土石粗粒料的强度和变形特性的试验研究

根据大坝应力路径,对粗粒料进行等应力比和等应力比增量等于常数的三轴剪切试验,得出了相应的应力–应变关系式和规律;根据粗粒料的试验强度曲线特征,提出用幂次型函数表述粗粒料的抗剪强度,并以此为屈服准则,结合弹塑性理论建立了粗粒料的弹塑性本构模型,该模型可以用一个统一的表达式表述,该模型概念清晰、模型参数较少;同时推导出粗粒料的弹塑性矩阵;通过试验验证模型计算得到的粗粒料应力–应变关系曲线和实测结果吻合较好。     

地下室钢筋混凝土墙板的基础约束与应力计算模型

在有限元计算分析的基础上，通过非线性回归，建立了地下室钢筋混凝土墙板受基础约束时，高度方向上的约束系数计算式，并在此基础上，建立了墙板内混凝土及钢筋在温度变形和收缩变形等非荷载应力作用下的应力、应变计算模型。通过工程实型试验，进一步验证了该理论计算模型可以用于裂缝控制的设计计算。     

钢筋混凝土墙板非线性分析

本文建立了钢筋混凝土墙板构件平面应力问题的材料模型。在计入钢筋与混凝土间滑移影响的前提下,文中根据混凝土的双轴应力试验曲线和钢筋单轴拉伸试验曲线,分别建立了二维的混凝土力学模型和理想为等效钢板的分布钢筋力学模型。在此基础上提出了钢筋混凝土非线性分析的离散化积分点法,并通过试验验证计算模型的可靠性与精度。     

混凝土配合比优选及损伤本构模型研究

文中通过研究不同混凝土骨料与配合比对强度性能的影响,优选出高强度混凝土配置方案,并结合混凝土单轴抗压试验的应力应变曲线,建立单轴压缩时混凝土的本构损伤关系。结果表明：试验曲线与拟合曲线变化规律基本一致且吻合度较高,该损伤模型可以较好地描述混凝土在加载过程中损伤演化规律,也验证了该损伤模型的合理性。     

高强方钢管高强混凝土短柱轴压性能

选取四种混凝土本构关系模型,应用有限元分析软件ABAQUS建立高强方钢管高强混凝土轴压短柱有限元分析模型,再通过试验研究加以验证。结果表明:采用韩林海提出的约束混凝土本构关系模型的有限元计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,研究了含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度对模型混凝土贡献比(CCR)及跨中截面钢管应力的影响。最后,提出了高强方钢管高强混凝土轴压短柱组合构件受力全过程应力-应变关系曲线表达式,计算结果与试验结果吻合较好,验证了公式的准确性。     

方钢管混凝土轴压短柱力学性能非线性有限元分析

在以往有关研究成果的基础上,选取具有代表性的轴压方钢管混凝土结构试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,对方钢管混凝土轴压短柱的受力性能进行计算分析。分析受力过程中钢管混凝土柱的破坏模态;计算方钢管混凝土轴压短柱荷载-变形关系曲线;分析含钢率、套箍系数对极限承载力和荷载-变形关系曲线的影响规律。并将计算分析结果与试验结果相比较,验证了建立的模型可以模拟方钢管混凝土柱的极限承载力和破坏全过程。文中的研究成果可为其他研究提供相关参考。     

基于水化度和约束状态下拉伸徐变特征的早龄期混凝土内应力预测

为研究约束状态下早龄期混凝土的拉伸徐变性质,建立了基于水化度并考虑约束状态的早龄期混凝土拉伸徐变模型,推导出三维空间应力增量和应变增量关系式。对密闭状态下4组混凝土在不同养护温度下的自由收缩和约束应力发展进行了实测,应用实测结果推算模型参数,并验证了算法的正确性。最后用于某地下通道墙体约束应力发展的计算,并与由B3徐变模型得到的应力结果作了比较。研究结果表明:建立的基于水化程度并考虑约束状态的拉伸徐变模型较传统的B3徐变模型能够更好地体现混凝土早龄期的应力松弛效应,可用于约束状态下混凝土结构早龄期内应力发展预测,有助于对早期开裂风险进行正确评估。     

再生粗骨料混凝土早期收缩性能试验研究

通过试验研究水灰比、再生粗骨料取代率、减水剂和粉煤灰对再生混凝土早期干缩性能的影响。研究结果表明再生混凝土的早期干缩率和失水率均随着水灰比和取代率的增大而增大;再生混凝土在龄期7d内干缩速率和失水速率最大;掺入减水剂和粉煤灰可以有效地控制再生混凝土的干缩。根据试验结果建立了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土早期干缩计算模型,该模型计算结果与他人试验结果吻合较好。     

基于构件荷载-变形曲线的约束混凝土本构模型对比分析

对16根钢筋混凝土圆柱进行了低周反复荷载试验,并采用6个不同的约束混凝土应力-应变模型对试件骨架曲线进行了计算。分析表明,尽管所选的约束混凝土应力-应变模型的差别很大,但利用不同的模型计算的柱荷载-变形曲线差别不大,与试验得到的荷载-变形曲线差别也不是很大,差别主要反映在曲线的下降段;在所选取的6个约束混凝土应力-应变关系模型中,采用Mander-Priestley模型和Fafitis-Shah模型计算的荷载-变形曲线与本文试验结果符合最好。     

