爆破动应力对岩质边坡损伤破坏作用机理

分析了爆破动应力在岩质边坡中的分布规律,推导出了爆破动应力与质点振速及岩体物理力学参数间关系的计算表达式。分析讨论了由爆破产生的附加动应力与岩质边坡中的应力场及岩体介质中的裂纹损伤场相互耦合作用机理,并推导出了裂纹初裂强度表达式。从断裂力学及损伤力学的理论出发,建立了节理裂隙岩体的等效柔度张量以及在爆破动应力作用下裂隙岩体的附加柔度张量。从所建立的柔度张量关系式中可知,当有爆破动应力存在时,增大了岩体的柔度张量,削弱了岩体的强度。     

循环荷载作用下饱和砂土的性质演化规律及液化阶段性特征

正确认识饱和砂土在液化过程中的性质演变规律是解决可液化土层大变形问题的关键。通过饱和砂土不排水三轴试验,研究了饱和砂土液化过程中剪应力-剪应变关系、孔压增长速率和流动性的演化规律。发现饱和砂土由固态向液态的转变过程存在显著的阶段性特征,饱和砂土的液化过程可根据孔压比增长速率特征点划分为固态、固-液过渡、触变性流体及稳定流体四个阶段,而土体的孔压比增长速率与其产生的残余剪应变相关;围压和循环应力比会影响土体液化过程中各阶段的持续时间,围压越低、循环应力比越高,饱和砂土越容易从固体阶段转变为流体阶段;饱和南京细砂从一个阶段进入另一个阶段的所需振次与对应的孔压比之间呈线性关系。     

饱和砂土中直群桩及土体地震动力响应特征研究

为了更好地研究地震作用下饱和砂土中群桩及土体动力响应特征,设计了饱和砂土液化场地2×2直群桩动力响应离心机振动台试验,获得承台、土体加速度以及孔压动力时程曲线。为了更深入地分析群桩及土体地震动力响应特征并满足对比研究的需要,在试验基础上,基于ABAQUS有限元软件平台,通过引入砂土液化大变形本构模型,采用有限元网格自适应调整技术克服大变形畸变问题,建立液化场地群桩基础静动耦合非线性相互作用的二维有限元模型进行数值模拟分析,并与试验结果进行对比验证。结果表明:在峰值加速度0.3g El-Centro地震波工况下离心机振动台试验饱和砂土地基液化速度非常快,直群桩基础承台加速度相比较输入波明显缩小,0.3g大震作用下地基浅层加速度显著衰减,地基液化区域由浅入深逐渐发育;饱和砂土地基超静孔隙水压力发展影响土体和桩基承台加速度响应,土体液化直接导致加速度数值减小;数值模拟加速度结果与试验的加速度动力响应特性略有区别,数值模拟加速度地基浅层出现先放大后缩小的规律,深层土与输入波形基本一致;数值模拟超静孔隙水压力与超静孔压比与试验基本一致,而模拟得到的承台位移结果相较于试验偏于保守。     

碎石桩加固可液化场地数值模拟与分析

采用砂土液化大变形模型模拟饱和砂土及等效非线性增量模型模拟碎石桩,对碎石桩加固约19 m厚饱和砂土场地的动力离心模型试验进行数值模拟,在加固区与非加固区不同部位的加速度和超静孔隙水压响应时程与试验数据符合较好。在试验验证的基础上,对不同震动强度下碎石桩的排水与加密效应对加固可液化场地的动力响应影响进行了模拟研究,包括:超静孔压累积与消散,土体液化变形的发展,及加固区内部与外部响应差异等。结果表明:碎石桩加固可明显改善土体抗液化能力,在所分析的0.2 g震动强度工况,碎石桩加固区除桩间土浅层1 m~2 m少量部位外未出现土体液化,基本达到加固消除液化的目的。碎石桩抗液化的有效影响范围约为2.5倍~3倍桩径,在浅层小而随深度增加;外围桩发挥着加固区排水屏障和非加固区排水通道的作用;碎石桩加固加密土体时,会提高土体的剪应力比峰值。     

砂土液化场地桩基地震反应分析

用整体动力有限元方法进行砂土液化场地桩-土-结构动力相互作用及桩基地震反应分析。在土体侧向的边界节点处用弹簧并联阻尼器来进行模拟；在土体平面应变单元和桩体梁单元连接处，用补充约束方程的方法进行节点耦合，使两种不同类型单元满足连续条件。结合典型工程实例选择桩-土-结构及荷载参数，重点讨论了三种不同情形下砂土液化场地土-结构相互作用对桩基地震反应的影响，分析和比较了三种情形下体系1至6阶的自振周期、基桩危险截面处的位移与内力时程和最不利时刻桩身的位移与内力等，得到了一些对工程实际有益的结论。     

碎石排水桩抗地震液化的试验研究与理论分析

振冲碎石桩处理砂土液化地基,通过挤密土体以及依靠桩体的排水减压和桩体减震共同作用来减轻或消除砂土液化的影响,取得较好的效果。该文利用小型振动台模型试验,重点研究碎石桩加固后的排水减压作用和理论分析。试验表明采用碎石桩加固可液化砂土,由于其良好的透水性抗液化效果明显优于其它方案。     

