的粘结滑移公式反演模型,以文献[1]中最大裂缝宽度公式计算值为预测样本,对文献[1]粘结滑移公式中的系数进行参数反演,给出了适用于有限元片状裂缝模型的粘结滑移公式。算例结果表明,本文提出的粘结滑移公式能满足有限元裂缝宽度的计算要求。