高土石坝地震永久变形研究评述

在强震荷载作用下,土体将产生不可恢复的瞬时滑移变形或整体永久变形。永久变形的发展严重危及高土石坝的安全和正常使用,如何预测土体地震后的永久变形成为高土石坝抗震性能安全评价中一个重要的方面。围绕西部大开发和南水北调战略的需要,对高土石坝抗震性能安全评价研究的现实意义和研究现状进行了论述,综述了目前国内外有关高土石坝地震永久变形的分析方法,对今后高土石坝抗震性能安全评价的研究方向提出了一些建议。     

局部安全系数法中约束对土坡稳定分析的影响

为研究局部安全系数法中不同约束条件对土坡稳定分析的影响,结合两典型土坡,对局部安全系数法这一双重优化问题中的约束条件进行了分析,约束条件主要包括极大化问题中条块间法向力、剪切力、条底法向力需满足的约束以及极小化问题中可行滑动面需满足的约束条件,研究结果表明,限制条块间法向力为正,而允许条间剪切力为负条件下,局部安全系数法所得结果较为合理.     

地震作用下混凝土重力坝破坏过程与破坏形态数值仿真

在考虑混凝土材料细观非均匀性影响的基础上,探讨了在材料参数和地震动等不确定性因素影响下混凝土重力坝的破坏过程和破坏形态。通过对金安桥混凝土重力坝的180个样本的非线性数值模拟统计分析,得到了不同水平地震作用下的大坝损伤破坏情况,并提炼出4种典型的破坏形态。计算结果表明随着地震动的增大,大坝损伤总体上趋于严重,但也存在高地震动水平下轻微损伤的情况。典型的破坏形态除了坝头折断、坝踵开裂以外,还发现了下游面起裂、贯穿至上游的情况,且随着地震峰值加速度的增大而越发明显。这对于全面了解重力坝地震损伤的薄弱环节,优化抗震措施提高大坝抗震能力是十分有意义的。     

FRP片材表面加固混凝土重力坝坝踵抗震性能数值模拟

基于Pushover方法,采用反映混凝土细观非均匀性的混凝土损伤计算模型,以某一即将兴建的混凝土重力坝为例,研究了下游向地震惯性作用下FRP片材表面加固大坝坝踵后坝踵处的起裂、裂缝扩展、FRP应力状态及剥离现象等.结果表明:FRP片材表面加固混凝土重力坝坝踵能有效地延缓坝踵的起裂及裂缝扩展,减小坝踵可能破坏范围;坝踵FRP片材上应力最高,但远小于FRP的抗拉强度,足见FRP片材加固的有效性.     

波浪对双层圆弧型贯底式开孔介质防波堤的绕射

为研究波浪对双层圆弧型贯底式开孔介质防波堤的绕射问题,利用比例边界有限元方法(SBFEM)建立该问题的半解析解模型.分析时将双层圆弧延伸构建出2个虚拟同心圆可将整个流场可划分成2个有限域和1个无限域.利用变分原理推导出了关于势函数的各个子域SBFEM方程,并对SBFEM方程进行了求解.数值算例验证了该方法是一种只需离散最外边界而且用很少单元便能得到精确结果的高效算法.给出了短峰波波向、相对波数、内外半径比、圆弧段的位置、张角以及孔隙影响系数等因素对整个结构波浪绕射的影响.结果表明,双层圆弧型贯底式开孔介质防波堤与以上参数的变化密切相关.     

塑性流动法则的相关性

介绍、分析和比较由最大耗散法则与热力学原理两种方法推导得到的率无关塑性变形流动法则的形式,得出了塑性流动法则总是与屈服函数有关,可由屈服函数和耗散函数确定材料进入塑性状态后不可恢复应变的结论.由此得到的流动法则,避免了不相关流动法则中塑性势函数意义不清的缺点.     

未知输入下的复合反演研究

回顾了近年来未知输入情况下的结构参数识别算法,并针对未知输入情况下的复合反演算法做了深入研究,总结归纳了这类算法的特点和应用条件,并在此基础上提出了能够用于具有多个未知输入组合下的复合反演算法。此方法是基于最小二乘原则并结合统计平均思想的一类迭代算法,对于在多个未知输入情况下的结构(例如在地震动和风荷载共同作用下等),可以用来识别结构参数并同时反演多个未知输入。与仅适用于具有一个未知输入情况下的复合反演算法相比,本文方法具有更广泛的应用背景,最后以一个4层剪切型结构为例来验证本文方法。有噪声情况下和无噪声情况下的识别结果显示本文方法具有一定适用性。     

损伤开裂承压壳体泄漏率分析模型改进与验证

承压壳体发生放射性、易燃等危险气体泄漏会对环境造成重大威胁，泄漏状况评估是应急措施优化的必要前提。针对严重事故下的厚壳壁微开裂，建立了一套快速定量的泄漏率分析数值模型。基于流量守恒原理，提出了厚壁结构中多段微裂缝构成变截面通道的泄漏率计算改进模型；采用混凝土塑性损伤模型模拟极限载荷下结构的非线性破坏，通过等参函数实现几何不规则单元与规则空间之间的变换，改进了弥散型微裂缝扩展尺度的计算模型。通过数值算例对比文献中的结果，分别验证了以上两个子模型的稳定性和有效性，并由受损剪力墙的泄漏率分析进一步验证了模型的可行性。最后，将模型应用于抗高温内压损伤过程中的某预应力混凝土复杂承压壳体，结果表明：改进的模型适用于厚壁、带孔道等复杂构造承压结构的泄漏率分析，具有一定的实际工程意义。     

样条半解析法计算变厚度板

本文将板的位移函数表示为三次样条函数与梁振型函数的乘积形式,利用位移变分原理建立控制方程,为变厚度板的计算提出一个解析半数值方法。与有限元法以及有限条法相比,计算量和内存要求得到显著节省,利用微机或袖珍机(PC—1500)即可方便地实现。数值算例表明,本文方法具有较高的计算精度。     

混凝土动态性能试验研究现状及展望

介绍了混凝土动态特性的研究进展情况;综述了混凝土强度在动态荷载下的变化规律,包括单轴抗压强度、单轴拉伸强度以及多轴应力状态下的极限强度;论述了应变速率对混凝土变形性能的影响,包括弹性模量、泊松比、临界应变等;以及应变速率对混凝土破坏模式和吸能能力的影响.指出了目前试验研究工作存在的问题,并对未来的发展趋势进行了展望.