典型钢筋混凝土工事毁伤判据研究探讨

钢筋混凝土工事作为一类典型的战场目标,其毁伤判据是战场目标毁伤评估的重要因素。以试验为基础,总结了钢筋混凝土工事的主要毁伤特征,提出采用物理、火力、力学3类判据进行毁伤评估,分析了判据的获取途径,并给出典型钢筋混凝土工事目标对应的判据取值。分析表明:3类判据是由现象到本质、逐层递进的关系,可为常规武器打击下钢筋混凝土工事毁伤等级的界定提供基本依据。     

侵彻爆炸荷载作用下高拱坝局部毁伤效应评估

高拱坝坝身较薄,遭受侵彻爆炸打击时将产生严重的局部破坏效应。为此,采用声固耦合法建立了库水-高拱坝-地基系统的动态耦合作用模型,基于SPH-FEM耦合算法模拟侵彻爆炸近区的大变形及毁伤发展过程,并通过开展拱坝内部爆炸缩比模型试验,验证了所建立的高拱坝侵彻内部爆炸分析模型的可靠性;在此基础上探讨了高拱坝遭受侵彻爆炸打击时的局部毁伤特性,研究了高拱坝不同部位遭受侵彻爆炸打击后的局部破坏效应,揭示了高拱坝侵彻爆炸的局部毁伤破坏机理;同时,基于高拱坝侵彻爆炸局部毁伤特征,提出了高拱坝局部毁伤判定指标,并建立了局部破坏分级准则,评估了高拱坝不同部位遭受侵彻爆炸的局部毁伤破坏等级。结果表明：高拱坝中上部区域遭受侵彻爆炸时局部毁伤效应最严重。     

地下结构头部在精确打击下的毁伤试验研究

为研究精确打击条件下地下结构头部段的毁伤特点,根据爆炸相似律进行了圆柱形装药在头部围岩中三种爆炸位置的模型爆炸试验。试验结果显示,直墙段是结构最易受损部位,装药在直墙侧方爆炸时,结构毁伤程度最严重;地下结构头部动荷载段计算假定装药位置在拱顶正上方爆炸为最不利情况偏于危险,可通过在现行动荷载计算公式中引入装药爆炸位置影响系数,完善计算公式未能考虑爆炸位置因素影响的缺陷;分析直墙拱结构的受力特点,并建议采用曲拱结构形式应对精确打击的防护需求。     

水作用下砂岩断裂力学效应试验研究

 消落带是库岸边坡稳定的敏感地带,在库水位反复升降作用下,岩石的断裂韧度变化规律对库岸边坡的稳定性十分关键。以三峡库区典型库岸边坡砂岩为研究对象,针对库岸边坡消落带的实际赋存环境,设计长期浸泡和浸泡–风干循环作用2种试验方案。试验结果表明：(1) 长期浸泡和浸泡–风干循环作用下砂岩试样有明显“变软”的趋势,其断裂韧度、抗拉强度和抗压强度劣化趋势基本一致,劣化幅度在试验初期较为明显,后期逐渐趋于平缓;(2) 各力学参数劣化的幅度差别较大,其中,断裂韧度劣化最快,抗拉强度次之,抗压强度劣化相对较慢;(3) 比较而言,在浸泡–风干循环作用下,砂岩的各力学参数劣化趋势更加明显,说明在模拟库岸边坡消落带水–岩作用时,浸泡–风干循环作用是不可忽略的因素。研究成果对大量存在的库岸边坡稳定性分析具有重要参考价值,同时,相关试验方法也可以为类似试验提供参考。     

高能冲击作用下淤泥水柱效应试验研究

针对笔者早期提出的静动力排水固结法处理高含水量饱和软黏土时存在水柱效应问题,利用多向高能电磁力冲击试验系统,对珠三角的淤泥进行高冲击能静动力排水固结室内模型试验,获得了淤泥力学响应相关规律: (1)土层中部与下部位置之间土压增量差值十分相近,孔压增量之间、土层压缩量之间亦有类似规律,初次验证了水柱效应的存在,即沿地基深度方向因瞬时不可压缩的水柱特性而可将相当部分夯击力传递至地基深处;(2)随着夯击遍数增加,冲击产生的附加应力与土自重比值逐渐增大,有效加固深度相应增加,夯击能可有效传递至地基土体深部。结果表明,当土中设置了竖向排水体系,不但有利排水,而且具有水柱效应,夯击时近似不可压缩的水柱可将冲击能量传递至地基深部软土中,使深层土体较充分排水固结。     