自升式钻井平台桩靴贯入饱和砂土的机制研究

为研究桩靴贯入饱和砂土的承载机制以及桩靴周围砂土变形机理，开展桩靴的抗压承载土工模型试验以及桩靴-土体相互作用的透明土试验，测得了桩靴荷载-沉降变化规律、桩靴周围砂土的位移向量场和等值线图，初步探讨了桩靴贯入饱和砂土时的承载机制与桩靴周围砂土变形机理。基于圆孔扩张理论及分段位移迭代算法，推导出静载作用下桩靴荷载-沉降变化规律；与试验结果的对比发现：计算误差约为11.7%。通过浅应变路径法(SSPM)计算得到桩靴周围土体位移理论值；与试验结果对比发现：计算误差在16.7%～26.3%。     

略谈饱和砂土液化的影响因素及防止措施

砂土液化是一种典型的突发性地质灾害，讲述了影响砂土液化的主要因素和防止砂土液化的工程措施。     

液化地层隧道爆破振动对建筑物安全影响的研究及分析

某地铁暗挖隧道在液化地层条件下的下穿城市房屋施工过程中,爆破振动速度控制在安全规程允许范围内,地面房屋却出现了不同程度的破坏现象,针对产生这种现象的原因进行了分析。分析结果表明:房屋基础下方存在液化土层,爆破动荷载引起土层液化及后期失水固结引起的土体变形等是造成房屋产生破坏的主要原因。研究建议:在以后类似地层条件下采取爆破施工,确定建筑物保护标准过程中,需考虑爆破施工对房屋结构安全因素的影响程度,并制定相应标准。     

基于两种回归场的SPR误差评估在地震液化数值分析中的比较与应用

在采用有限元方法数值模拟饱和砂土场地地震液化及流动的过程中,由于可液化砂土本构关系的非线性及土与结构接触的复杂性,在动力荷载增量很大时,网格易发生剧烈变形,导致计算结果缺乏需要的精度甚至中止计算。因此,需在计算中进行误差评估,获悉计算精度,为改善网格、优化最终计算结果提供依据。基于详细的SPR误差评估方法的原理和操作流程,比较了两种回归场在典型的液化流动数值案例中的结果和误差分布;结合液化程度、位移矢量分布等讨论了造成误差值大小差异的具体原因,既为数值分析提供可供参考的计算精度,也为进一步优化有限元计算提供合理依据。     

高应力条件下爆破振动对岩石破坏研究

文章介绍了爆破振动的检测方法及主要过程,利用爆破振动时频分析得出某质点振动参数,利用动态应力理论将爆破振动对岩石作用转化为动态应力.以大理岩为例分析高应力条件振动波动态应力对岩石的反复压缩卸载过程,并指出在高应力条件下,爆破振动对岩石的破坏作用更加明显.     

隧道近区爆破振动动应变测试及其应用

隧道爆破振动动应变测试可以直接反映岩体或支护结构的应力状况,明确爆破冲击对隧道围岩及支护结构的扰动情况,对隧道近区爆破有重要意义。以京张高铁八达岭长城站项目为依托,通过对测试系统的减振保护和连接加固来改进现场爆破动应变测试环境,较准确地测出现场隧道初期支护的爆破振动动应变,给出隧道爆破动应变在隧道迎爆侧及背爆侧、隧道环向及纵向的分布规律。结合爆破振速监测,研究爆破动应变与振速的相关性,提出一种在建隧道结构允许振动速度标准的确定方法,该方法基于现场实测得到爆破动应变与振速的相关性及隧道结构允许动应变来计算确定。研究表明:隧道初期支护现场爆破振动动应变测试是可行和可靠的;隧道初期支护迎爆侧的动应变比背爆侧大,沿隧道环向的动应变比沿隧道纵向大,隧道交叉口区域的纵向动应变显著增大;爆破振动速度与动应变存在较好的正线性相关性,即动应变越大,振动速度越高;该方法能确定在建隧道结构的允许振动速度,并为在建隧道的爆破振动保护提供参考。     

高地应力环境下梯段爆破诱发振动特征的试验研究

采用傅里叶变换和小波变换等方法,对露天梯段爆破与高地应力环境下梯段爆破的实测数据进行对比分析,对高地应力环境下爆破施工所诱发振动的特征进行研究.分析结果表明:在岩性、钻爆参数相近的情况下,高地应力条件下梯段爆破的主频较高,而露天梯段爆破的主频则相对较低;露天梯段爆破诱发的振动主要来源于爆破荷载作用,而高地应力条件下梯段...     

