施工期混凝土力学性能的试验研究

通过测试施工期混凝土材料的力学性能参数(立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量、应力-应变本构关系曲线),研究了混凝土力学性能随龄期的变化规律,参照相关文献考虑龄期的影响建立了施工期混凝土各力学性能参数的计算模型.研究表明:随着龄期的不断增长,混凝土立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量、应力-应变曲线的峰值应力逐渐增大,而应力-应变曲线的峰值应变逐渐减小;前7d混凝土各力学性能指标变化速度较快,7d后变化速度逐渐变缓.     

混凝土特征拉应变随龄期发展规律研究

为了更好地预测混凝土抗开裂性能,研究了混凝土特征拉应变随时间的变化规律。通过弯拉试验方法,研究水泥强度等级与掺加纤维对混凝土1～180 d各龄期的初裂拉应变和极限拉应变的影响,分析初裂拉应变与弯拉强度和静力受压弹性模量比值的关系,建立了极限拉应变随龄期发展的关系式,提出最终极限拉应变与特征龄期的概念。试验结果表明,混凝土的初裂拉应变与混凝土弯拉强度和静力受压弹性模量的比值具有良好的线性关系,混凝土极限拉应变随时间成负指数增长,提高水泥强度等级与掺加纤维均可以提高混凝土最终极限拉应变,但提高幅度并不显著,相对而言,以特征龄期来评价混凝土抗裂性能更加重要。     

泡沫混凝土的单轴抗压力学特性研究

制备了3种不同密度的泡沫混凝土,在4种龄期阶段对不同密度的泡沫混凝土的压缩力学性能进行了测试.研究了龄期、密度对泡沫混凝土单轴受压的应力-应变曲线的影响,在此基础上提出了考虑龄期、密度影响下的泡沫混凝土单轴抗压应力-应变关系表达式.表达式均采用多项式,最高次为4次.研究结果表明:在单轴压缩下泡沫混凝土的峰值应力随龄期的增加而增大,密度大的峰值应力增长速率要高,尤其在低龄期时最为明显,但泡沫混凝土随着龄期的增加,峰值应力增长速率是降低的;密度为400～800 kg/m3的泡沫混凝土龄期从3～28 d峰值应力增加了2倍左右,范围在0.2～3.5 MPa之间.     

模拟地震对新浇注混凝土钢筋握裹强度的影响

试验采用中国核动力院的6 m×6 m高性能地震模拟试验台和EI centro地震时程曲线,研究了C30和C50新浇混凝土遭受7度或8度模拟地震后钢筋握裹强度,震动时新浇混凝土的龄期分别为12 h、24 h、48 h、72 h和7d.试验结果表明与未遭受震动的混凝土相比,7度或8度震动对新浇混凝土在龄期28 d时的钢筋握裹强度的影响很小.     

爆破震动对新浇混凝土质量的影响及控制

在邻近岩石开挖爆破的部位进行混凝土的浇筑,短龄期的新浇混凝土容易受到爆破震动的影响,甚至可能会造成质量事故．介绍了在三峡工程施工中新浇混凝土的爆破震动测试成果,分析了产生震速超标的原因,提出了爆破震动控制与超标预防的主要措施．     

爆破震动对新浇混凝土质量的影响及控制

在邻近岩石开挖爆破的部位进行混凝土的浇筑,短龄期的新浇混凝土容易受到爆破震动的影响,甚至可能会造成质量事故,介绍了在三峡工程施工中新浇混凝土的爆破震动测试成果,分析了产生震速超标的原因,提出了爆破震动控制与超标预防的主要措施。     

早龄期水泥基灌浆料受压统计损伤本构模型

为研究早龄期水泥基灌浆料受压本构行为,对不同龄期(1 d≤t≤28 d)的水泥基灌浆料和同强度的普通混凝土开展单轴受压全过程试验,分析龄期对水泥基灌浆料、同强度混凝土单轴受压应力-应变曲线特征参数的影响,并将水泥基灌浆料的单轴受压应力-应变曲线特征参数与同强度混凝土进行对比。结果表明：随着龄期的增长,试件峰值应力、峰值应变、极限应变、弹性模量、峰值割线模量、应变延性系数和能量耗散系数均有不同程度的增大;水泥基灌浆料试件峰值应力、峰值应变、极限应变、应变延性系数和能量耗散系数均大于同强度混凝土,但试件弹性模量、峰值割线模量均小于同强度混凝土。结合水泥基灌浆料自身特征,基于现有模型建立了修正的分段式水泥基灌浆料受压本构模型,并基于统计损伤理论推导给出了水泥基灌浆料受压统计损伤本构模型。建议的受压本构模型计算结果与试验结果吻合较好,可以较为准确地描述早龄期水泥基灌浆料在单轴受压作用下的受力变形特点。     

早龄期混凝土力学性能试验及其单轴本构模型

为了研究早龄期混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、静力受压弹性模量以及单轴受压应力应变曲线的规律,进行了系统的加载试验和试验数据分析.总结了早龄期阶段力学指标随龄期的变化规律以及与立方体抗压强度之间的换算关系,通过拟合相关参数,提出了分段式的受压应力应变全曲线拟合公式,拟合结果与试验数据吻合较好.试验结果表明,早龄期C40混凝土的强度和弹性模量随着龄期非线性增长,7 d是增长变化的分界时点;随着龄期的增长,峰值应变减少,脆性变大;早龄期C40混凝土的单轴受压应力应变曲线与充分养护龄期混凝土形状相似.     