受压U肋加劲板局部稳定受力性能数值模拟

为了掌握受压U肋加劲板的局部稳定受力性能,考虑残余应力与初始几何缺陷,建立U肋加劲板局部稳定试验试件的有限元模型,通过考虑不同宽厚比的试验验证该数值模拟方法的正确性;将U肋加劲板及其腹板简化为四边简支板,并通过数值模拟方法验证四边简支板简化模型的正确性。结果表明:采用数值模拟方法计算得到的破坏模态和应力 位移曲线与试验曲线吻合较好,所计入的残余应力和几何缺陷大小是合理的;采用简化的四边简支板模型和试验试件模型计算的应力 位移曲线从开始到峰值吻合较好,在下降段四边简支板模型下降斜率有所增大;在分析受压U肋加劲板受力性能时,可以选用等效四边简支板简化模型分析其局部稳定承载力。     

煤矿巷道内水闸墙温湿度应力场模拟与分析

环境温湿度的变化及其产生的影响在大体积混凝土结构中是不容忽视的。分析温度场、温度应力场、湿度应力场尤其是结构的整体应力场是工程中非常关注的问题。为此,以某大体积混凝土水闸墙现场监测为基础,仅考虑环境温湿度的影响,用ANSYS依次对该结构的温度场、温度应力场及湿度应力场进行数值模拟,然后将模拟得到的温度应力场与湿度应力场叠加,得到整体应力场。将模拟的总应力与现场检测结果对比,并对模拟结果进行分析和总结,得出一些有价值的结论。通过对应力场的数值模拟,可对大体积混凝土浇筑后裂缝的开展有一定的预见性,对制订温控措施有一定的指导意义。     

大体积混凝土温度场构成因素分析

大体积混凝土的水化热不容易及时散发,内部温升将会很高,从而产生很大的温度应力,导致出现温度裂缝。本文介绍了环境温度、水泥水化热、截面尺寸等对温度场的影响,分析了大体积混凝土温度场的变化规律,提出了大体积混凝土施工方法的一些建议,为实际工程的应用提供了选择依据,可为同类工程施工提供参考。     

117大厦混凝土底板温度场与应力场数值模拟

根据天津117大厦塔楼D区底板C50大体积混凝土试验方案,基于混凝土水化热放热模型与计算理论,应用有限元分析软件ANSYS,对浇筑混凝土的温度场与应力场进行了数值模拟分析。分析出水化热的温度场和应力场的空间分布。计算表明:混凝土中心温度变化较大,温度应力最大值出现在大体积混凝土底部和四周与土壤交接部位,但远小于混凝土的抗拉强度设计值,不会导致温度裂缝。     

大体积混凝土承台温度和应力场的三维数值模拟

应用三维有限元分析手段,对某承台大体积混凝土浇注过程中温度场和应力场的发展规律进行了三维数值研究。对比分析了采用自然冷却和通水冷却方案时承台混凝土浇注过程中温度场的发展过程,并计算了通水冷却时由混凝土温度梯度所诱发的应力场。研究结果表明,该承台大体积混凝土施工过程中的温控措施在理论上是可行的。     

大跨混凝土箱梁横向温度应力分析

以一主跨125m连续梁桥为例,采用Ansys10.0软件,计算分析混凝土箱梁温度场及横向温度应力的分布规律,并对箱内、外温差的取值进行了探讨。混凝土箱梁横向温度应力较大,特别是顶板下缘由温度引起的拉应力可以达到3.5MPa,易造成箱梁顶板的纵向开裂,这应引起设计者的重视。     

ABAQUS在高拱坝浇筑仿真分析中的应用

依据某常态混凝土高拱坝的详细施工进度和监测资料,以该拱坝单个典型坝段为研究对象,利用有限元软件ABAQUS所提供的子程序接口,编制水化热、水管冷却子程序及混凝土变弹模本构模型,对拱坝施工期全过程进行仿真计算。重点分析施工过程水泥水化热、水管冷却、变化弹性模量等因素对混凝土浇筑过程的影响,比较形象地反应施工过程中混凝土温度场及温度应力场的分布情况,验证该子程序的正确性及准确性。     

大体积混凝土温度-应力场理论研究和应用现状综述

简述了大体积混凝土温度场、应力场及其耦合理论的发展历程和应用的研究进展,总结了各理论的优缺点、适用条件和应用现状,讨论了实际工程中大体积混凝土温度-应力场分析的典型案例,并对大体积混凝土温度-应力场理论的研究发展和工程应用方向进行了展望.     

混凝土箱梁模型温度场分布影响因素分析

通过有限元程序ANSYS模拟温度场的方法和某桥实测数据比较,分析了影响预应力混凝土箱梁模型温度场分布的因素,得出了太阳辐射吸收系数对计算结果的影响比较大的结论,该结论对计算预应力混凝土箱梁的温度应力和挠度有一定的意义。     

高温下混凝土裂缝对温度场的影响

通过对带(预制)裂缝混凝土试件进行明火升温试验,研究高温下裂缝对混凝土温度场的影响.依据传热理论分析建立带裂缝混凝土试件截面温度计算模型,然后用数学软件MATLAB进行数值计算并与试验结果进行对比.结果表明:高温下裂缝区域的主要传热方式为热传导;相对于无裂缝处,有裂缝处测点温度更高;总体上测点的温度随裂缝宽度的增大而增大,远离裂缝的测点温度受裂缝的影响较小;不同测点的计算与实测升温曲线总体变化趋势一致,依据传热理论分析建立的带裂缝混凝土试件截面温度计算模型较为可靠.     

基于人工神经网络的大体积混凝土温度场预测

大体积混凝土的水化热不容易及时散发,内部温升将会很高,从而产生很大的温度应力,导致出现温度裂缝。预测分析温度场为研究温度裂缝以及进行温控设计、制定合理的防裂措施提供了依据。针对大体积混凝土温度场的非稳态特性,提出了一种基于BP人工神经网络Levenberg—Marquardt算法的温度场预测模型。预测结果表明,该模型收敛速度快,预测精度较高。