混凝土重力坝水下接触爆炸下的毁伤特性分析

采用常规有限元法研究接触爆炸下的结构破坏特性时,往往将由于网格高度畸变而导致计算中断或错误的结果.考虑炸药、流体、结构之间的动态耦合及混凝土的高应变率效应,采用SPH-FEM耦合方法,其中SPH法用于模拟爆炸近区的坝体大变形,FEM法用于模拟远场坝体响应,构建了混凝土重力坝水下接触爆炸的全耦合模型,对水下接触爆炸下的大坝动态响应及毁伤特性进行分析.研究表明,采用SPH-FEM耦合分析技术可以较好地揭示水下接触爆炸下大坝冲坑形成及其毁伤特性;水下接触爆炸冲击荷载作用下大坝受损程度比水下非接触爆炸时严重,在研究水工大坝抗爆性能时,应重点关注水下接触爆炸下的大坝毁伤特性.  

农村民居震害特点及其抗震防灾启示

 结合多年来在湖北省内3.0～6.0级地震的地震应急宏观考察，及 2008 年汶川 8.0 级地震时在四川省的地震应急宏观考察，通过对农村民居的震害调查，根据农村民居的震害现象（砖木结构的掉瓦，墙体破坏，预制板脱落，栏杆、女儿墙等附属构件的破坏等），总结其震害特点，分析其震害原因。提出了目前我国农村民居抗震设防存在的一些问题，如承重体系不合理，不设圈梁、构造柱，墙体转角处不采取拉结措施，户与户之间的间距不合理等。并由此得到农村民居抗震防灾的几点启示：①加大农居抗震知识的宣传，提高农民的抗震防灾意识；②加强农村建筑市场的监控和管理，对建筑工匠进行相应的培训；③积极推进地震安全农居工程的实施。  

水泥复合土试验研究

本试验以水泥和粘土为主要原料,将粉煤灰和玻璃纤维掺入到水泥土中,通过室内三轴试验,得到水泥复合土的应力应变曲线。通过对实测的应力应变曲线分析可知:水泥复合土的应力应变曲线呈软化型,存在明显的应力峰值点,可将其分为:弹性变形区、塑性变形发展区、应力衰减区、残余强度区四个发展阶段。与此同时,通过对水泥复合土试件破坏过程的分析发现:水泥复合土的破坏形式为脆性剪切破坏和胀裂破坏。  

膨胀岩渠坡的变形破坏特点与稳定分析

在南水北调中线工程中,膨胀岩渠坡处理是总干渠的关键技术问题之一,现以潞王坟试验段滑坡为例,对膨胀岩的破坏模式进行了分析总结,指出膨胀岩渠坡受胀缩特性的影响普遍具有浅层性、渐近性、牵引性,同一位置多次滑动的特点。膨胀岩渠坡的稳定与岩性组合、地质构造、膨胀潜势等级等自然因素有关外,与开挖的边坡高度、边坡走向、岩体含水率的变化、卸荷后裂隙开展等边界条件密切相关,不利的组合为渠道边坡滑动创造了空间地质环境。对裸坡区的破坏进行模拟计算时,是否采用按大气影响带进行参数取值以及施加膨胀力等边界条件的设定,对膨胀岩渠坡稳定计算方法进行了探讨,为工程建设领域同类条件下的分析计算提供参考。  

基于声发射循环加卸载时侧压混凝土损伤特性研究

在水平单向侧压应力作用下，进行了竖向等应变步长循环加卸载的混凝土抗压性能试验。对不同侧应力状态下的外包络线、共同点轨迹线和循环加卸载全曲线进行了分析，研究了侧应力对累积残余塑性应变和刚度退化的影响，探索了混凝土在加载全过程中的能量释放特性，基于声发射事件数构建的损伤变量分析了混凝土的损伤规律。研究结果表明：①在整个循环加卸载试验过程中，声发射事件数主要集中在峰值应力以前，峰值应力以后出现较少，峰值应力后的声发射能量随侧向压应力的增大而增大；②混凝土刚度退化速度及累积残余塑性应变随侧压应力的增加而减小；③不同侧向压应力下混凝土损伤发展路径各异，侧压应力越高，损伤路径越短，水平与竖向荷载间的大小比例，决定了混凝土损伤的主导因素与损伤机制。  

温度周期循环作用下岩石损伤特性的试验研究

选取蚀变岩为试验对象进行了不同温度周期循环次数条件下的单轴压缩试验,对温度周期循环作用下岩石力学性质的损伤规律进行研究.研究结果表明:温度周期作用对蚀变岩的力学性质有明显的弱化现象,随着温度周期循环次数的增多,单轴抗压强度和弹性模量均减小,且二者与循环次数n的关系服从指数分布;不同岩石对温度周期作用敏感性不同,蚀变风化程度越高的岩石敏感性越强;单轴抗压强度比弹性模量更易受温度作用的影响,温度周期循环20次后,单轴抗压强度累积损伤值达35.69％,弹性模量累积损伤值为29.57％,且岩石力学参数损伤值与循环次数n的关系同样符合指数分布;通过电镜扫描技术发现在温度周期循环作用下岩石内部产生裂纹裂隙,矿物成分及内部结构发生改变,晶格间连接力减弱,力学性质发生改变.  

干湿循环和化学腐蚀共同作用下单裂隙非贯通试样力学特征的试验研究

以水库库岸边坡消落带节理岩体的实际赋存环境为背景，采用在类岩石材料中预制裂隙的方法来模拟节理岩体，通过干湿循环试验的方法，研究了裂隙试样在酸性Na₂SO₄溶液、中性Na₂SO₄溶液和碱性NaOH溶液中浸泡并经历干湿循环作用后的力学特性和破坏特征，分析了浸泡在不同化学溶液中的裂隙试样在经历不同干湿循环作用后其力学特征的变化规律。研究结果表明：自然及不同化学溶液下裂隙试样的峰值强度和弹性模量随着裂隙倾角的增加均呈现出先减小后增大的变化规律。不同化学溶液和干湿循环共同作用下裂隙试样的劣化程度逐渐加剧，其峰值强度和弹性模量随干湿循环次数的劣化规律基本一致，但不同裂隙倾角下其劣化程度却存在一定的差异，其中裂隙倾角为45°时，试样的劣化程度最大，90°和30°时居中，而60°和0°时最小。酸性化学溶液加剧了裂隙试样的干湿损伤劣化程度，而碱性化学溶液对裂隙试样却存在一定的抑制作用。完整试样和裂隙倾角为90°试样的破坏特征基本相似，为张拉破坏模式；0°时裂隙试样呈现为“H”型的张拉破坏模式；在30°和45°时其呈现出张剪混合破坏；60°时为剪切破坏。  

用改进Najar能量法分析混凝土单轴受压损伤特性

Najar能量法定义了损伤耗散能和无损应变能，并通过两者的比值确定了混凝土单轴受压情况下的损伤变量。该方法原理清晰，但不能在宏观上很好地描述混凝土单轴受压破坏的实际过程。针对此问题改进了Najar能量法，将混凝土受压过程中的弹性变形和塑性变形剥离开来，定义了一个新的损伤变量。为了对比分析改进前后的方法，进行了不同加载速率下的混凝土单轴压缩试验，并对试验数据加以拟合。以拟合后的试验数据为基础，分别利用改进前后的两种方法计算了混凝土受压过程中损伤变量，得到了改进前后损伤变量随应变变化的关系曲线。对比分析发现，改进后的Najar能量法在计算上更为简便，而且在宏观上更符合混凝土单轴受压的一般破坏规律。同时，这一关系曲线也反映了混凝土材料的应变率效应。