侧向爆炸作用下地下拱形结构动力响应

当爆点偏向结构一侧时,结构会发生部分受荷的情况,从而导致结构的内力及破坏形式发生变化;讨论爆点位于侧向时结构的受荷范围,给出荷载计算公式;将地下结构与周围介质的相互作用关系等效成为一种阻尼作用,从而在结构动力方程中加入相互作用因素,通过方程求解得到结构振动响应的解析解;利用这种方法推导出远场任意角度爆炸荷载作用下结构的响应计算公式,并在侧向爆炸条件下得到结构的位移和最大弯矩分布曲线。     

爆炸荷载作用下地下结构与围岩动力相互作用研究

爆炸荷载作用下结构的动力响应一直是热点的研究课题,但是对于地下支护结构与围岩在爆炸荷载作用下的相互作用机理研究还很少。爆炸荷载属于破坏荷载,用实验方法进行研究存在很大的困难,因此应用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力学有限元程序,采用流固耦合算法,对爆炸荷载作用下地下拱形结构与围岩的相互作用进行研究。研究结果表明:质点振幅和破碎区的大小与经验公式计算的数据基本吻合;不同TNT装药条件下,对于跨度较小(6m)的拱形支护结构,均发生剪切破坏形态,拱肩处峰值压力最大,成为结构受力的薄弱环节,设计中应采取加强措施。     

预制拱形骨架护坡结构优化数值模拟分析

在预制拱形骨架施工中,预制块重量过大严重影响工人搬运。为减轻预制块重量对结构的影响,利用ABAQUS有限元软件建立了四个版本的预制拱形骨架护坡结构模型,其中V1原版(拱形骨架由预制块A、B、C、D构成)、V2版本(V1版基础上取消预制块C上部挡块)、V3-1版(V2版基础上对预制块A、B、C挖槽、减小尺寸,预制块D截断、减小尺寸)、V3-2版(V2版基础上对预制块A、B、C、D挖槽、减小尺寸),对各版本预制拱形骨架护坡结构模型关键点位的应力、位移进行对比分析。研究结果表明：V3-1版结构最轻便;V3-2版结构应力最大,其余依次为V3-1、V1、V2版;各版本下预制块C应力均最大,其次是预制块A、D和B最小;V1版结构抵抗变形的能力最强,V2、V3-2、V3-1版依次降低。     

基于量纲分析的地下结构顶板外爆炸荷载分布

爆炸强动载是导致地下结构毁伤的直接因素,研究得出的结构爆炸荷载分布规律对地下结构抗爆防护具有重要意义。以地下双舱管廊为试验结构,开展了22炮次结构爆炸荷载机理试验。在实测荷载数据基础上,采用结合量纲分析的非线性拟合法研究地下结构顶板荷载及分布规律。与经验公式法相比,结合量纲分析的非线性拟合法对结构爆炸荷载预测精度更高;装药设置对结构爆炸荷载分布产生影响,爆距的减小增加了荷载不均匀性。     

爆炸荷载作用下地下锚喷支护结构动力响应数值分析

为了研究常规钻地炸弹在岩石中爆炸时对地下支护结构的影响,应用LS-DYNA有限元程序分析了地下防护工程锚喷支护结构在爆炸荷载作用下的动力响应.模型中考虑了锚杆对岩石的锚固作用,其中混凝土采用H-J-C模型,并考虑了应变率效应.与国内外经验公式的计算结果比较表明,该分析模型与方法是合理的,能据此进行爆炸荷载作用下地下结构的动力可靠性分析.     

爆炸作用下地下直墙拱结构动荷载分布规律试验研究

为研究集中装药爆炸条件下地下直墙拱结构被覆段的荷载分布规律,通过野外抗爆模型试验测试土中自由场应力以及拱结构表面各点荷载的应力时程曲线。采用数据拟合与归一化方法,得到拱结构横断面及纵断面的荷载峰值分布规律包络图,并将测试结果与理论方法、数值手段的研究结果进行对比验证。结果表明,地下拱结构承受的动荷载与理论方法、数值手段得到的基本规律一致,呈类三角形分布。根据荷载分布情况,结合荷载作用面积的等效原理,提出局部动载的简化计算公式,给出地下拱结构抗化爆的荷载计算步骤。     

爆炸荷载下岩石损伤的数值模拟研究

基于所建立的岩石动态损伤模型,对沟槽深孔微差爆破进行了数值模拟。计算结果较好地反映了爆炸荷载作用下岩石的损伤演化规律,客观地再现了爆破破岩的物理过程。     

典型拱形壳体风荷载分布规律

进行了2种典型拱形壳体结构刚性模型内外表面同步测压风洞试验,分析了拱形壳体结构体型系数与脉动风压系数的分布规律,比较了底部开口/闭口和两端封闭/开放不同状态对风压分布的影响.结果表明:底部开口与端部条件对结构风压分布影响很大,采用弧面封闭两端可以有效的降低结构端部的风压同时使得结构表面风压分布更加均匀,当底部开口较小时...     

