考虑施工期应力调整的浅埋地下厂房围岩破坏模式分类

围岩破坏模式研究对地下洞室群的安全施工与高效支护具有重要意义。地下厂房多采用分层开挖施工方式,在此过程中围岩体的应力状态随开挖的进行而不断调整,因此,研究施工期应力调整的地下厂房围岩破坏模式十分必要。首先通过广泛调研现有地下工程的围岩破坏模式,归纳汇总了中低地应力水平围岩破坏模式分类;然后,分析浅埋地下厂房分层开挖下围岩体的应力调整特征,并从应力调整角度提出了浅埋地下厂房考虑开挖阶段、典型部位、以及岩体基本质量(BQ值)的围岩破坏模式分类,详细阐述与分析各破坏模式的破坏现象及破坏机制;最后,将该破坏模式分类在托巴水电站地下洞室群进行了应用验证。提出的围岩破坏模式分类可为浅埋地下工程施工期围岩破坏防治提供参考。     

边坡破坏状况与防治措施分析

对不同条件下的坡体破坏模式进行了研究总结,分析了边坡变形破坏模式、破坏机理,并且根据不同的破坏模式采取了相应的防治措施,以为类似工程提供借鉴。     

火灾后RC及HFRC隧道管片破坏试验研究

为研究火灾后盾构隧道管片的破坏模式,借助火灾试验手段,对钢筋混凝土(RC)及混杂纤维混凝土(HFRC)两种类型的管片在不同工况下的破坏模式进行了研究。根据试验结果,受正弯矩单向加载的钢筋混凝土管片的极限承载力和变形性能均大于混杂纤维混凝土管片。在该工况下,钢筋混凝土管片的破坏模式为弯曲破坏,混杂纤维混凝土管片的破坏模式则为弯曲剪切破坏。而在受负弯矩双向加载的工况下,钢筋混凝土管片为剪切破坏模式,而混杂纤维混凝土管片为受弯破坏模式。由于破坏模式的差别,导致混杂纤维混凝土管片的变形发挥要优于钢筋混凝土管片。基于以上结论,笔者对盾构隧道管片的抗火设计提出了一些相关建议。     

带锚FRP受剪加固梁非剥离破坏模式BP网络预测

对带可靠锚固FRP受剪加固混凝土梁的非剥离剪切破坏模式做了细化分类,即包括FRP断裂控制的破坏、受压区混凝土(达到极限应力状态)压碎控制的破坏、FRP断裂与混凝土压碎同步发生的界限破坏等3种模式;利用BP神经网络建立了带锚纤维受剪加固梁破坏模式的智能预测模型,与31根非剥离破坏加固梁试验的对比结果显示:模型总体精度达到90%,说明建立的破坏模式网络预测模型适用于带锚纤维受剪加固梁非剥离剪切破坏模式的判别。     

不同埋深扩体锚杆竖向拉拔破坏模式试验研究

通过室内模型试验,研究砂土中竖直埋设的扩体锚杆在不同埋深条件下的竖向拉拔破坏模式。试验结果表明,扩体锚杆经过竖向拉拔,由于深径比的不同而存在3种破坏模式。浅埋扩体锚杆破坏体近似呈倒钟形并延伸至砂层表面,破坏模式属整体剪切破坏,在工程设计中应避免采用。深埋扩体锚杆破坏体在砂层表面以下一定深度内闭合成为"椭球形",砂层表面在扩体锚杆破坏后未产生变形,破坏模式属局部剪切破坏。因此,在工程设计中扩体锚杆应采用深埋形式。在浅埋与深埋扩体锚杆之间还存在一种过渡型锚杆,其破坏体形态兼具深埋与浅埋扩体锚杆破坏体的特征,但破坏模式趋近于浅埋锚杆,因此将其归类为浅埋锚杆破坏模式中。     

玄武岩纤维复合筋受拉性能试验及其增强混凝土结构的方式分析

为了详细考察玄武岩纤维复合材料(BFRP)筋的受拉力学性能,设计制作了15个筋材拉伸试件,测试其破坏模式、抗拉强度、应力-应变曲线、弹性模量、伸长率,研究破坏模式和筋材直径对受拉性能参数的影响规律.测试结果表明,BFRP筋受拉破坏模式分为全截面拉断和纵向劈裂2种,均为脆性破坏;纵向劈裂破坏的弹性模量较低,破坏模式对其他...     