露天边坡爆破震动的动态有限元研究

本文扼要介绍了应用八节点平面等参数单元对边坡爆破震动进行动态有限元分析的整个过程.并对五个假设边坡模型进行计算分析,得到几点初步结论. 文中所用方法与目前常用的萨道夫斯基经验法具有本质上的不同:它不仅可以得到边坡表面和内部的质点震动位移、速度、加速度场,而且可以得到边坡岩体各阶自振频率和质点震动时间曲线,为边坡稳定性分析提供更为充分的基础数据.     

连续变温下早龄期混凝土应变时变规律试验研究

针对早龄期混凝土开裂现象,为掌握其应变变化规律,通过日大气温度变化影响下早龄期混凝土应变随时间变化的模拟试验,采集试件的应变及重量数据,分析早龄期混凝土在日气温变化影响下的应变变化规律.研究结果表明:在日气温变化的升温和降温过程中,早龄期(3d内)混凝土均数次出现量级达1 00×10-6的剧烈收缩,受到约束时可产生易使混凝土开裂的应力;不同水灰比混凝土之间的膨胀应变差值、收缩应变差值分别可达100×10-6、200×10-6.     

爆破振动作用下邻近埋地混凝土管道动力响应特性

为保证埋地混凝土管道在爆破施工过程的安全性,采用现场监测和动力有限元数值模拟相结合的研究方法,对超浅埋地铁站通道爆破开挖邻近埋地混凝土管道的动力响应进行研究.通过建立管道拉应力峰值和振动速度峰值的函数关系,由最大拉应力强度理论得到管道的爆破控制振速.由管道不同断面最大振速与对应位置管道正上方地表振速之间关系,提出保证管道安全的地表爆破控制振速.结果表明:空管状态下,掌子面后方,管道断面底部和中部振速较为接近,顶部振速最小;掌子面前方,管道断面质点振速呈现出底部最大、中部次之、顶部最小的振动特征;沿着管道轴线方向,质点振速最大的位置出现在掌子面前方3 m管道断面底部位置.管道在空管和满水两种状态下质点振动特征基本一致,管道中水的存在能降低管道质点振速,最大降低幅度为7.3%.管道的爆破控制振速为10.84 cm/s,保证管道安全的地表爆破控制振速为4.53 cm/s.确定的爆破控制振速可以指导现场爆破施工.     

Evaluation and prediction of blast induced ground vibration using support vector machine

We present the application of Support Vector Machine (SVM) for the prediction of blast induced ground vibration by taking into consideration of maximum charge per delay and distance between blast face to monitoring point. To investigate the suitability of this approach, the predictions by SVM have been compared with conventional predictor equations. Blast vibration study was carried out at Magnesite mine of Pithoragarh, India. Total 170 blast vibrations data sets were recorded at different strategic and vulnerable locations in and around to mine. Out of 170 data sets, 150 were used for the training of the SVM network as well as to determine site constants of different conventional predictor equations, whereas, 20 new randomly selected data sets were used to compare the prediction capability of SVM network with conventional predictor equations. Results were compared based on Coefficient of Determination (CoD) and Mean Absolute Error (MAE) between monitored and predicted values of Peak Particle Velocity (PPV). It was found that SVM gives closer values of predicted PPV as compared to conventional predictor equations. The coefficient of determination between measured and predicted PPV by SVM was 0.955, whereas it was 0.262, 0.163, 0.337 and 0.232 by USBM, Langefors-Kihlstrom, Ambraseys-Hendron and Bureau of Indian Standard equations, respectively. The MAE for PPV was 11.13 by SVM, whereas it was 0.973, 1.088, 0.939 and 1.292 by USBM, Langefors-Kihlstrom, Ambraseys-Hendron and Bureau of Indian Standard equations respectively.     

温度应力对新浇混凝土爆破安全控制标准的影响

混凝土温度应力是新浇混凝土爆破安全控制标准的重要影响因素,利用有限元法研究岩石基础上大体积混凝土的温度及温度应力变化过程,探讨爆破振动荷载与温度应力耦合作用下温度应力对新浇混凝土爆破安全控制标准的影响.结果表明,混凝土早期温度应力可以作为爆破安全控制标准的安全储备,后期的温度应力则需要根据实际情况判断,在高温季节浇筑的混凝土温度应力对爆破安全危害影响较小,甚至于可以作为混凝土的安全储备,而在寒冷季节浇筑的混凝土,后期将产生较大的温度拉应力,将严重降低混凝土爆破安全控制标准.     

