粗粒土颗粒接触力学特性及细观接触模型研究

将石灰岩粗粒土颗粒之间的接触形式简化为点–面接触,通过颗粒接触试验研究粗粒土的粒间法向、切向接触力学特性,并归纳出粗颗粒细观接触模型的具体形式。利用该细观模型,对粗粒土大型直剪试验进行离散元(PFC)数值模拟,通过数值计算结果与试验实测数据进行对比,验证粒间接触模型及细观参数的适用性。最后,对粗粒土颗粒接触特性及其接触模型的进一步深入研究进行分析和讨论。研究结果显示,实测的粒间接触力与接触位移关系曲线可以利用指数小于1的幂函数进行拟合;同时,为了对切向接触刚度进行统一的衡量,定义切向位移为5 mm时的切向力为切向接触强度(切向力有峰值时取峰值切向力)。对比大直剪试验的实测与计算结果发现,粒径较大(2~5,1~2 cm)时计算误差非常小;但对于含有更细小颗粒的级配试样,计算误差偏高。在细观尺度内,颗粒粒径在何种范围内会表现出与大颗粒不同的接触性质,有待借助更精细设备进一步探究。     

轻型钢结构抗风研究现状

轻型钢结构由于构件重量轻、相对薄柔,墙面及屋面等围护结构轻柔,因而对风荷载非常敏感。针对这一问题,系统回顾和总结了国内外轻型钢结构抗风领域的研究现状和相关成果,主要涉及轻型钢结构的抗风传力体系特点、风致破坏特点及机理、等效静力风荷载理论、风荷载的计算、轻型墙面及屋面系统的抗风设计等方面。在此基础上,指出了目前轻型钢结构体系抗风设计及相关研究中尚存的问题,提出了进一步研究的方向,为轻型钢结构抗风分析及研究提供借鉴。     

基于不同剪力墙模拟单元的框剪结构Pushover分析

全面系统地介绍了Pushover分析法,并着重介绍了3种不同的剪力墙模拟单元(模拟框架、等效柱及分层壳);通过框剪结构的一个工程算例,对3种模型分别进行Pushover分析。结果表明,这3种模型能从不同角度反映出框剪结构的抗震性能。     

冷弯薄壁型钢轴心受压构件局部屈曲后强度分析

冷弯薄壁型钢具有较大的受压屈曲后强度,目前常用有效宽度法和直接强度法两种方法分析。本文通过算例与试验结果对比,找到了两种方法与试验结果之间的极限承载力差值,其中《冷弯薄壁型钢结构技术规范》提出的有效宽度法偏于保守,而直接强度法的分析结果较为接近,在工程应用中可以考虑采用直接强度法分析。     

砂土可视化直剪试验与剪切带形成机制研究

通过对常规直剪仪进行可视化改造,并结合数字图像变形量测技术,探究了不同尺寸砂土试样在剪切过程中剪切带的形成机制和扩展过程,归纳了试样尺寸对砂土强度指标的影响,并针对典型尺寸试样总结了不同剪切时刻、不同法向应力下剪切带(尤其是副剪切带)的演化规律,同时对试验中发现的拱形破坏区域进行受力分析,对主/副剪切带的强度参数进行了对比。结果显示:试样尺寸影响强度指标,当长边与短边之比大于2时,试验结果偏离平均值,当比值大于4时,会造成严重误差;剪切破坏区域不是始终沿水平剪切缝发展,而是在上盒中下部逐渐形成一条向上凸起的弧形副剪切带,剪切破坏区域沿着主、副两条剪切带而展开;随着剪切位移的增加,以及法向应力的减小,拱形破坏区域会逐渐减小;拱形副剪切带上的正应力和剪应力均大于水平主剪切带;而主/副剪切带的强度指标基本一致,间接证明了副剪切带存在的合理性。     

石灰岩粗颗粒湿化接触力学特性

为探究岩土粗颗粒湿化后的粒间接触力学特性，将粗颗粒间接触形式简化为点-面接触，利用改造后的岩石双轴流变仪开展不同湿化程度下的粗颗粒法向和切向接触试验，分析粗颗粒湿化接触力学性质，归纳出粗颗粒湿化接触经验模型．针对不同湿化程度的粗颗粒土体进行大型直剪试验，利用湿化接触模型对直剪试验进行离散元数值模拟，通过数据对比验证湿化接触模型的可靠性．研究结果表明，湿化水平影响粗颗粒点-面接触的破坏形态；表面湿润状态的粗颗粒法向和切向接触刚度略有减小，而浸泡状态的接触刚度减小明显；湿化后的颗粒接触刚度曲线可以利用幂函数拟合为经验模型，利用该模型对大型直剪试验进行数值模拟，计算误差不超过5%．研究结果可为粗粒土工程离散元数值计算提供依据．