雅砻江锦屏一级水电站坝区右岸高位边坡危岩体稳定性研究

通过现场调查分析,将危岩概括为4种失稳模式：整体滑移剪切破坏模式、块体崩滑破坏模式、整体剪切错落破坏模式、压缩-拉裂-滑移破坏模式。根据极限平衡原理,针对不同的失稳模式提出不同的稳定性计算方法和稳定状态分类指标,并对不同规模和不同稳定状态下的危岩提出相应的防治措施。     

多层砌体结构窗下墙的破坏研究

通过汶川地震震害调查,探讨多层砌体结构窗下墙体的破坏,分析破坏规律、墙体的窗下墙设计,对多层砌体结构窗下墙的破坏模式进行分析。通过分析发现窗下墙在地震作用下同样处于危险状态,窗下墙的破坏模式是一种延性破坏模式,应对砌体窗下墙破坏进行深入研究。     

共面断续裂隙岩石单轴压缩特征的颗粒流模拟

利用颗粒流软件构建了裂隙岩石的单轴压缩模型,模拟了含共面断续裂隙岩石的单轴压缩试验,并分析了裂隙倾角、裂隙长度、岩桥长度、裂隙摩擦系数对岩石破坏特征的影响。结果显示,上述4种因素对岩石破坏模式都存在影响,主要出现的破坏模式有:类完整岩石破坏模式、宏观剪切破坏模式、宏观张拉-剪切复合破坏模式、过渡型破坏模式。岩石峰值强度与裂隙倾角呈现出非线性特征,相对于裂隙长度呈现单调递减的趋势,相对于岩桥长度的曲线呈现上凸形态,相对于裂隙摩擦系数呈现单调递增的趋势。     

断续节理岩体强度与破坏特征的数值模拟研究

基于细观统计损伤数值模型,通过改变包含单组节理岩体的节理倾角、节理台阶角、层距d和岩桥长度l_r,建立不同节理分布的断续节理岩体数值试样,展开系列数值试验,模拟了节理岩体的破坏过程,探讨了节理结构几何参数和应力水平对破坏模式以及岩体力学参数的影响规律。研究结果表明,断续节理岩体破坏模式共分为4种：沿节理面破坏、转动块体破坏、台阶状破坏和混合破坏。沿节理面破坏与台阶状破坏的岩体峰值强度高、破坏应变大,转动破坏的岩体峰值强度低、破坏应变小。随着节理倾角的增大,岩体力学行为表现出脆性破坏—渐进破坏—脆性破坏的循环过程。随着应力水平的增加,岩体破坏区域由中间向端部扩展,并且对于强度的提高有显著作用,但提高水平随围压增加而降低。节理台阶角对于=90°时的破坏形式影响较大,由台阶状破坏转变为转动块体破坏,层距d对阶梯状破坏模式影响较小,对转动破坏模式影响较大,岩桥长度l_r不影响破坏模式,但对面破坏与台阶状破坏模式的峰值强度、破坏应变影响较大。通过对比,模拟结果与物理试验规律一致,但数值模拟结果可以清晰获得节理岩体中应力场分布、裂纹起裂点与扩展方向、破坏图像等,有利于分析其内在破坏规律与机理。     