软式透水管作用下边坡排水效应试验研究

边坡工程作为永久性服役设施,其长期稳定性问题日益突出。地下排水系统作为边坡工程的重要组成部分,对于保持边坡的稳定性发挥着至关重要的作用。针对福建省典型的残积土边坡,利用室内边坡物理模型试验,对其在后缘补给充分情况下深层软式透水管的排水效应及机理展开研究。研究结果表明:透水管的倾角对边坡渗流路径及排水量产生重要影响,倾角缓处易形成强的渗流通道;边坡在后缘丰富水头压力作用下,渗流场发展从后缘、底部及两侧向中部呈包围状渗流而趋于饱和。试验成果为模型试验长期研究奠定基础,并对类似边坡排水工程的有效设置提供理论依据及借鉴思路。     

强风作用下楔形外形超高层建筑横风效应试验研究

对正方形平面沿高度方向逐渐收缩的楔形外形超高层建筑进行同步测压试验,分析不同高度横风向气动荷载功率谱密度、相干特征、结构基底气动弯矩和相应的风振响应,在此基础上进一步考虑切角对结构气动荷载和响应的影响。研究结果表明：采用锥形外形可有效地消减作用于结构上的横风向气动荷载,并在一定条件下消减结构的风振响应;楔形外形可以抑制漩涡脱落的强度,但不能消除结构的漩涡脱落现象,且会升高结构的漩涡脱落频率并进而升高结构的风致响应;在楔形外形的基础上再进行切角处理可以基本消除结构的横风向漩涡脱落现象;经切角处理后,楔形外形结构的横风向风致峰值基底弯矩在结构1阶模态自振周期6.12~14.28 s范围内基本保持不变;对于锥度η为2.2%和 4.4%的高层建筑,切角处理后其100年重现期的峰值基底弯矩分别比未切角减少31.13%和14.58%。     

强震下单层柱面网壳损伤及失效机理研究

基于结构损伤理论,对单层柱面网壳在强震下的失效机理进行研究。单层柱面网壳在强震下不仅会发生动力失稳,也可能由于过度塑性发展导致动力强度破坏的模式。对于动力强度失效的研究,应当在分析中考虑材料损伤累积以及断裂效应的影响。为在有限元分析中包含这一影响因素,编制了基于通用有限元软件ABAQUS的用户材料子程序,具有较高的计算精度和较好的收敛性。应用其对单层柱面网壳在强震下的响应进行参数研究,并与基于理想弹塑性材料时的响应对比,讨论考虑材料损伤对网壳失效特征的影响。将单层柱面网壳在强震下失效时刻的多项特征响应进行统计分析,拟合了能够表征网壳损伤程度的损伤模型,建立单层柱面网壳在强震下的失效判别准则。针对实际工程抗震设计中采用损伤累积本构模型计算的困难,提出网壳结构失效极限的简化判别方法。     

人防工程中防护密闭门配筋验算探析

通过核6、常6级防护密闭门的配筋计算,说明了人防工程中防护密闭门双层双向配筋及布置梅花形拉结筋的原因,并介绍了受压区钢筋的计算原理,以指导实践。     

单层网壳损伤识别理论与试验研究

结构损伤识别可以归结为结构损伤参数的模式识别问题.对结构响应信号进行小波包分解可以获得各频带的信号能量,将此特征向量作为输入,利用支持向量机强大的模式分类功能,可以实现结构的损伤识别.在环境振动下,对1/10比例的单层网壳模型进行损伤识别试验,将不同的杆件沿径向进行相应程度的截面切割用以模拟不同程度的损伤状态.对不同损伤情况的加速度样本进行三层小波包分解,以相应频带的信号能量作为输入建立支持向量机,利用支持向量机对未训练样本的信号能量进行损伤分类.试验结果表明该方法简便准确,验证了小波包和支持向量机方法用于损失识别的有效性.     

