数值重构研究重力坝动力模型试验可靠性

根据现有相似理论推导出非完全相似定律,并提出满足模型材料本构关系下降段的非完全相似要求的处理技巧。根据已有模型材料的特性,数值重构地震动力破坏模型试验,将非完全相似模型与原型及完全相似模型计算结果进行比较发现,在坝体振型及损伤的分布方面,非完全相似模型与原型结果十分一致,此外,非完全相似模型与原型的频率及最大拉应力都是符合非完全相似定律的。当非完全模型材料泊松比由0.17变为0.2时,由模态分析可知模型结构频率及振型的变化十分微小。结构的Rayleigh阻尼与其各阶频率及振型的阻尼比有关,因此计算时采用原、模型各自的Rayleigh阻尼解决了模型试验中阻尼相似的问题。总之,通过数值重构地震动模型试验可知,在试验设备及条件、模型材料不完全满足相似要求的情况下,根据非完全相似定律设计模型,并采取一定的相似技巧是可以得到稳定可靠的试验结果的。     

基于28 d龄期的植生混凝土初期抗压强度特性研究

植生混凝土作为一种新型护坡材料，具有结构稳定和生态绿色的特点。植生混凝土初期强度对其在边坡的自身稳定和植被生长有重要影响。基于正交试验，以植生混凝土28 d龄期的无侧限抗压强度作为初期强度，通过方差分析与多元线性回归分析相结合的方法，对不同水胶比、骨料掺量、水泥掺量下植生混凝土初期抗压强度进行研究分析。结果表明，3个影响因素的主次显著性为水泥掺量>骨料掺量>水胶比。植生混凝土初期抗压强度与水泥掺量成正比，与骨料掺量成反比，水胶比对其影响较小，且植生混凝土初期抗压强度与水泥掺量、骨料掺量间存在显著的线性相关。     

地震作用下某上游式尾矿坝动力响应分析

尾矿坝特殊的筑坝方式和筑坝材料,使得坝体在地震作用下容易失稳破坏,对下游居民的生命和财产造成威胁。针对尾矿坝动力响应问题,基于有限元分析方法,运用等效线性原理进行尾矿坝动力响应分析。分析计算了在地震荷载作用下某上游式尾矿坝的动位移、响应加速度、动应力以及库区液化的分布情况。计算结果表明：在静力作用下,尾矿坝处于稳定状态。顺河向加速度放大系数最大值出现在3h/4坝高节点处;堆积坝最大主应力和最小主应力均为压应力;坝体顺河向、垂直向最大动位移较小。通过Matlab语言编写后处理程序,生成不同地震时程下的坝体液化区域,结果显示液化区主要集中在浸润线以下的沉积滩浅层区域,未贯穿整个坝体。     

两种动水压力模型重力坝地震动力损伤比较分析

采用基于位移格式的流体单元与弹塑性损伤本构的固体单元分析了坝体—水库耦合系统在强震下库水对重力坝的动力响应、坝体内部应力分布以及损伤的影响。对流固耦合模型与附加质量模型的坝体损伤分析结果进行比较发现,附加质量模型不仅对上游坝面的动水压力有放大作用,而且对坝体的其他动力响应,如位移、加速度,也有不同程度的放大作用。同时,附加质量模型对地震中坝体内部应力及损伤也有一定的放大作用。可见,流固耦合模型分析大坝—水库系统相互作用更接近现实情况。     