坝肩高边坡层间错动带剪切蠕变特性与模型研究

高坝工程坝肩边坡岩体深部层间错动带的蠕变力学特性与蠕变损伤特性,直接影响着水电工程的长期稳定性与整体安全性。以某坝肩高边坡岩体层间错动带的剪切蠕变力学试验为基础,研究了层间错动带的剪切蠕变力学特性,分析了层间错动带的长期剪切强度参数和加速蠕变特性及蠕变速率变化特征;通过对层间错动带加速蠕变过程中损伤演化特性的分析,研究了考虑层间错动带岩体力学参数弱化和伴随加速蠕变变化的蠕变损伤效应,并基于西原流变模型和蠕变损伤演化方程,建立了能够反映高边坡层间错动带蠕变损伤演化过程的本构模型;而后通过对比数据拟合结果与试验结果,对提出的本构模型进行验证,显示所建立本构模型的正确性与合理性。     

基于振型损伤的高层建筑结构地震破坏准则

针对高层建筑结构在地震作用下的地震损伤现象,参考国内外房屋建筑结构的损伤分析模型,本文以地震作用下高层建筑结构各阶振型对应的损伤指数为基础,建立了新的高层建筑结构地震破坏准则,通过这些准则计算分析了国内21幢高层建筑结构模拟地震振动台试验模型,并结合振动台试验结果划定了按这些准则进行计算时各种结构破坏状态对应的破损指数范围。探讨了在基于性能的抗震设计中如何应用这些准则的原理与方法,并以日美联合足尺实验模型为例作了说明与论证。     

考虑弹塑性损伤耦合的绿泥石片岩力学模型研究

深埋绿泥石片岩现场工程和室内试验揭示绿泥石片岩在外荷载作用下存在弹塑性损伤耦合行为,考虑弹塑性损伤耦合建立力学模型是进行工程稳定性分析的基础。通过三轴试验对锦屏二级水电站绿泥石片岩的力学特性进行了研究,重点分析了围压对强度、变形、剪胀等非线性特征的影响;基于试验结果,根据绿泥石片岩在受压条件下表现出的塑性剪切和损伤弱化机制,提出了可以反映损伤弱化的损伤演化方程和反映塑性强化作用的加载方程和势函数,并提出适用的本构方程。室内三轴试验的模拟结果表明本文提出的力学模型与试验结果有较好的一致性,对类似深埋软岩地下工程的稳定性分析具有借鉴意义。     

损伤理论在纤维混凝土弯曲性能研究中的应用

通过钢纤维混凝土 4点弯曲试验 ,对经典的刚度衰减法等一系列描述损伤的模型进行了分析比较 ,同时对依赖于应变的分段损伤模型进行了分析 ,认为修正后的刚度衰减模型更能够反映混凝土及纤维混凝土弯曲损伤的发展规律。此外 ,对于以损伤耗散能量法建立的岩石损伤模型 ,利用弯曲试验结果进行分析 ,同样可以用来描述混凝土弯曲损伤演化规律。     

岩石损伤演化的能量方法研究

 岩石是一种含有初始微缺陷的天然工程材料，其力学性质非常复杂，因此，目前尚无成熟的岩石损伤演化模型。为了解决这个难题，基于各向同性损伤的基本假设，采用最小耗能原理，以应变等效原理为前提，提出一种从能量角度进行描述的岩石损伤演变模型。最后，通过分析花岗岩从细观损伤到宏观破坏的整个试验过程，得到基于能量原理的花岗岩损伤演变方程，并将其与经典的Marzars损伤理论进行对比研究，发现基于能量原理的损伤演变方程能更合理地描述岩石的损伤发展过程，且与试验得到的岩石破坏过程更加吻合。     

An enhanced damage plasticity model for predicting the cyclic behavior of plain concrete under multiaxial loading conditions

Some of the current concrete damage plasticity models in the literature employ a single damage variable for both the tension and compression regimes, while a few more advanced models employ two damage variables. Models with a single variable have an inherent difficulty in accounting for the damage accrued due to tensile and compressive actions in appropriately different manners, and their mutual dependencies. In the current models that adopt two damage variables, the independence of these damage variables during cyclic loading results in the failure to capture the effects of tensile damage on the compressive behavior of concrete and vice-versa. This study presents a cyclic model established by extending an existing monotonic constitutive model. The model describes the cyclic behavior of concrete under multiaxial loading conditions and considers the influence of tensile/compressive damage on the compressive/tensile response. The proposed model, dubbed the enhanced concrete damage plasticity model (ECDPM), is an extension of an existing model that combines the theories of classical plasticity and continuum damage mechanics. Unlike most prior studies on models in the same category, the performance of the proposed ECDPM is evaluated using experimental data on concrete specimens at the material level obtained under cyclic multiaxial loading conditions including uniaxial tension and confined compression. The performance of the model is observed to be satisfactory. Furthermore, the superiority of ECDPM over three previously proposed constitutive models is demonstrated through comparisons with the results of a uniaxial tension-compression test and a virtual test.     