椭球形屋面风荷载分布规律数值模拟研究

应用SST k-ω湍流模型对椭球形屋面风荷载分布规律进行了数值模拟,通过改变风向角与屋面形状相关的模型尺度、长跨比、矢跨比,研究上述参数的变化对屋面体型系数的影响。研究结果表明:模型尺度对体形系数影响不大;矢跨比和长跨比对屋面体型系数取值影响较显著,屋面体型系数等值线梯度随长跨比增加而变大,矢跨比越大,风荷载对屋面的作用越大;风向角对屋面风荷载分布影响明显,随着风向角从0°～90°变化,风荷载体型系数变化梯度不断减小。将数值模拟结果与类似的风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟结果的可靠性,提出了椭球形屋面风荷载体型系数取值建议供工程设计人员参考。     

爆炸荷载作用下地下结构的局部层裂分析

为弄清实际厚度地下结构在爆炸荷载作用下的局部层裂机理,基于层状介质中应力波的传播理论,提出了地下结构典型组合形式的局部层裂破坏模型。通过实际算例,分别得到了软岩、硬岩情况下地下结构中的应力波历史曲线,分析了岩石性质对地下结构局部层裂的影响。分析方法与结论对类似问题也有参考价值。     

爆炸压强在建筑物表面分布的数值模拟

应用显式动力有限元软件AUTODYN建立了建筑物外部爆炸波传播的数值分析模型,分析了建筑物表面爆炸压强的分布规律,为在建筑物的抗爆设计中确定爆炸荷载模型提供了理论依据。     

爆炸荷载下混凝土柱毁伤效应研究

对爆炸荷载作用下混凝土柱的毁伤过程进行了数值模拟,研究了混凝土柱在不同炸药量和不同距离爆炸荷载作用下的毁伤效应。     

既有大跨度结构风荷载数值模拟研究与应用

随着城市发展进入存量建筑时代,如何准确分析既有大跨度结构的风荷载成为其整体安全评估的关键点.以深圳市民中心为例,利用ANSYS Fluent软件进行了多种工况下风荷载的数值模拟.基于数值模拟结果,研究了同条件下数值模拟和风洞试验结果的对比,周边建筑对数值模拟结果的影响,以及不同风向角下风荷载的分布规律.结果表明,CFD数值模拟方法合理,其相关参数满足后续仿真模拟的要求;周围建筑对风荷载有明显的影响,数值模拟时需要考虑;分布规律方面,建筑上表面主要受风吸作用,边缘区域风压系数普遍较大.本文结果验证了对既有大跨度结构风荷载进行数值模拟的有效价值和可靠前景.     

地下爆炸的地表运动研究

将整个地下爆炸破坏区看成爆炸地震波的震动源,根据爆炸等效荷载理论和爆炸近区破坏理论,得到用速度表达的空腔边界荷载。提出地下爆炸震源的简化计算模型,将地下爆炸的地表响应转化为弹性半空间内球面膨胀波的传播和反射问题。运用不完全分离变量法的理论计算爆炸地震波在半空间内传播,得到地表质点响应的运动场。以数值计算为基础,定量分析地下爆炸的地表运动,得到地表最大质点速度的指数衰减规律。与国内外试验得到的经验公式进行对比,验证该计算方法的正确性。     

地下油料洞库油气爆炸的数值模拟研究

地下储油库是典型的受限空间结构.一旦发生油气爆炸燃烧,爆炸压力波和火焰的传播将受到众多因素的影响.通过数值模拟的方法研究了在地下油料洞库中油气混合物由弱点火引起爆炸燃烧的发展过程,以及爆炸压力波和火焰经局部扰动后的变化过程,并将数值模拟结果与实验结果进行了对比和综合分析,得到了地下油库油气爆炸过程的基本参数,揭示了爆炸过程中油气浓度、湍流对燃烧与压力波发展影响的规律.研究结果对地下受限空间油气爆炸过程的进一步研究以及爆炸灾害的预防都具有参考价值.     

地下拱形结构内力分析

根据局部变形地基梁法,利用改进了的压力拱理论计算地层压力,对212国道某一隧道衬砌（变截面直墙拱）进行了内力计算,同时利用大型有限元进行模拟,分析了拱形结构的受力特点,对隧道工程的设计与施工都具有一定的指导作用.     

地下油料洞库油气爆炸的数值模拟研究

Underground fuel depots are the complicated confined space. Once combustible gas is ignited, which leads to explosion, the explosion pressure wave and propagation of flame will be influenced by many more factors. The results of numerical simulation on fuel-air mixture explosion triggered by weak ignition in underground oil depot are showed in this paper. The numerical simulation results were basically in agreement with the experimental results, and the effect of mixture compositions, boundary conditions, turbulence on combustion and pressure waves was revealed.     

利用紧邻地下结构的组合围护深基坑开挖数值模拟

基于常熟某污水处理厂深基坑施工,针对利用紧邻基坑的既有地下建（构）筑物结构作为围护的组成部分的工程设计,采用三维有限元数值模拟手段对基坑开挖造成的自身围护水平位移和既有地下结构的影响进行对比分析研究。可知利用既有地下结构作为组合围护的一部分,在基坑开挖中可以起到较好的效果。基坑开挖对紧邻既有地下结构造成的影响主要为竖向隆起,且最大点的位置在地下结构的底部附近,应在施工中加以重点关注。水平位移则相对于竖向位移较小。基坑开挖过程中容易引起开挖面底部土体的隆起位移,应采取满堂水泥土加固等措施以控制变形,在施工中应重点监测。     

既有大跨度结构风荷载数值模拟研究与应用北大核心CSCD

随着城市发展进入存量建筑时代,如何准确分析既有大跨度结构的风荷载成为其整体安全评估的关键点.以深圳市民中心为例,利用ANSYS Fluent软件进行了多种工况下风荷载的数值模拟.基于数值模拟结果,研究了同条件下数值模拟和风洞试验结果的对比,周边建筑对数值模拟结果的影响,以及不同风向角下风荷载的分布规律.结果表明,CFD数值模拟方法合理,其相关参数满足后续仿真模拟的要求;周围建筑对风荷载有明显的影响,数值模拟时需要考虑;分布规律方面,建筑上表面主要受风吸作用,边缘区域风压系数普遍较大.本文结果验证了对既有大跨度结构风荷载进行数值模拟的有效价值和可靠前景.