旋转轮盘应力刚化效应对模态特性影响分析

以ANSYS作为分析平台,对考虑应力刚化效应的旋转轮盘模态特性进行深入研究,揭示不同工作转速下旋转轮盘模态频率和振型变化规律．研究结果表明：当轮盘转速在一定范围内变化时,模态频率随着转速增加而增大,增加值与转速的平方成正比．在此基础上,引入频率影响系数的概念,提出了计算动模态频率的简化公式,并给出了适用范围．研究表明,在一定条件下,随着转速的提高,旋转轮盘的第1阶振型就可能发生变化．     

土石坝的爆破地震安全评估

根据坝体建立模型,通过模态分析得到大坝的固有频率。然后将开挖爆破时的现场爆破地震测量数据输入到模型中进行坝体的动力学行为仿真计算,得到了坝体内部的受力情况,在此基础上对土石大坝的安全状况进行了分析和评估。     

基于振动时效仿真的流变塑性模型

振动时效是一种局部循环塑性现象,当循环载荷与材料内部残余应力叠加超过材料的局部屈服强度时就会发生残余应力释放。采用流变塑性模型对振动时效进行仿真,分析了振动时效过程中应力幅、应变幅、振动频率、振动周期和材料屈服应力等对振动时效的影响。结果表明,振动时效中应力释放很大程度上取决于应力幅或应变幅,振动频率和材料参数也是关键因素,而振动周期或时间对振动时效没有很大影响。将此振动时效模型应用于7075铝合金试样机械载荷下的应力松弛实验,所得结果与仿真较一致。     

Experimental study on the characteristic of the NS-GT cut quartz crystal resonator oscillating in the sub-resonant frequency

We previously reported that the dynamic photo-elastic method was a very effective measuring technique for the stress distribution of vibrating quartz crystal resonators. The existence of a twisted asymmetrical vibration mode has been verified experimentally when the NS-GT cut quartz crystal resonator was vibrating in the main resonant frequency (MRF). A MRF and a sub-resonant frequency (SRF) of the NS-GT cut quartz resonator were defined as follows. If a mechanical standing wave was in the x' or y' direction of the resonator, the former was MRF vibration and the latter was SRF vibration, respectively. In this paper, stress distributions of two samples of the NS-GT cut quartz crystal resonator, one of which had a thickness of 80 mum and the other 150 mum, were measured by the dynamic photo-elastic method when the resonators were vibrating in each SRF. Thereafter, vibration modes of those resonators were estimated by the experimental data of stress distributions. We find that the vibration mode of the 80-mum resonator had a simple mechanical standing wave on the y' direction and the vibration mode of the 150-mum resonator was combined with a shearing mode in the SRF vibration. From the experiment, we decided that vibration modes of the NS-GT cut quartz crystal resonator were composed of the longitudinal stress T(3)' belonging to the z' direction of the plate and of the shearing stress T(5)' when the plate thickness was thickened and the resonator was oscillating in the SRF.     

残余应力和粗糙度对叶片振动疲劳性能的影响

为了研究叶片表面完整性对其振动疲劳性能的影响,本文模拟分析了某型高温合金叶片在振动疲劳实验过程中的动力学应力响应,获得叶片共振时应力幅值随时间的变化规律,分析了残余应力和粗糙度对叶片振动疲劳寿命和疲劳极限的影响规律.结果表明:叶片共振过程中的应力响应幅值先增大后减小呈周期性变化,属于"拍"现象,满足关系σ=1 046sin(242.83t)sin(5 828t);叶片的振动疲劳极限和疲劳寿命均随残余应力和粗糙度的增大而减小,振动疲劳极限和残余应力之间的关系满足σfat=510.9-0.31-70.93σrest;而疲劳极限和粗糙度之间的关系则满足σfat=9.67R2roughness-70.93Rroughness+713.23.     

模块式主动隔振单元结构动力特性研究

 提出一种主动振动控制平台的模块式设计概念,采用有限元建模方法对自行设计的模块式隔振单元台体进行结构动力学方程建模,并利用动力学方程对该隔振单元进行简单开环主动振动控制的模拟,得出适当调整主动元件作动器的输出力可以有效控制隔振平台两个自由度方向振动的结论.通过对隔振单元振幅放大因子的研究,发现在隔振单元工作频带范围内没有出现其固有振动,因而对于大部分低于其固有频率的振动将采取主、被动隔振技术来完成.综合上述隔振单元动力特性的进一步分析,可知所建动力学模型能够较好地描述隔振单元的动力特性．     

基于改进土壤承压模型的履带车辆行驶振动特性仿真研究

计算履带车辆在软土路面上行驶时振动特性的基础在于研究土壤承压特性,然而目前以贝克公式为代表的土壤承压模型缺乏考虑剪应力因素、加卸载因素和加载速率因素。通过物理试验结合仿真试验的手段在贝克公式基础上,综合考虑这三种因素影响,建立了改进土壤承压模型。建立了某型履带车辆的动力学模型,基于改进土壤承压模型进行了履带车辆行驶振动特性仿真研究,研究结果显示,与贝克公式相对比,基于改进土壤承压模型计算得到的车体冲击加速度峰值以及平均值要小,而履带板的沉陷量要大。研究结论可以为预测履带车辆在软土路面上行驶时的下陷量、行驶阻力、振动特性以及牵引特性等性能提供参考。