多组分气体混合物在煤的孔隙中运动特性研究

煤的孔隙结构为气体的贮存和运动提供了良好的场所,煤自热过程中释放的气体混合物能在其孔隙中运动,也能受到煤的吸附作用。为了准确评估煤矿内源火灾风险,对瓦斯在煤颗粒孔隙中的运动特性进行了研究。研究了煤自热过程中释放的多组分气体,及其在煤颗粒的孔隙中运行特性。研究结果表明:煤的自热试验中反应器的出口处各种气体浓度可确定煤的自热释放特性,主要释放出气态氧化物(CO和CO_2)和热分解气体(烃类及H_2);这些气体的混合物可被用于煤矿内源火灾的风险评估;混合气体在煤中的吸附特性可由吸附柱的出口及入口气体浓度的比值确定。各组分气体在吸附柱的出入口浓度与各种气体分子的物理化学性质有关,临界温度较低的气体不容易在煤的孔隙中被吸附,分子尺寸小的气体比大分子气体更容易被吸附。     

某水电站洞式溢洪道挑坎结构的模态分析

采用大型有限元软件建立了某水电站洞式溢洪道挑坎的数值模型,进行了阵型分解反应谱法的模态分析,确定了该结构的前6阶自振频率和阵型。从模态分析的结果可知,该结构的各阶频率分布正常,阵型变化平滑连续、无突变,结构设计合理。     

土石坝抗震稳定的极限能力与评价标准研究

目前土石坝极限抗震能力的评判指标尚不统一,评价标准仍不明确,且缺乏合理的依据。本文基于地震反应分析,从坝坡抗震稳定性和地震滑移变形对土石坝的极限抗震能力进行了研究,提出以地震滑移变形发生突变作为土石坝抗震稳定极限能力的判定标准。以某沥青混凝土心墙堆石坝为例进行了计算分析,当地震峰值加速度为0.55g时,上、下游坝坡F_s1.0的累积时间分别为2.5 s和2.8 s,地震滑移变形分别为0.46 m和0.55 m,并产生了明显的突变。由此,可判定大坝的极限抗震能力为0.55 g。结果表明,土石坝的抗震薄弱部位位于坝顶1/5坝高范围内,符合实际震害的一般规律,建议该区域应采取合理的抗震措施。     

重力坝地震动水压力试验研究

以黄登重力坝为例进行了振动台上坝体—库水系统动力模型试验,测得大坝自振频率和上游面动水压力。将试验结果与附加质量模型及基于欧拉公式的流固耦合有限元模型的计算结果相比较,发现流固耦合结果与试验结果吻合良好,而附加质量法夸大了库水对坝体结构的动力响应。在工程中应用附加质量模型时应对其结果进行折减,并基于坝体体型、坝前水深及高阶振型等因素的分析,给出了沿坝高的动态效应分布系数的推算方法。     

不同高度重力坝动水压力分析及Westergaard修正公式研究

对5种不同高度的重力坝进行了地震作用下坝体-库水系统耦合计算,将所得结果与Westergaard公式解析解相比较发现,两种方法得到的动水压力结果沿坝高度上的分布有很大不同,流固耦合结果在坝面上有上部偏大,下部偏小的趋势;随着坝体高度的增加流固耦合模型的这种趋势越为明显,坝面上出现动水压力最大值的位置也逐渐升高。据此,对Westergaard公式做出修正,考虑到多方面因素对动水压力的影响,对原公式引入了坝体高度修正项、坝体弹性修正项、库底吸收修正项。修正的Westergaard公式解与流固耦合结果及以往文献的试验和计算结果吻合良好。     

基于Basic—RF的家居环境监测预警系统设计

针对实际应用需求,结合Basic-RF无线通信技术、网络通信技术和GSM通信技术设计了一种基于Basic—RF的家居环境监测预警系统。系统由信息处理子系统和无线传感器网络子系统两部分组成,无线传感器网络子系统利用CC2530的Basic．RF双向无线通信协议结合应用层算法构建,信息处理子系统以STM32单片机为核心,利用ENC28J60网络模块以及SIM900A短信模块实现数据的远程传输。用户可通过上网设备方便地监测家居环境数据。当环境异常时会及时收到报警短信。实验结果表明,该系统具有稳定性高、实用性强、灵活性好的优点,对家居环境监测和预警具有广泛的应用前景。