考虑混凝土龄期及弹塑性徐变的大体积混凝土温度应力研究

针对目前大体积混凝土工程上常用的混凝土徐变度是考虑了施加荷载时混凝土龄期的粘弹性模犁,在较大的变温荷载作用下计算的温度应力往往过大,与实际不符.将常用的混凝土弹性徐变模型推广为弹塑性徐变模型,建议在弹性徐变模型的基础上串联一个混凝土强度参数及粘滞系数随龄期增长的Bingham元件来考虑混凝土的塑性流变,推导了弹塑性徐变温度应力仿真分析的隐式和显式算法公式,并研制了相关的程序.工程实例仿真分析表明,作者建议的考虑混凝土龄期的弹塑性徐变模型是可行的,其计算的温度应力较弹性徐变模型的计算值更符合实际.     

内壁腐蚀混凝土管道爆破动力失效机制

为了确保爆破振动荷载影响下临近服役多年埋地混凝土管道的安全,开展内部腐蚀混凝土管道爆破动力失效机制的研究. 基于Thistlethwayte混凝土腐蚀理论,建立运营期混凝土管道内壁腐蚀缺陷预测理论模型. 结合全尺寸承插式混凝土管道爆破模型试验及振动分析,验证承插式混凝土管道爆破动力响应的数值建模方法及参数选择. 通过腐蚀缺陷预测,开展不同腐蚀缺陷形态下的承插式混凝土管道爆破动力响应数值试验,分析爆破振动荷载作用下的腐蚀管道动力性能演化规律. 结合极限强度准则,确立腐蚀管道主控动力失效准则,提出爆破振动影响下运营期内壁腐蚀承插式混凝土管道的安全控制标准.     

机械振动系统混沌化控制

根据混沌的本质,对工程中一类在周期激励力作用下的振动问题,将其动力字方程进行无量纲化后,采用传统的跟踪控制的方法,使其跟踪一种During系统从而混沌化。根据出现混沌的必要条件（M6lnikov判据）设计控制参数,对共振频率下和最大转速情况进行仿真计算,实现了在一定的频率范围内对振动系统进行混沌化的过程。将无控制和经过混沌化控制2种情况进行比较发现：在共振频率下,无控制情况下输出振幅是混沌化后输出振幅的近60倍,说明了这种混沌化控制方法对控制共振的有效性。     

应用Lyapunov指数研究混凝土阶段特征的稳定判据

根据混凝土材料的应力-应变试验研究,得出试验曲线呈明显的分段特征,曲线的离散性发生于应变软化阶段。通过对试验数据序列的混沌动力学分析得出:随着单向抗压强度的增加,混凝土材料全应力-应变过程的系统状态由较有序的定常态质变为低混沌态,进而逐渐演化到强混沌态;混凝土材料峰后应力-应变阶段曲线的线性性质增强,裂隙系统状态由强有序的定常态向弱混沌态演化;混凝土材料峰前阶段的裂隙系统基本呈现弱混沌状态。提出将LE1作为混凝土材料阶段特征的稳定判据,将LE1作为系统稳定度的表征量,并在实例计算中证明了该法确定的稳定判据符合实际情况。     

Structural finite element model updating using incomplete ambient vibration modal data

This paper presents an effective approach for updating finite element dynamic model from incomplete modal data identified from ambient vibration measurements. The proposed method is based on the relationship between the perturbation of structural parameters such as stiffness and mass changes and the modal data measurements of the tested structure such as measured mode shape readings. Structural updating parameters including both stiffness and mass parameters are employed to represent the differences in structural parameters between the finite element model and the associated tested structure. These updating parameters are then evaluated by an iterative solution procedure, giving optimised solutions in the least squares sense without requiring an optimisation technique. In order to reduce the influence of modal measurement uncertainty, the truncated singular value decomposition regularization method incorporating the quasi-optimality criterion is employed to produce reliable solutions for the structural updating parameters. Finally, the numerical investigations of a space frame structure and the practical applications to the Canton Tower benchmark problem demonstrate that the proposed method can correctly update the given finite element model using the incomplete modal data identified from the recorded ambient vibration measurements.     

一种随机车流与桥梁耦合振动的分析方法

为提高随机车流作用下桥梁结构动力行为仿真分析的计算效率,提出一种时变维度的随机车流与桥梁耦合振动分析方法.联合模态综合技术和整体分析法建立了车桥耦合振动方程.通过对随机车流过桥过程的动态判别,进行车桥运动方程维度的时变更新,并提出了过程分析数据的动态存贮与提取算法.详细阐述了所提分析方法的总体框架和具体实现步骤.工程实例分析结果表明,在满足相对误差小于3.5%条件下,所提出的分析方法计算用时仅为传统整体分析法的14.8%,与分离迭代方法基本相同.所提出的分析方法具有较高的计算效率和分析精度,可用于相关研究和工程实际中的随机车流与桥梁耦合振动仿真分析.