Prediction of fracture behavior of beam-to-column welded joints using micromechanics damage model

Moment-resisting steel frames often fail by fracture failure of beam-to-column welded joints during a strong earthquake. This paper provides a numerical methodology based on micromechanics damage model instead of traditional fracture analytical methods to investigate the crack initiation and propagation of welded beam-to-column joints subjected to monotonic loading and ultra low cycle loading conditions. Firstly, parameters used in the micromechanics damage model for steel base metal, heat affected zone and weld metal were calibrated, respectively, against uniaxial tension test results and cycle test results of notched specimens. The evolution of void growth in the notched specimens under different loading conditions was compared. Secondly, fracture process of the welded joints subjected to tensile loading was simulated based on the micromechanics damage model. The predicted load displacement response agrees well with the other researcher's test results. Finally, the micromechanics damage model was applied numerically to investigate the ultra low cycle fatigue fracture behavior of the welded joints under constant amplitude as well as variable amplitude inelastic cyclic loading. According to the distribution and evolution of void in the welded joints obtained from finite element analysis, crack initiation and propagation were presented and the number of cycles to fracture was predicted. It is shown that the fatigue life predicted from finite element analysis based on micromechanics damage model agrees well with the other's test results.     

基于损伤指数模型的叠合装配式地下管廊节点损伤分析

针对地下管廊结构,设计了现浇和叠合装配式两种不同形式的节点,通过低周反复荷载试验进行地震损伤研究。试验结果表明,叠合装配式节点具有和现浇形式的节点相近的结构性能。结合试验结果,基于修正的Park-Ang双参数地震损伤模型和修正的欧进萍双参数地震损伤模型,对地下管廊结构节点的损伤模型进行了对比分析。研究表明,修正的欧进萍双参数地震损伤模型与试验结果符合较好,能正确地反映节点从开始加载到失效的整个过程,可用于此种现浇和叠合装配式节点的损伤分析。     

底框砌体剪力墙震损房屋损伤评估及抗震加固

在完成3层足尺底框配筋砌块短肢砌体剪力墙房屋系统的拟动力子结构抗震性能试验后,模型的梁、板、柱、墙等结构构件均出现了不同程度的损坏。本文详细介绍拟动力抗震性能试验对结构构件造成的损伤,并根据对损伤程度的评估,分别选用粘钢、粘贴玻璃纤维布和裂缝修补技术3种最常用的加固方法对受损部位进行加固,以期获得上述3种方法在地震区对震后受损建筑进行加固或对建筑进行抗震加固时的适用性特征。文中详细介绍上述3种常用加固方法的施工步骤,并按照要求实施加固施工,为研究震后受损结构构件加固后的抗震性能试验研究做准备。     

岩石与水相互作用的正交各向异性损伤数值模拟

提出一种正交损伤模型,该模型能分别描述岩石材料的弹性变形、损伤变形和其他不可逆变形能。在该模型中,以二阶损伤张量来描述损伤的发展,损伤演化相关于裂纹扩展标准。以Gibbs自由能获取损伤材料的有效刚度矩阵。以能量原理合理地推导损伤参数的限制范围,提出借助于三轴试验决定模型参数的方法。对不同加载路径的饱和砂岩试验结果进行模拟,该模型的数值结果和试验结果吻合较好。随后,推广该模型到不同加载路径下得到岩石与水相互作用的力学特性,数值结果也显示：推广的模型是可以描述岩石与水相互作用的主要水力学特性的。