屋面系统对单层球面网壳稳定性及地震响应的影响研究

单层球面网壳的静力稳定性及抗震性能已经取得较为系统的研究成果,但在传统的研究方法中,学者们只考虑结构部分,忽略了屋面板、吊顶、隔墙等非结构构件的影响;其中,屋面系统作为一类非结构构件,其平面刚度较大、在动力荷载下的阻尼也较大的特点会在一定程度上影响结构的受力特性。因此,选取考虑屋面系统的单层球面网壳作为研究对象,开展屋面系统对于单层球面网壳弹塑性稳定性及抗震性能的影响研究。采用有限元分析软件ABAQUS分别建立带屋面系统单层球面网壳和传统单层球壳的数值模型;通过弧长法分别对两种模型进行均布荷载作用下的非线性数值模拟,对比分析屋面系统对单层球面网壳弹塑性稳定承载力的影响;对考虑屋面系统的网壳结构进行不同地震荷载作用下的时程动力分析,采用基于响应的分析方法,考察屋面系统对于网壳结构抗震性能的影响,得到屋面系统会显著提高网壳整体刚度、增强结构抗震能力的结论;本研究可为以后网壳结构的理论研究及工程实践提供一定的参考。     

混凝土结构地震损伤的研究现状及发展趋向

一个恰当的、符合实际情况的地震损伤模型，一方面为结构抗震设计提供合理的破坏准则；另一方面则可为震后建筑物的安全性评估提供科学的理论依据。本文按照累积损伤模型和非累积损伤模型2类分类标准，从构件和结构层次上系统地分析和总结了几种典型的损伤模型。阐述了它们建立的依据，分析了它们的合理与不合理之处。基于此，对目前关于地震损伤研究的不足之处进行了总结，建议了其可能的发展趋向。     

爆炸波对水泥试样损伤破坏的实验研究

通过水中爆炸波对水泥试样的损伤破坏实验来模拟水力裂缝层内爆炸采油中激波使岩石损伤开裂的现象。结果表明,试样预制剖面上的裂纹分布可以近似代表其内部的裂纹分布规律。观察到了四个破坏区域:压实破坏区、压实损伤区、拉伸损伤区和拉伸破坏区,并对这些区域特征做了详细描述;利用冲击波的相关理论,对水泥试样损伤开裂的机理做了初步分析。研究发现,裂纹的起裂扩展与水泥试样的初始损伤有密切关系;并且裂纹的形状受炸药与水泥试样尺度比值以及炸药的安放位置等条件控制。最后通过对压实破坏区渗透率实验,发现压实破坏区也有较好的渗透性,这对层内爆炸采油技术的深入研究具有重要意义。     

村镇住宅震害及分析

对村镇住宅震害的情况进行了分析 ,阐述了地震的原因 ,提出了抗震设计的加强措施。指出只有采取合理设计与施工 ,才能达到“大震不倒、中震可修、小震不坏”的要求     

Numerical analysis of blast-induced wave propagation and spalling damage in a rock plate

The paper focuses on the numerical analysis of blast-induced stress wave propagation and related spalling damage in a rock plate or wall. Firstly, a large-scale contact explosion is simplified as a one-dimensional (1-D) strain problem, and a cross-format centered finite-difference scheme is presented. Secondly, the finite-difference code is used to explore the wave propagation in a rock plate, and compared with the commercial software LS-DYNA. Thirdly, a continuum damage constitutive model for rock is introduced and successfully incorporated into the LS-DYNA through its user-defined subroutine. Coupling with the erosion technique, the improved LS-DYNA is used to simulate the blast-induced spalling damage at the back-side of rock plate. Numerical results show that the 1-D finite difference code is convenient and accurate. Also, the user-defined subroutine can well describe the process of spalling damage.     

新疆克州公路水毁成因及其防治措施

结合多年的公路养护经验,介绍了新疆克州公路沿河路基冲毁、路基滑坡、山体塌方、泥石流掩埋、路基防护与加固工程冲毁、桥涵构造物冲毁6种水毁病害的成因,并提出了相应的防治措施,以期为其他公路水毁治理提供指导。